一、發(fā)展緣起

近年來(lái)綠色環(huán)保意識(shí)抬頭，相對(duì)的促使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)迅速變化，省能源化之塑料射出成型機(jī)已由傳統(tǒng)油壓式急速向全電式射出成型機(jī)種推移。顧名思義，全電式射出成型機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)全以電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，也就是用伺服馬達(dá)或感應(yīng)馬達(dá)來(lái)取代原有之油壓缸或氣壓缸。全電式射出成型機(jī)于1982年由德國(guó)Battenfeld公司首先發(fā)表，1983年則由日精樹脂(Nissei)公司率先商品化，其后則由美國(guó)Cincinati Milacron與Fanuc共同開發(fā)，此后日本方面以東洋金屬機(jī)械、新瀉鐵工、日本制鋼、住友機(jī)械、東芝機(jī)械等為主代表廠商；德國(guó)代表廠商以Klockner 、 Engel、 Battenfeld等公司亦相繼推出。目前全電式射出成型機(jī)則仍是以日本Fanuc為最大、最成功之制造商年產(chǎn)量約為2000臺(tái)，并已在全世界銷售超過(guò)10000臺(tái)以上之15~300噸各項(xiàng)機(jī)種實(shí)績(jī)。目前全電式射出成型機(jī)各家廠商規(guī)格大都仍在350噸以下，但也都致力于開發(fā)更大型的機(jī)種，而以日本之新瀉鐵工及UOBE于2000年共同推出1400噸之全電式射出成型機(jī)為代表。

二、產(chǎn)業(yè)變化推移

綜觀整個(gè)塑料射出成型機(jī)發(fā)展歷程中，其動(dòng)力單元系統(tǒng)于1952~1992年由傳統(tǒng)油壓控制走向省能源油壓控制系統(tǒng)，包括有多連式幫浦、可變?nèi)萘繋推�、畜壓器系統(tǒng)等之推出。而全電式射出成型機(jī)推出之后，1992年以后更是全電式射出成型機(jī)發(fā)展之全盛時(shí)期，且趨勢(shì)亦朝向省能源、高速化、精密射出為主要訴求，整個(gè)產(chǎn)業(yè)亦隨之變化如圖一所示。

三、全電式射出機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域

全電式射出成型機(jī)具有快速、精準(zhǔn)、穩(wěn)定、安靜、省電、潔凈等特性，堪稱塑料射出成型機(jī)之新革命；因此應(yīng)用市場(chǎng)相當(dāng)廣泛，舉凡從一般民生工業(yè)用品如矽膠類產(chǎn)品、PET容器、汽機(jī)車零件、化妝品容器、家庭用容器、精密齒輪等不勝枚舉，進(jìn)而以全電式射出機(jī)之快速、穩(wěn)定、安靜之優(yōu)勢(shì)應(yīng)用于精密射出市場(chǎng)如半導(dǎo)體另件、信息計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、光學(xué)鏡片、液晶導(dǎo)光板、IC卡、電子材料另件更是無(wú)所不括，而先進(jìn)之微量射出成型技術(shù)中更是將由全電式射出機(jī)大放異彩，如生化、醫(yī)療、微機(jī)電、信息、光電、精密測(cè)量元件等。

