恩格爾無拉桿注塑機：小文具，大智慧
【塑料機械網 明星企業】 每年 4 億個各種顏色和材料的零件是位于 Groß-Bieberau 的 Senator 生產高品質圓珠筆的基礎。這家位于黑森州的企業產量日增，并著眼于實現更高可持續性。Senator 依賴于ENGEL 無拉桿注塑機，它不僅具有高精度的自身優勢，而且靈活節能。
在Senator高空間、通風且清潔的廠房中放置著許多注塑機，其外觀幾乎全部是 ENGEL 綠。一輛自動行駛的叉車在拐角處轉彎，分發紙箱，在前面的注塑機上拾起裝滿剛注塑完成的零件容器，然后消失在下一個拐角處。“那是 Antonio。”注塑部門負責人 Alfred Kopp 笑著解釋。“我們的產線員工在物流方面得到了他的支持。” 自動化（包括文檔和可追溯性）在每年數億個零件的產量中發揮著重要作用。
自動行駛的叉車在空容器和填充容器的內部物流中為機器操作人員提供支持。
Senator以其高品質書寫用具而聞名。自 2018 年底以來，該公司再次成為家族企業。企業所有者依靠靈活、節能的 ENGEL 注塑機進行批量生產。
可持續性不僅僅是依靠有機材料
廣告材料市場對生物塑料的需求日益增加。2017 年，Senator 就加工了約 50 到 60 噸生物基塑料，而兩年后這個數字幾乎翻了四倍。在十年前，Senator就已經開發出由聚乳酸 (PLA) 制成的書寫用具。“一公斤 PLA 在生產過程中大約釋放出一公斤二氧化碳。這只是同等傳統塑料生產所釋放的二氧化碳量的四分之一，并且用于為生物基圓珠筆著色的染料也是有機的。”生產負責人、管理團隊成員 Michael Monitzer 這樣衡量對氣候的好處，但是，圓珠筆(包括生物塑料制成的圓珠筆)往往由于缺乏回收系統而終進入殘余垃圾體系中。因此 Senator相較于同行更進一步，目前正在測試以往用于其他產品的回收 PLA 的加工過程。“出于可持續性的原因，我們不僅關注生物基材料，還專注于回收材料，但這些都給公司帶來了非常特殊的挑戰。”Monitzer 繼續道。
書寫用具是高科技零件
例如在注塑圓珠筆各個零件時，精度尤為重要。即使使用常規塑料，也只能通過豐富的經驗來滿足嚴格的公差要求。對于回收材料、生物材料或其他新開發的生物基材料，注塑高品質圓珠筆零件需要特定的專業知識。為了實現尺寸精度，必須精確設計注塑單元中的停留時間、注射持續時間、模具和冷卻系統。例如，每個軸的模具在三個注射點填充，因為塑料必須經過較長流程。“我們使用帶有澆口系統的 24 腔模具，其平衡方式使零件均勻填充。”Alfred Kopp 對圓珠筆生產的具體要求做了簡要說明。
另一方面，對于生物材料而言，螺桿中正確的停留時間是零件滿足所有光學和幾何要求的秘訣之一。這家書寫用具制造商的另一個秘訣是注塑機。在兩個廠房中，Senator 幾乎全部使用具有不同鎖模力的 ENGEL 無拉桿 victory 注塑機進行生產。
“注塑機在這里扮演著重要角色。”Alfred Kopp 表示。“例如，我們以不同的塑料依次注塑不同任務的零件。注塑機上只使用一個模具，因為形狀不會改變，改變的只是染料和原材料。這意味著螺桿幾何形狀必須適合使用的所有材料，但機器上的參數設置卻不同。如果我們還考慮我們加工的所有材料，從回收材料到生物塑料以及傳統塑料，其顏色添加劑的不同，那么可以想象，沒有任何兩個批次是相同的。
精度對于圓珠筆開關機構的正常工作尤為重要。之所以需要這樣的精度，還因為后續步驟的自動化程度很高。“圓珠筆在裝配過程中自動組裝，然后必須精確匹配。我們這里談論的是百分之幾毫米的范圍。”Michael Monitzer 再次指出其要求。在高峰時期，每天在 Groß-Bieberau 生產多達 200 萬件高品質書寫用具。因此，模具的所有型腔必須提供尺寸完全相同的零件。此外，書寫用具的桿身不得超過一定的同心度公差，因為即使是這部分部件也大都是自動化生產。
