塑膠射出成型技術隨著科技的進步,由早期的油壓系統慢慢演變為全電式射出機,全電式射出機兼具節能、低汙染等特性,可使用於生產高潔淨度之產品,如醫療、3C與食品器材等。

全電式射出機由伺服馬達與滾珠導螺桿組成驅動組件,兼具快速、穩定與精確等優點,又可省電及提高效率,使得在這強調綠能的時代,各射出機設備公司力求研發推出,而與傳統油壓系統射出機相較,設備價格較油壓系統高,伺服馬達佔設備成本約30%。

另一應用為具伺服馬達驅動系統與油壓驅動系統之油電複合式射出機,此類複合式射出機在歐美國家生產的比例較高,結合油壓與電力兩種系統,一方面具備全電式射出機的快速、節能與精確的優點,另一方面也保有油壓系統射出機高推力的優勢,可以根據射出機功能特性與需求,修改為電力或保留原有的油壓部分系統,對於台灣原本以生產油壓式射出機為主的廠商具有很大的優勢。成本低於全電式射出機,又能同時改善油壓式射出機耗能與精度不佳的問題。

目前將油壓系統的射出機改變為油電複合式射出機,大多是將原本的定速馬達與泵經常處於運轉狀態改由伺服馬達所取代,伺服馬達具有變頻與響應快速的優點,又可控制馬達免於長時間高速運轉而達到節能與降低噪音目的。

油電複合式射出機通常是利用伺服馬達結合變量泵來達到節能的效果,其動作在於射出過程之保壓時降低輸出功率,於冷卻時完全停止,可以降低耗電、噪音與油溫,而使設備使用者意願提高。另外可利用閉迴路的型式偵測目前的壓力,利用控制器監測目前油壓系統之壓力,來控制伺服馬達的轉速與輸出扭力,使得整體系統更為快速及準確。

油電複合式射出機兼具了全電式與油壓系統之優點,成本也介於兩者之間,且具節能效果。基於以上種種原因,油電複合式射出機與全電式射出機,是各廠商積極研發目標,其伺服馬達應用亦隨射出機噸數而提高輸出規格及特性,而為一重要應用領域與市場機會。

(工研院機械所智慧機械技術組資訊與資源部周信宏研究員提供)

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