生產力局與本地機械廠合作開發了大型兩板冷室壓鑄機,顯著提升大型壓鑄件的強度和品質。生產力局與本地機械廠合作開發了大型兩板冷室壓鑄機,顯著提升大型壓鑄件的強度和品質。

大型金屬汽車零部件普遍對強度要求高,而且形狀不規則,其壓鑄模具的模腔(Mould Cavity)也相應變得複雜及不對稱,如採用傳統的三板機絞式(3-platen Toggle Type Die Casting Machine)壓鑄機生產,產品的強度往往未能滿足汽車行業的要求。為彌補舊式壓鑄機的不足,生產力局轄下的汽車零部件研究及發展中心,與本地機械廠攜手合作,開發了創新的大型兩板冷室壓鑄機(2-platen cold chamber die casting machine),透過三項創新設計,顯著提升大型壓鑄件的強度和品質,以符合汽車業對零部件的嚴格標準,有助香港廠商增強在汽車零部件製造業的競爭力。

克服三大問題

參與項目仁興集團營運總監梁志康指出,香港和國內廠商製造的1,600噸以上大型壓鑄機,普遍採用三板機絞式設計來加重鎖模壓力(Clamping Force),但技術上卻存在三大問題,包括:

  1. 能源消耗大;
  2. 以不合適的鎖模力來生產,不但令產品出現披鋒,更會加速模具變形,縮短機械壽命;
  3. 產品內形成氣孔,影響產品強度。

以往,廠商會加大調模壓力(Mould Thickness Adjustment Pressure)來克服問題,但梁先生直言這是「治標不治本」的方法,較理想的是利用兩板冷室壓鑄機,但市場超過95 %的大型兩板冷室壓鑄機,都由海外機械廠商製造,成本較高。項目獲創新及科技基金撥款,開發本地兩板冷室壓鑄機,以填補市場的空白。

新開發的兩板冷室壓鑄機採用混能設計,伺服馬達油泵驅動油壓系統,並配備獨立的哥林柱(Tie bar)調控結構,以及多段射速控制裝置,鎖模力達1,600噸,適用於生產如發動機缸體及高強度汽車結構零部件等。

伺服馬達油泵驅動油壓系統 - 有效節能

驅動方面,採用伺服馬達油泵驅動油壓系統,設計引入的伺服馬達油泵,可節省機器閒置時的能源消耗,與傳統的定量泵比較,耗電量可節省高達四成。

獨立哥林柱調控結構 - 改善品質控制

獨立的哥林柱調控結構,讓操作員可利用鎖模力測量配件,因應模腔的實際佈局,特別是模腔複雜及不對稱的壓鑄模具,獨立調校模具四邊的鎖模力,改善加工效果,從而減少產品出現披鋒等外觀及品質問題,有助省卻費時和勞動力密集的後加工工序,提升生產效率、減省人手及降低成本。另外,新設計亦可減少機械及壓鑄模具的磨損,節省維修保養的開支。

系統採用獨立哥林柱調控結構,改善品質控制。系統採用獨立哥林柱調控結構,改善品質控制。

兩板冷室壓鑄機於「2016香港工商業獎」榮獲「設備及機器設計獎」,並已於內地註冊3項實用新型專利及1項發明專利。兩板冷室壓鑄機於「2016香港工商業獎」榮獲「設備及機器設計獎」,並已於內地註冊3項實用新型專利及1項發明專利。

高級顧問高耀祖(右)及仁興集團營運總監梁志康。高級顧問高耀祖(右)及仁興集團營運總監梁志康。

多段射速控制裝置 – 提高產品強度

新開發的壓鑄機設有多段射速控制裝置,在慢壓射的過程中,操作員可因應鑄料的特性,調控多達四段的慢壓射速度,實現均加速射料功能,避免卷氣(Gas Entrapment)入料,從而減少氣孔問題,讓產品結構更完整、強度更高,提高產品品質,減少廢品。

生產力局智能製造及材料科技部高級顧問高耀祖認為,無論機械或產品,都不能再以價格競爭,必須以技術和品質取勝,才能突圍而出,而自主研發的本地兩板冷室壓鑄機,正為香港廠商發展高增值市場,特別是大型金屬汽車零部件,提供技術基礎。

仁興集團營運總監梁志康表示,項目在國內屬全新的技術概念,可參考的不多,生產力局不但在技術開發方面提供專業意見,例如抱閘裝置(Locking System)的設計,更成功配對產品廠商協助試產,取得實際的生產數據,驗證技術的成效,為將來邁向商品化鋪路。

生產力局智能製造及材料科技部高級顧問高耀祖表示,仁興集團成功提升了機械技術,與客戶並肩開拓汽車工業市場。箇中的關鍵除了專業知識之外,管理層對創新技術的支持也相當重要,推動公司上下一心,克服研發過程所面對的挑戰。

新開發兩板冷室壓鑄機優點:

  • 適用於生產發動機缸體及高強度汽車結構零部件
  • 節省機器閒置時能源消耗,較傳統定量泵省電高達四成
  • 因應模腔實際佈局,改善加工效果
  • 減少產品出現披鋒等外觀及品質問題
  • 省卻後加工工序,提升生產效率、減省人手及降低成本
  • 減少機械及壓鑄模具磨損,節省維修保養的開支 

生產力局提供多元化而全面的製造科技顧問服務,有興趣了解詳情,歡迎與生產力局聯絡。