無拉桿 ENGEL victory 注塑機通過特殊的結構特點——兩個分力器，實現了這種精度。它們位于可移動模具模板后面，確保鎖模力均勻地分布在整個模具表面上，從而產生模具的恒定壓縮。"通過分力器，無拉桿 ENGEL 注塑機實現了好的模板平行度。“由于一次注射中恒定的零件重量和幾何形狀，這種高精度在多腔應用中尤其明顯。"ENGEL victory 和 e-victory 系列的產品經理 Franz Pressl 解釋道。
Franz Pressl(左)介紹分力器的工作原理，它確保鎖模力均勻地分布在整個模具表面上，從而產生恒定的零件質量。
更短準備的時間，高效的零件處理
盡管材料和顏色種類繁多，Senator 仍然可向客戶保證在幾天內提供品質和顏色完全相同的廣告材料。為了實現這一點，該公司采用了 T.I.G. 的 authentig。觸發任務時，MES 將注塑過程的基本數據從主機傳輸到所選的注塑機，由機器操作人員微調后進行該任務的生產。
由于產品的多樣化，準備時間也必須一再計劃。對于 43 臺靈活的 ENGEL 注塑機，每周約有四到五次計劃內的改裝。由于可對鎖模單元進行無障礙訪問，實際準備時間僅約 20 分鐘。產品管理負責人 Erik Würkner 表示，無拉桿技術還有其他優勢：“機械手操作更容易，模具控制的自由度更高。此外，我們還可以將更大的模具夾在較小的注塑機上，因為模具模板可以直至邊緣完全用于模具。這提高了我們生產的靈活性和能源效率。”
無拉桿注塑機的模具安裝空間提供了充足的位置，用于裝配和零件處理。
能源效率是可持續發展戰略的一部分
顯然，可持續性對企業而言意義重大：“書寫用具的使用壽命對于環境來說顯然是有意義的，因為使用壽命是提高可持續性的重要因素，但遺憾的是這一點往往被忽視。”Erik Würkner 說。“因為從產品的整個生命周期來看，產品的使用時間越長，生產過程中影響氣候的比例就會減少。”為了進一步降低這一比例，應在未來幾年中降低生產能耗。今年，Senator已經通過 ISO 14001 認證，并全部使用通過 ISO 50001 認證的綠色電力。
ENGEL victory 注塑機為提高能源效率做出了重要貢獻。伺服液壓系統 ecodrive 減少了通常通過冷卻水排出的損耗能量。因此，冷卻水消耗也是注塑機能源效的指標。“在 Senator，伺服電動 victory 注塑機在許多應用中達到了全電動注塑機的低消耗水平。”Franz Pressl 解釋道。
“優化周期時間是另一個要素，”Erik Würkner 表示，“因此我們目前正在測試將預制冷卻系統添加到模具上游。這將縮短冷卻時間。”
提高能源效率的其他立足點是啟動時將能量峰值降至低，轉換到較小的機器也可節省能源，例如通過無拉桿技術來實現轉換。此外，使用較小的機器(特別是用于熱敏性生物塑料的機器)還提供了其他優勢，例如熔體在較小注塑單元中的停留時間更短。
這臺舊款的 ENGEL 機器仍在使用中。在這些機器上生產樣品，以通過拉力測量檢查生物材料產品的質量。
100 周年，以精良的裝備面向未來
今年，Senator將慶祝其成立 100 周年。沒有理由止步于迄今取得的成就——恰恰相反："我的想法是，我們要具有基于 RFID 的高度自動化注塑生產，能夠實現追溯單個注塑產品到機器和批次。"Monitzer 說。
在這些考量中還包括廠房內的材料供應，以便整個過程鏈終能夠根據工業 4.0 標準從材料供應到注塑機、拾取和組裝以至發貨或產品存儲的全自動化運行，終實現訂單的交付。
自動行駛的叉車在空容器和填充容器的內部物流中為機器操作人員提供支持。
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