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繼液壓馬仔之后，磁力模板憑什么出圈？
注塑加工企業(yè)如何降低成本，實現(xiàn)盈利？在過去，大批量生產(chǎn)的注塑制品種類少，在不同產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)過程之間的換模時間長，這個問題的傳統(tǒng)解決方案是盡量增加批量生產(chǎn)的數(shù)量，減少換模次數(shù)，很好終單位成本隨著生產(chǎn)數(shù)量的增加而降低。但是，庫存費用及風險也會隨著庫存量大而升高。
“時間就是金錢”，隨著市場競爭的日益加劇，注塑制品更新?lián)Q代越來越快，大量制造形態(tài)轉變?yōu)槎嗥贩N中小批量、高質量、短交付期的生產(chǎn)方式。特別是為汽車行業(yè)配套的企業(yè)，不論是內(nèi)飾件還是外飾件，都要為不同的車型并行、成套、準時地提供合格產(chǎn)品。這一現(xiàn)狀已引起國內(nèi)注塑機生產(chǎn)和使用廠家的重視，在注塑加工自動化中如果不有效地解決快速換模問題，其它生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化程度再高也難以充分提高設備的使用率、提高生產(chǎn)效率，整套設備也只能稱得上是體格健壯、反應靈活的“瘸子”。而這一問題在歐美工業(yè)發(fā)達國家已基本得到了解決，即采用快速換模系統(tǒng)（QMC, Quick Mold Change）。 機械旋拉式是較早期的快速換模系統(tǒng)，典型產(chǎn)品出自瑞士史陶比爾（STAUBLI）公司。液壓壓板式是采用很好普遍的快速換模系統(tǒng)，典型產(chǎn)品出自荷蘭EAS（Enerpac Automation Systems）公司、美國AEROSTAR公司、日本PASCAL公司。磁力吸盤式是近年來發(fā)展迅猛、被歐美工業(yè)發(fā)達國家廣為接受和采納的快速換模系統(tǒng)，它是在現(xiàn)有注塑機的動定模板上加裝磁力模板（magnetic platen），傳統(tǒng)的人工換模慢慢被磁力模板取代。通過磁力模板的快速吸合和放開模具的背板，縮短模具更換的間隔時間，即提高模具更換的頻次。磁力模板的安裝提高了換模的工作效率，降低了模具裝卸過程中工作人員的勞動強度，減少了注塑機的停機時間，從而在整體上提升了注塑生產(chǎn)的工作效率，縮短交貨周期和投資回報時長。 盡管磁力模板已在模具制造領域得到了大范圍使用，但上世紀90年代初，歐美一些注塑工廠出現(xiàn)的磁力模板夾緊模具后模具脫落的事故，限制了磁力模板在注塑領域的應用，安全上的恐懼使得作為機械式或液壓式鎖模系統(tǒng)競爭對手的磁性模具夾緊系統(tǒng)的應用只能靠邊站，注塑廠家只對那些肉眼可見的物理性模具夾緊裝置感到安心。但其實這個“鍋”不應由磁力模板來背，操作上的失誤才是罪魁禍首。因此，改進后的磁力模板系統(tǒng)被設計出來，以防止操作失誤，解決以前的安全問題，注塑廠家亦將磁性系統(tǒng)作為液壓式或機械式快速換模系統(tǒng)的一種更簡單的替代品。 技術原理及優(yōu)勢 磁力快速換模系統(tǒng)與傳統(tǒng)的手動機械式和液壓式快速換模系統(tǒng)相比有很多優(yōu)點： ◆ 降低庫存，減少廢料：制造過程使用JIT（準時制）模式，將庫存維持在一個較低水平，從而使倉庫、運輸成本和效率很好化。換模速度的加快維持了機器溫度，從而減少注塑廢料的產(chǎn)生量。 ◆ 安裝方便快捷：無需改變注塑機的外觀，也無需在注塑機上打孔，只需通過螺栓把磁性模板固定在注塑機背板螺紋孔或T型槽上，就可輕松快速地將電控永磁快速換模系統(tǒng)安裝到注塑機上。 ◆ 操作簡便：顛覆傳統(tǒng)換模方式，相比傳統(tǒng)壓板，一個普通的模具安裝工不需要特殊技能，只需經(jīng)過極短時間的培訓就可以站在注塑機外面，通過遠程操作手持終端，即可實現(xiàn)模具鎖緊或卸載，整個過程在幾秒內(nèi)完成，簡便、快捷。 ◆ 能耗極?。?/span>對于一臺帶有2.1 x2.1m模板的1000噸位注塑機，其每天更換6次模具，需要的電能還不及一只100瓦燈泡整天點亮來得多。 三大流派各具千秋 目前在世界上流行的磁力模板主要有三種：一種是圓環(huán)布局型（以史陶比爾產(chǎn)品為代替），一種是長條布局型（以EAS產(chǎn)品為代替），另一種為棋盤布局型（以泰磁產(chǎn)品為代替）。 #01 圓環(huán)布局型（以史陶比爾產(chǎn)品為代替） 圓形磁極為單一直接N極，基板為間接感應S極，因此稱之為“單極性基板感應技術”。由于基板帶磁，對機器有磁化影響。 QMC 122電磁鎖模系統(tǒng)是史陶比爾向市場推出的第二代產(chǎn)品中的一種，應用于50-4000噸以及更大噸位注塑機上的鎖模，具有非常安全、效率較高且盈利能力很好的的諸多優(yōu)勢。磁板厚度52mm，很好高工作溫度100℃，電源電壓200-480V，頻率50 或60Hz，磁板材質為低碳鋼，電磁模塊材質為鋁鎳鈷和釹鐵硼磁鐵與銅片繞組。它利用了史陶比爾開發(fā)的IMAG技術，能實時精確地控制鎖模力，如果施加到模具上的力受損或不足，操作者將收到提醒。IMAG-Editor軟件能夠根據(jù)將要使用的注塑機來預先計算每個模具的鎖模力，有了該信息，在生產(chǎn)之前就能夠預見任何可能發(fā)生的問題。憑借先進的設計和在鎖模及生產(chǎn)期間進行的多種檢測，史陶比爾鎖模解決方案很大的提高了生產(chǎn)力。 #02 長條布局型（以EAS產(chǎn)品為代替） 同圓環(huán)形一樣，長條形磁極也為單一直接N極，基板為間接感應S極，因此稱之為“單極性基板感應技術”。由于基板帶磁，對機器有磁化影響。 單極性基板感應技術具有如下特點： ◆ 當模具背板與磁力模板之間有空氣間隙時（模具背板不平），吸力衰減率較大。 #03 棋盤布局型（以泰磁產(chǎn)品為代替） 相鄰的方格磁極分別為N/S極，均為直接單一磁極，基板為中性不帶任何磁力，因此稱為“雙極性中性基板技術”。由于基板不帶磁，對機器的沒有任何磁化影響。 雙極性中性基板技術具有如下特點： ◆ 由于基板為中性不參與外部磁傳遞，不會出現(xiàn)磁散射現(xiàn)象（即漏磁現(xiàn)象），磁力只集中在模具背板20毫米深度范圍內(nèi)，因此對機器、對模具的正常工作均無任何影響，機器模板、拉桿、頂桿、熱電偶、模芯均不會被磁化。大多數(shù)供應商稱它不會影響佩戴手表或手持金屬物品的人員。但也有公司警告安了起捕器的人要遠離磁力模板。 ◆ 當模具背板與磁力模板之間有空氣間隙時（模具背板不平），吸力衰減率較小。 選配要點 行業(yè)觀察與分析 目前采用磁力快速換模技術倍受重視，但在國內(nèi)注塑行業(yè)的普及程度尚不高，普及率預計還不到1%，并且暫集中于大噸位注塑機應用較多、換模時間成本高、產(chǎn)品更新?lián)Q代快的汽配與家電等少數(shù)下出游業(yè)。很多加工行業(yè)的企業(yè)覺得快速換模技術并非剛需，抱以可有可無的態(tài)度。又因為前期投入成本較高，快速換模系統(tǒng)更多地是被規(guī)模大、實力強的企業(yè)所接受，配置快速換模系統(tǒng)已成為這些企業(yè)展現(xiàn)技術實力和企業(yè)形象的一項標志。如前面所提及，快速換模技術能起到降低庫存的現(xiàn)實作用，有的上市公司選擇投入資金采購快速換模系統(tǒng)，既可拉低產(chǎn)品庫存，又增加了企業(yè)的固定資產(chǎn)，對優(yōu)化財務報表起到一箭雙雕的作用。 目前接受度不高是事實，但也代替著磁力快速換模在注塑行業(yè)擁有可觀的潛力和上升空間，未來可期！
磁性夾緊系統(tǒng)簡單和快速，磁力可以在一秒鐘內(nèi)被施加或消除。操作者將兩個半模放在一起，固定好兩半模，對模板卸磁，然后用起重機從注塑機抬舉起模具，或者用滾輥系統(tǒng)將模具滾到一邊。要安裝新模具，一次典型的磁性換模操作可演示如下圖所示
◆ 節(jié)約裝卸模時間，提高換模效率，降低生產(chǎn)成本：電控永磁快速換模系統(tǒng)只需要操作一個安全鑰匙開關和充/退磁按鈕，在幾秒以內(nèi)就可以穩(wěn)固安全地將模具固定和卸開，比傳統(tǒng)裝夾方式平均節(jié)約90%以上的裝卸模時間，適應小批量多批次的生產(chǎn)，大幅提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來收益和競爭力。一般注塑機換模與夾模操作只有需三分鐘，特大型模具換模也只需十分鐘左右。
磁力模板的典型產(chǎn)品出自意大利TECNOMAGNETE(泰磁)公司。早在80年代，泰磁就發(fā)明了Quad覆蓋式電控永磁快速換模系統(tǒng)，近萬套系統(tǒng)應用于世界各地，特別是為汽車工業(yè)配套的廠家。近20年，法國STAUBLI（史陶比爾）公司和荷蘭EAS公司也開始從傳統(tǒng)的液壓換模系統(tǒng)轉向磁力系統(tǒng)的開發(fā)與銷售。