四、油壓式射出機(jī)與全電式射出機(jī)能量轉(zhuǎn)換差異

以能量轉(zhuǎn)換的角度來(lái)比較傳統(tǒng)油壓射出機(jī)與全電式射出機(jī)之差異很容易由圖三表示出來(lái)，油壓射出機(jī)的能量轉(zhuǎn)換原理基本上是由電氣能經(jīng)由油壓馬達(dá)變成旋轉(zhuǎn)之機(jī)械能，再由旋轉(zhuǎn)之機(jī)械能帶動(dòng)油壓幫浦轉(zhuǎn)成油壓能，此后經(jīng)過(guò)P、Q閥及方向閥的控制后送至油壓缸，由油壓缸負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)成直線運(yùn)動(dòng)之推力促使機(jī)械本體致動(dòng)。因能量每經(jīng)過(guò)一次轉(zhuǎn)換即會(huì)產(chǎn)生一次損失，這些損失一但產(chǎn)生即會(huì)轉(zhuǎn)變成熱且經(jīng)由熱量消耗掉，而且額外產(chǎn)生的熱量又必須經(jīng)由冷卻系統(tǒng)來(lái)處理，因此以能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)而言油壓式射出機(jī)是比較沒(méi)有效率的機(jī)械能量轉(zhuǎn)換裝置。反觀全電式射出機(jī)其能量轉(zhuǎn)換是由電氣能經(jīng)由電動(dòng)伺服馬達(dá)變成旋轉(zhuǎn)之機(jī)械能，再經(jīng)滾珠導(dǎo)螺桿帶動(dòng)產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)之推力促使機(jī)械本體致動(dòng)，如此一來(lái)能量轉(zhuǎn)換次數(shù)減少；且熱量的產(chǎn)生亦相對(duì)降低且冷卻系統(tǒng)同時(shí)也省略掉，因此效率自然提升了。

五、全電式射出成形機(jī)特點(diǎn)

1、省能源

傳統(tǒng)油壓傳動(dòng)機(jī)械具有油壓控制損失(△P)、管損、閥阻等流動(dòng)損失，以及泵浦之容積效率、摩擦損失等等，且尤其在高流量時(shí)特別明顯，同時(shí)油壓系統(tǒng)在待機(jī)狀態(tài)下亦仍有上列損失。而伺服馬達(dá)在待機(jī)時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)法流動(dòng)損失，控制損失問(wèn)題且磁滯損失極低。因此能源損耗低而且與速度無(wú)關(guān)。全電式系列大都使用Ball Screw將伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)成直線運(yùn)動(dòng)，而Ball Screw之摩擦阻力遠(yuǎn)低于油壓缸且無(wú)任何冷卻系統(tǒng)，因此整體效率而言遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)油壓機(jī)械。

2、低噪音及潔凈性

全電式射出機(jī)之主要致動(dòng)元件是交流同步伺服馬達(dá)，而伺服馬達(dá)的控制特性為低噪音、慣性低、啟動(dòng)阻力小、加減速特性控制容易，無(wú)液壓泵浦脈沖問(wèn)題、氣泡問(wèn)題、泄壓聲等，因此更容易設(shè)定啟動(dòng)及停止斜率，因此啟動(dòng)振動(dòng)低。既無(wú)油壓缸，因此無(wú)漏油問(wèn)題，亦無(wú)油氣問(wèn)題，對(duì)于高潔凈要求產(chǎn)品很有幫助(通常亦需黃油Grease潤(rùn)滑曲手軸心、Ball Screw、軸承等，但其揮發(fā)性低甚至有不具揮發(fā)性之Grease)，相對(duì)提高系統(tǒng)的潔凈性。

3、高重現(xiàn)性定位精度及高性能射膠精度

由于動(dòng)力源全以電氣伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，伺服馬達(dá)慣性小加上內(nèi)建式ABS Encoder分辨率高，搭配C5 ~ C7級(jí)Ball Screw精度及高速PC Based控制器，重現(xiàn)性高達(dá)0.01mm，精密度為傳統(tǒng)油壓式射出成型機(jī)10倍以上。并且使用瑞士制負(fù)荷元(Load Cell)，可精確感應(yīng)射膠、加料壓力結(jié)果，訊號(hào)回饋系統(tǒng)作調(diào)整輸出，透過(guò)全閉回路控制，以達(dá)到完全穩(wěn)定的境界。Vα系列的射膠系統(tǒng)，料管組包括料管、過(guò)膠頭及螺桿均由德國(guó)鋼料制成，且經(jīng)氮化處理具足夠之強(qiáng)度及高韌性；采用新開發(fā)之泛用螺桿，適用塑料范圍廣、止逆效果佳、提高熔融塑料混鏈效果、射膠穩(wěn)定性強(qiáng)。