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大型两板压铸机 三招创新设计 生产高强度汽车零部件

生产力局与本地机械厂合作开发了大型两板冷室压铸机,显着提升大型压铸件的强度和品质。
生产力局与本地机械厂合作开发了大型两板冷室压铸机,显着提升大型压铸件的强度和品质。

大型金属汽车零部件普遍对强度要求高,而且形状不规则,其压铸模具的模腔(Mould Cavity)也相应变得复杂及不对称,如采用传统的三板机绞式(3-platen Toggle Type Die Casting Machine)压铸机生产,产品的强度往往未能满足汽车行业的要求。为弥补旧式压铸机的不足,生产力局辖下的汽车零部件研究及发展中心,与本地机械厂携手合作,开发了创新的大型两板冷室压铸机(2-platen cold chamber die casting machine),透过三项创新设计,显着提升大型压铸件的强度和品质,以符合汽车业对零部件的严格标准,有助香港厂商增强在汽车零部件制造业的竞争力。

克服三大问题

参与项目仁兴集团营运总监梁志康指出,香港和国内厂商制造的1,600吨以上大型压铸机,普遍采用三板机绞式设计来加重锁模压力(Clamping Force),但技术上却存在三大问题,包括:

  1. 能源消耗大;
  2. 以不合适的锁模力来生产,不但令产品出现披锋,更会加速模具变形,缩短机械寿命;
  3. 产品内形成气孔,影响产品强度。

以往,厂商会加大调模压力(Mould Thickness Adjustment Pressure)来克服问题,但梁先生直言这是「治标不治本」的方法,较理想的是利用两板冷室压铸机,但市场超过95 %的大型两板冷室压铸机,都由海外机械厂商制造,成本较高。项目获创新及科技基金拨款,开发本地两板冷室压铸机,以填补市场的空白。

新开发的两板冷室压铸机采用混能设计,伺服马达油泵驱动油压系统,并配备独立的哥林柱(Tie bar)调控结构,以及多段射速控制装置,锁模力达1,600吨,适用於生产如发动机缸体及高强度汽车结构零部件等。

伺服马达油泵驱动油压系统 - 有效节能

驱动方面,采用伺服马达油泵驱动油压系统,设计引入的伺服马达油泵,可节省机器闲置时的能源消耗,与传统的定量泵比较,耗电量可节省高达四成。

独立哥林柱调控结构 - 改善品质控制

独立的哥林柱调控结构,让操作员可利用锁模力测量配件,因应模腔的实际布局,特别是模腔复杂及不对称的压铸模具,独立调校模具四边的锁模力,改善加工效果,从而减少产品出现披锋等外观及品质问题,有助省却费时和劳动力密集的後加工工序,提升生产效率丶减省人手及降低成本。另外,新设计亦可减少机械及压铸模具的磨损,节省维修保养的开支。

系统采用独立哥林柱调控结构,改善品质控制。
系统采用独立哥林柱调控结构,改善品质控制。
两板冷室压铸机於「2016香港工商业奖」荣获「设备及机器设计奖」,并已於内地注册3项实用新型专利及1项发明专利
两板冷室压铸机於「2016香港工商业奖」荣获「设备及机器设计奖」,并已於内地注册3项实用新型专利及1项发明专利
高级顾问高耀祖(右)及仁兴集团营运总监梁志康。
高级顾问高耀祖(右)及仁兴集团营运总监梁志康。

多段射速控制装置 – 提高产品强度

新开发的压铸机设有多段射速控制装置,在慢压射的过程中,操作员可因应铸料的特性,调控多达四段的慢压射速度,实现均加速射料功能,避免卷气(Gas Entrapment)入料,从而减少气孔问题,让产品结构更完整丶强度更高,提高产品品质,减少废品。

生产力局智能制造及材料科技部高级顾问高耀祖认为,无论机械或产品,都不能再以价格竞争,必须以技术和品质取胜,才能突围而出,而自主研发的本地两板冷室压铸机,正为香港厂商发展高增值市场,特别是大型金属汽车零部件,提供技术基础。

仁兴集团营运总监梁志康表示,项目在国内属全新的技术概念,可参考的不多,生产力局不但在技术开发方面提供专业意见,例如抱闸装置(Locking System)的设计,更成功配对产品厂商协助试产,取得实际的生产数据,验证技术的成效,为将来迈向商品化铺路。

生产力局智能制造及材料科技部高级顾问高耀祖表示,仁兴集团成功提升了机械技术,与客户并肩开拓汽车工业市场。个中的关键除了专业知识之外,管理层对创新技术的支持也相当重要,推动公司上下一心,克服研发过程所面对的挑战。

新开发两板冷室压铸机优点:

  • 适用於生产发动机缸体及高强度汽车结构零部件
  • 节省机器闲置时能源消耗,较传统定量泵省电高达四成
  • 因应模腔实际布局,改善加工效果
  • 减少产品出现披锋等外观及品质问题
  • 省却後加工工序,提升生产效率丶减省人手及降低成本
  • 减少机械及压铸模具磨损,节省维修保养的开支 

生产力局提供多元化而全面的制造科技顾问服务,有兴趣了解详情,欢迎与生产力局联络。