| 三年一次的日本東京國(guó)際橡塑膠大展，剛剛于日本東京海濱幕張國(guó)際展館舉辦結(jié)束(2017.10.24——10.28)，這是全球第三大國(guó)際橡塑膠展覽，僅次于三年一次的德國(guó)橡塑膠(K show)大展以及中國(guó)舉辦的Chinaplas。
經(jīng)過(guò)三天的詳細(xì)觀(guān)察，東莞理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院/長(zhǎng)安先進(jìn)制造學(xué)院副教授、ACMT 材料科學(xué)技術(shù)委員會(huì)主任委員/粉末注射成形委員會(huì)副主任委員、中國(guó)粉末注射成形聯(lián)盟(PIMA-CN)輪值主席邱耀弘博士 (Dr. Q)歸結(jié)出有三個(gè)重要的看點(diǎn)：
1.橡塑膠業(yè)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)(IoT, Internet of Thing)與工業(yè)4.0的進(jìn)度
2.模具與裝備的升級(jí)改進(jìn)
3.汽車(chē)結(jié)構(gòu)以塑代鋼的趨勢(shì)
本文將透過(guò)Dr. Q的眼睛深入觀(guān)察，并以淺出易懂的文字和圖案配合呈現(xiàn)給各位看倌，也讓沒(méi)有機(jī)會(huì)參觀(guān)的一睹為快、讓已參加的則再次回味。
ACMT參訪(fǎng)團(tuán)的日本工廠(chǎng)深度體驗(yàn) – 猶如進(jìn)到家門(mén)里的參訪(fǎng)
為了讓團(tuán)員有貼近的臨場(chǎng)感受，我們安排了會(huì)前訪(fǎng)問(wèn)，深入兩家日本最強(qiáng)的設(shè)備工廠(chǎng) – 代表傳統(tǒng)勁旅的住友(SUMITOMO)重機(jī)千業(yè)工廠(chǎng)，以及年輕新秀的蘇比克(SODICK)神奈川工廠(chǎng)。以下為總結(jié)這兩家工廠(chǎng)的特色陳述。
住友重機(jī) – 注重細(xì)節(jié)的傳統(tǒng)勁旅
住友重機(jī)的注射機(jī)事業(yè)起步較早，最早可追溯到50年前的1966年，制造技術(shù)則是由歐洲的瑞士Nestal品牌轉(zhuǎn)移(目前Nestal已經(jīng)被克勞斯馬菲，KM所并購(gòu))，雖然住友比起日本注射機(jī)雙雄：日鋼(JSW)與日精(NESSEI)起碼慢了15年，但是憑借住友重機(jī)在銅礦開(kāi)采的三百年家業(yè)下傳承的刻苦向上精神，很快的成為日本名揚(yáng)世界的注射機(jī)名牌。
果然，細(xì)節(jié)出眾的日本工廠(chǎng)立刻給予團(tuán)員特別的感受，參訪(fǎng)團(tuán)近50人就有至少20為接待人員，從參觀(guān)用的一次性鞋套和安全帽內(nèi)的一次性紙帽防臟，陳舊的工廠(chǎng)卻井然有序，所有能夠上工的人員名單與技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)的標(biāo)示，以及每個(gè)廠(chǎng)區(qū)用最經(jīng)濟(jì)的鋼管和木板所組合的工具車(chē)，我們都可以感受到細(xì)節(jié)的顯現(xiàn)。
蘇比克 – 勇于創(chuàng)造的年輕新秀
進(jìn)到蘇比克工廠(chǎng)，接待人員依舊有20人以上之外，能夠說(shuō)中文的中、臺(tái)兩地分公司人員也都在場(chǎng)，最令Dr. Q感受到震撼的是幾句標(biāo)語(yǔ)：“自己制造世上沒(méi)有的東西“、“支撐制造業(yè)進(jìn)步的機(jī)械、“以新技術(shù)支撐制造業(yè)的未來(lái)“。廣大明亮的展示廳，擺設(shè)了各種創(chuàng)新的設(shè)備以及用這些設(shè)備加工完成的極限產(chǎn)品，SODICK最具代表性的莫過(guò)于注射成形采用V-Line方式，這種注射與加教分離的方法，改變傳統(tǒng)注射成形，也突破了當(dāng)時(shí)注射機(jī)群雄殺戮中突圍獲勝的設(shè)計(jì)，足以證明蘇比克擁有令人驚艷的創(chuàng)造力。如圖(2)，分離功能使得加膠過(guò)程可以更順利不造成太多的摩擦、螺桿沒(méi)有火箭頭而僅少磨損提升壽命、材料剪切時(shí)間縮短且不致造成過(guò)度摩擦、注射活塞壽命長(zhǎng)等種種的優(yōu)勢(shì)，令人贊嘆蘇比克的創(chuàng)意和實(shí)踐。
ACMT參訪(fǎng)團(tuán)的IPF現(xiàn)場(chǎng)參觀(guān) - 綜合心得
基于服務(wù)我們廣大的讀者(ACMT會(huì)員有每日現(xiàn)場(chǎng)隔日補(bǔ)遺報(bào)告)，還有其他產(chǎn)業(yè)相似平臺(tái)和學(xué)校，特別再?gòu)臅?huì)員補(bǔ)遺報(bào)告中挑出以較重要的項(xiàng)目來(lái)到這里跟大家分享。
1.橡塑膠業(yè)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)(IoT)與工業(yè)4.0的進(jìn)度
在去年的德國(guó)展就已經(jīng)看到了模具上有二維條形碼，每個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)能夠查學(xué)到生產(chǎn)信息;而在IPF的展攤，萬(wàn)物互聯(lián)的要求促使注射機(jī)旁紛紛架起了自動(dòng)貼附條形碼機(jī)，而且條形碼的序號(hào)是唯一的，那么更小的零件要如何做到帶有序號(hào)的條形碼呢?
