中国橡胶注射工业技术发展瓶颈及突破

橡胶信息

随着橡胶工业的发展，橡胶制品成型技术也经历了不同发展阶段：模压阶段、转注阶段、注射阶段及在转注基础上的注射模压、注射转注等。

; k. u# v: L+ B2 |    注射成型已成为橡胶加工主流方式
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    就橡胶本身的特性来说，注射成型以其独有的优势目前已经成为橡胶制品成型的主流方式。注射工艺就是通过塑化缸的加温和塑化螺杆的搅拌、剪切，将胶料温度升高到其流动性最好的状态，再通过较高的注射压力，将此状态的胶料注射到锁模（抽真空）的模腔中，进行加压和加温，使橡胶进行硫化。在整个过程中，时间、压力和温度三要素决定了生产的效率和质量。
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. M5 {% D# x2 a0 F    首先，注射成型能够提高制品质量。通过先锁模后注射并进行保压，可以持续稳定的传递制品成型所需要的压力，使制品能够在可控的压力、温度和时间下进行硫化。注射成型能够提高制品的致密性和功能性（尤其是减震制品的功能性）。
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    其次，注射成型可大幅提高生产效率。通过注射单元的塑化功能，大幅度提高胶料的流动性，使其以比较高的温度充满模腔并立刻开始硫化，通过合理的参数设置，注射工艺可比模压工艺缩短30~50%的硫化时间。

5 ]1 z/ Q7 g4 U2 M- U( x+ D8 c" V3 x    再次，注射成型工艺能够大幅度降低工人劳动强度、减少胶料浪费和电力消耗等。

    注射成型现状及发展瓶颈
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    与国外橡胶注射成型发展现状相比，国内橡胶注射技术目前还处于起步阶段，尽管已可用注射机生产产品，但是相关的工艺研究工作不足。一个典型的例子就是生产过程中大多不设定保压，只是通过注射压力来充满模腔，这就导致了容易在流道产生“大饼”，在制品上产生飞边等。

    橡胶注射成型的发展离不开设备厂、模具供应商、制品厂的三方合作，共同推进注射成型应用和发展。但目前在国内来看，这三个环节基本上都是各自独立，缺少融合。
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    从注射成型机本身来说，目前国内的市场容量大约在4.5亿元人民币左右，年增长率大约在30~40%。目前中国市场有大大小小二十几个橡胶注射机“品牌”，大部分是从最初的台湾机或者大陆机演化而来。通常是注射机厂家找个投资商、照搬一家公司的图纸或在此基础上做些小更改进行制造生产，采用低价或者依靠与设备采购人员的个人关系，进行市场竞争，缺少创新和研发能力，这就导致了设备的技术革新不足，更谈不上研究橡胶注射工艺了。
    国内橡胶注射机技术较普遍的问题主要体现在几个方面：
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    一是大多采用较低的21/22MPa的系统压力，标称300吨的机型，其实际只能提供2600KN的锁模力，锁模力不足；相应的泵、阀都采用比较廉价的日本或者台湾等品牌，容易漏油和损坏，使用寿命不长；液压管路等还使用分体式的阀、管等，容易出现故障并且维修困难。

    二是机身结构设计不合理，开模空间不足，模具必须移出后才能在外部开模；导柱的设计不合理，锁紧螺母容易松脱，进而导致热板不平衡，容易造成飞边和“大饼”等。

' x: e1 P' y  L% d: ?9 @3 Q- l0 ?/ l    三是落后的先进后出注射单元，每模都需要先射出大约20~30g的胶料，并且塑化缸的温度较低；清理和更换胶料非常繁琐，需要拆卸等。
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    实际使用起来，很多机器最致命的弱点就是不稳定，经常会出现各种各样的问题，影响客户使用和生产。
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5 @% W/ f" F+ |7 P5 d# P1 b    另外，相关配套的模具和冷流道能力不足，主要表现在模具结构和概念比较原始、加工制造精度不高和表面处理不合理或干脆不做等。

4 S: ~- [8 i0 Z# W  U  {$ a6 P    国内缺乏专业的橡胶模具制造厂商，大部分都是专业做塑料模具，捎带做一些橡胶模具，对橡胶模具的理解和研究不够，缺乏创新。国内一直有一种观念，就是橡胶模具简单，很容易，价格低，实际上正是这种错误的观念桎梏了国内橡胶注射成型工艺的发展和壮大。

$ F) B! F" O- q9 B    此外，缺乏专业的注射成型工艺人才，制品厂也是如此。目前国内制品厂严重缺乏工艺研究的相关人员，从某外资企业月薪1.2万元人民币招聘工艺工程师就可以发现端倪。在国外，制品厂的工艺人员能够对机器和模具做出明确的要求，并根据机器能力和模具进行工艺调整和修正，但国内具备这方面能力的工艺人员极为短缺，大部分工艺人员只知道设定温度、压力和时间三要素，但对注射成型工艺的研究和深层理解不够。

/ e* B' Y+ B1 E7 x    新型橡胶注射机特点

    最近几年，国内橡胶注射机供应商也开始积极探索，纷纷推出新的橡胶注射机以满足市场需要。斗士公司在CHINAPLAS2011展会上首次推出的伺服液压驱动系统，得到业内人士的一致好评。
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    斗士橡胶注射机采用欧洲同步的注射成型技术，在合模单元结构、注射单元结构和相关的电控系统及功能上，进行了革命式的创新和研发。在机身结构上，采用了坚固和高冗余的设计方案，确保机身强度和耐久性；高开模空间，模具无需移出即可进行摆放和脱模操作等。

    液压系统采用力士乐25Mpa变量泵（节能高达40%）和全套力士乐阀，通过一体式阀板和帕克高压管路连接，确保足够的锁模能力和高可靠性。同时，采用先进先出的注射单元能够尽可能提高塑化温度，缩短硫化时间，提高生产效率，并且无需每模射出料头。
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    此外，最初设计时就考虑到了注射单元清理和维护的问题，因此生产过程更人性化且更易于操作。