◆ 圓形或長條型磁極為單一磁極N極，基板為間接感應磁極S極參與外部磁傳遞，在工作中由于模具背板大小不同而會出現(xiàn)對N/S兩極覆蓋不均衡的現(xiàn)象，造成N/S工作極性不平衡（參與工作的N極與S極面積不相等），出現(xiàn)磁極非平衡衰減，磁能得不到高效率發(fā)揮，磁能利用率很好多為95%。
◆ 基板為間接感應磁極參與外部磁傳遞時，會出現(xiàn)磁散射現(xiàn)象（即漏磁現(xiàn)象），磁力會釋放到模具背板較深的范圍內(nèi)，因此有時對機器、對模具的正常工作會有影響，機器的模板、拉桿、頂桿都會不同程度地被磁化。
EAS公司的長條形磁極技術具有較高夾持力、很好小化雜散磁通、和很好小化空隙，適用于大型機器，即使磁極只有被部分覆蓋，磁通量（夾持力）始終集中在模具上。EAS公司很新一代的Pressmag LP系統(tǒng)非常適合在100℃模溫環(huán)境中運行400-4500噸大型注塑機。其長磁極為橢圓形，橢圓磁極設計的預置插件更有利于磁極的簡單更換。Pressmag LP系統(tǒng)磁板厚度55mm，此外還提供帶有觸摸屏的控制裝置以及全金屬表面，此功能可實現(xiàn)精確的力值測量。系統(tǒng)框架非常堅固，有效防止磁板彎曲，從而比較大限度地減少間隙，防止出現(xiàn)夾持力的損失或機器停機。
◆ 相鄰方格磁極分別為N/S單一磁極，基板為中性不參與外部磁傳遞，在工作中不會出現(xiàn)由于模具背板大小不同而對N/S兩極覆蓋不均衡的現(xiàn)象，N/S兩極總是保持工作極性平衡（參與工作的N極與S極面積相等），磁力集中無散射。因此，該系統(tǒng)在工作中磁能不會出現(xiàn)磁極非平衡衰減和磁散射現(xiàn)象而可以得到高效率發(fā)揮，因此磁能利用率至少為99%。
泰磁公司的新型PressTec技術，被泰磁稱為QuadsystemTOP，專門用于注塑夾模，同傳統(tǒng)系統(tǒng)比較，該系統(tǒng)的安全性、靈活性和實用性高，競爭優(yōu)勢明顯。GRIP功能讓操作者能將模塊磁性地固定在系統(tǒng)上，從而在機器、磁鐵和模具之間創(chuàng)建了一個獨特的實體。PressTec的出色應用領域是汽車行業(yè)，主要的一級供應商長期以來選擇磁力模板來提高效率和生產(chǎn)能力。另外在大型家電、建筑、消費電子、家具、包裝等領域中的成千上萬的企業(yè)都是泰磁的客戶。與主要注塑機制造商發(fā)展出來的密切合作伙伴關系使泰磁出品的磁力系統(tǒng)成為行業(yè)標準，全球有1萬多臺機器配備了該公司的QuadPress和PressTec。
在選配磁力模板時，除了產(chǎn)品價格以外，以下內(nèi)容是需要認真考慮的要點，它將直接關系磁力模板的性能和在實際應用中的效果。
◆ 磁力模板所采用的磁路設計是雙極性中性冠技術還是單極性基板感應技術？磁板的基板是否帶磁？是否對機器模板、拉桿、頂桿有磁化現(xiàn)象？
◆ 磁穿透深度是多少？是否對模具內(nèi)的元器件（熱流導、熱電偶、頂桿等）有磁化影響？
◆ 定模和動模側磁力模板所配置的比較大磁吸力是多少噸？
◆ 當模具背板與磁力模板有空氣間隙時磁力率減率是多少？
◆ 國內(nèi)是否有備件和合格的維修服務工程師？出現(xiàn)故障后幾小時到現(xiàn)場維修？
◆ 產(chǎn)品保修期是幾年？產(chǎn)品是否具有產(chǎn)品責任險？
注塑機快速換模系統(tǒng)既可以安裝到新的注塑機中，作為標準配置銷售給很好終客戶，也可以對正在使用的注塑機進行改造，使傳統(tǒng)注塑機具有三分鐘快速換模功能，而不會改變原來注塑機的結構，既實用又方便。在上個世紀的七八十年代，歐洲很多國家就已經(jīng)有了電永磁快速換模產(chǎn)品的應用，而中國在接下來的幾十年里都沒能在這方面成熟起來，基本都是簡單復制國外產(chǎn)品，缺少原創(chuàng)。令人欣喜的是，隨著國家綜合實力壯大和制造水平的提升，注塑快速換模領域的情形也已今非昔比。技術底蘊深厚的外資企業(yè)，如史陶比爾、EAS、泰磁等；銳意進取、善于學習的中國本土企業(yè)，如力磁、格萊富、悍威等，一起推動著快速換模行業(yè)的進步。
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