利用印刷噴滴的錯(cuò)位原理使每一張噴滴不可能相同，利用噴墨方式記錄噴墨的圖像(墨滴點(diǎn)數(shù)、顏色、噴點(diǎn)區(qū)域等等)，經(jīng)過(guò)特定掃描器甚至是使用智能手機(jī)相機(jī)掃描，就能追蹤到產(chǎn)品。
2.模具與裝備的升級(jí)改進(jìn)
說(shuō)到模具的技術(shù)提升莫過(guò)于金屬3D打印用來(lái)制造塑膠模具，其中可以把隨形水路系統(tǒng)作進(jìn)去(Conformal cooling system)模塊內(nèi)部，如圖(4)，除了做到以往做不到的曲折迂回的水路外，也把水路由圓形斷面改成扁形斷面而減少水流無(wú)效冷卻面積，并減少了水路占有空間和體積，使模具結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固。
眾家打印技術(shù)又屬OPM-SODICK的CNC加工復(fù)合3D打印技術(shù)最為領(lǐng)先，OPM研究所原本只是一間小小的實(shí)驗(yàn)室，由森本社長(zhǎng)領(lǐng)軍把金屬3D打印做到極致，也就導(dǎo)致最后由SODICK出價(jià)把OPM實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)買(mǎi)下，修成正果。OPM的CNC加工復(fù)合3D打印機(jī)的特色在于：
n精修起跳由第五層開(kāi)始(每層為0.2mm，五層0.2mmⅹ5 = 1mm)，最多不要超過(guò)5層，最少可以3層，以避免高速的CNC銑刀切削量過(guò)大;
n精修刀的切削料建議小于0.1mm，以延長(zhǎng)刀具壽命;
n為了防止刀具跳動(dòng)，OPM精修過(guò)程會(huì)吸除輪廓旁的粉末，精修后再補(bǔ)粉做為支撐。如圖(5)所示，這是OPM的專(zhuān)利特色;
n過(guò)程的煙塵都被保護(hù)氣氛的氣流快速帶走，防止污染粉末，使用過(guò)的殘余粉末必須經(jīng)過(guò)篩分，不可直接重復(fù)使用。
另外，我們也看到了快速換料(注友射出機(jī))系統(tǒng)和纖維前置炮筒加入系統(tǒng)(多家)，由于添加物(色粉、纖維、礦石等)加入采用前置于炮筒，增加一個(gè)光學(xué)檢測(cè)器反饋可以知道膠料是否夠均勻，可以在不降溫的狀態(tài)下切換添加物，這是會(huì)場(chǎng)上注射技術(shù)的一個(gè)亮點(diǎn)，利用這樣的機(jī)構(gòu)改變，過(guò)去換色換料最令操作員頭痛的作業(yè)，獲得了大幅度的改善，只要基本原料不變，添加物是可以任意改變的。
我們還看到了膠粒不經(jīng)烘烤、直接注射的改進(jìn)設(shè)備，日本油機(jī)公司的改良設(shè)計(jì)使得某些材料可以不需要經(jīng)過(guò)烘烤就開(kāi)始注射，原理很簡(jiǎn)單，就是設(shè)計(jì)一只組和兩段加壓的螺桿和改良的炮筒，原料定量控制下落經(jīng)第一段加壓向前擠壓，然后經(jīng)過(guò)一段松弛空間，前一段受熱的膠粒中水蒸氣便得以釋放而從炮筒中段泄氣閥排出，然后再經(jīng)正常加壓劑量而完成注射。
我們也發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)有幾個(gè)大汽車(chē)外殼，日本復(fù)合材料研發(fā)中心(ICC, Innovation Composition Center)集結(jié)所有日本國(guó)內(nèi)所有開(kāi)發(fā)碳纖維材料的公司一起集思廣益，為了就是要把下一世代輕量化汽車(chē)制造出來(lái)，占地大且吸引眾人目光。眾所周知的碳纖維強(qiáng)化塑膠(CFRP, Carbon Fiber Reinforced Polymer)以及碳纖維強(qiáng)化熱可塑塑膠(Carbon Fiber Reinforced Thermo-Plastic)，從過(guò)去必須采用一層層貼附后真空灌注到可用噴涂、可注射成形的方法不斷提升其制造效率，以因應(yīng)產(chǎn)能和產(chǎn)量的需求。
結(jié)論
我們要省思，為何日本可以創(chuàng)造?而我們不行?紙上談兵恐怕是我國(guó)人最常看到的，披掛上陣卻少之又少，投入資金、動(dòng)手開(kāi)干，相信這才是追上日本超趕世界一流的最大能耐。 |
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