國內外UPVC排水管件注塑加工技術的發展趨勢
我國UPVC排水管件的生產最早是從二十世紀八十年代末期開始的。那時的注塑機主要是以UPVC配方粉料作為生產用料，模具全部都是采用大澆口直接進膠方式設計和制作，生產車間粉塵大，產品需要大量的人工進行澆口的修剪。原料先按照配方進行稱量，投入到高混機，高混到130度后再轉入低混，低混溫度降至60度以下放出，再靠人工一袋袋投入到注塑機料斗中。早期生產工藝相對簡陋，其塑化效果差，產品的外觀和內在質量都不太穩定。而且隨著生產的不斷進行，螺桿料筒經過磨損后，粉料就不容易下料，影響生產的正常進行。加上傳統的UPVC排水管件生產環境粉塵污染大、工人勞動強度大、工藝粗糙簡陋、生產效率低。
經過二十多年的發展，現在原料基本上是先進行造粒，既保證了配方中各種原料的充分捏合，又增加了后期生產的塑化效果。而且粒料也便于實現集中供料，在料斗中易于下料，實現生產過程的自動化，產品質量也因材料和注塑工藝的穩定而得到較大提高。國內也有部份企業實現了不同程度的自動化生產，尤其是近幾年，由于國內人工成本的不斷提高，企業對管件生產自動化的迫切要求日顯突出。其實國外早就在二十世紀七、八十年代就開始了管件生產的自動化，尤其是在歐美等發達國家，在整個管件生產過程中，從原料的投入、生產、檢驗、包裝、入庫到出庫，除了檢驗和包裝外，基本上實現了無人化操作。
國外管件生產自動化主要表現在：配方原料必須經過專業廠家造粒，通過專門的原料罐車送至管件生產廠家。在高壓泵的作用下將原料壓入一個巨大的儲料罐中，最后通過集中供料系統輸送到每臺注塑機的料斗中。注塑機中生產的管件產品有的從機臺中自動掉入注塑機下的輸送帶傳送出去，有的通過機械手放入注塑機旁的輸送帶傳送，在皮帶出口安裝一個大轉盤，由工人在轉盤處進行集中分類裝箱，由于國外原料在出廠前經過嚴格的檢測，保證了產品性能和質量的穩定，故在產品檢測方面只在轉盤處隨機抽樣檢測。工人只進行分類包裝和貼標簽，至于每箱的數量用電子稱進行稱量，具體做法是將包裝箱直接放在電子稱上，達到裝箱重量就封口，貼標簽。包裝好的產品碼放在專用托盤上，由叉車司機送入立體倉庫入口處，通過立體倉庫自動運輸系統送入規定的倉位，品名、數量隨即計入倉庫計量系統。
管件自動化生產的基本要求
UPVC管件生產實現自動化必須要從以下幾個方面考慮：
A. 原材料的自動供料系統，該系統要求計量準確，輸送可靠，即當注塑機料斗中的原料達到最高量的時候或者用量達到最低量的時候，遠程控制系統能夠自動控制料斗入口處閘門的關閉或是開啟，實現原材料的自動供給。
B. 注塑機的自動化控制系統，包括溫度控制系統，開模、抽入芯、頂出、鎖模等動作的自動化控制，以及用于機械手的控制系統。在一個成型周期時間內，每個動作元素及相關的動作時間均能按照預先輸入到計算機內的參數自動運行。
C. UPVC管件模具若要滿足自動化生產，要求推板頂出時，產品與流道能夠自動分離，這點顯得特別重要，達到了這一點，就能減少大量的操作工，提高效率，降低成本。另外管件模具要求抽芯、入芯、頂出、復位等動作運行可靠。即使是頂針沒有完全復位時，也能避免型芯撞壞頂針，從而實現安全的自動化生產。
D. 產品與流道料的自動輸送系統，該系統有兩種常用的方式：一種是產品和流道料從注塑機模具中頂出后，直接掉入注塑機下面坑道內的皮帶輸送系統，通過此皮帶將產品和流道料輸送到集中包裝區；另一種是通過機械手將產品和流道料直接放入注塑機旁的皮帶輸送系統，同樣通過皮帶將產品和流道料輸送到集中包裝區。這兩種方式一個共同的地方就是在皮帶的出口，也就是集中包裝區都設有一個大的轉盤，所有的產品和流道料在轉盤處由工人進行分檢和包裝。
實現以上四個方面的自動化時，整個注塑機作業區就可以實現無人化和熄燈作業，只需工人開機前進行換模和調試時在場操作，正常生產時，僅安排少量人員在包裝區作業。這樣整個生產環節，除檢驗和包裝外，基本上實現了生產的自動化。
管件模具標準化設計與制造
早在二十世紀90年代，UPVC排水管件模具主要是由各模具廠家根據客戶特定的訂單進行組織與生產，模具及零件的制作按單件設計與制造。不但成本高，效率低，質量不穩定，甚至交貨期通常也較長。正因為模具制作存在以上的諸多問題，所以各模具廠家在管件模具的標準化設計與制作上逐步走向統一。總的原則是：管件模具模架部分交給專業模坯廠家制作；模具外圍零件實行標準化設計和批量制作；模具廠家根據客戶訂單要求，只加工型腔和型芯部分（主要加工型腔、型芯、水道以及產品成型部位），這樣的好處是：
◆ 模具車間生產組織計劃性強；
◆ 外圍標準件平時可以投入批量制作；
◆ 標準件制作可以提高效率，并保證質量的穩定；
◆ 可以大大縮短模具的交貨期；
◆ 由于標準件批量的制作，相對單件來說成本低，提高模具廠家的競爭力
管件模具的結構主要包括：面板、定模板、定模型腔、動模板、動模型腔、型芯、滑塊及滑塊副部件、抽芯部件、頂出推板、動模底板等，其中為了保證模具的強度，通常將面板和定模板做成整板式。
抽入芯系統通常包括油缸抽芯，導滑板抽芯以及斜撬桿抽芯形式，其中導滑板和斜撬桿抽芯，是依靠注塑機開合模動作實現抽入芯，效率高。
模具材料，模架采用50C鋼，型腔型芯通常采用4Cr13電渣鋼，進行調質處理，硬度為HRC28-32，經粗加工后再進行表面激光淬火到HRC48-52，外圍標準件如壓條、耐磨塊等通常采用P20調質處理，硬度為HRC28-32，精加工后再表面氮化，提高零件耐磨性能。
★ A板為整板，剛性好，強度大，而且A板高出分型面，加大了鎖緊面長度，達到最佳鎖緊效果。
★ 模具外圍零件，包括側抽芯機構零件，耐磨塊等全部設計成標準件，方便維修保養。
★ 管件模具有些時候，由于產品結構、型腔數以及與注塑機的匹配等原因，模具可能會出現偏心的情況，設計時采用斜澆口套可以減少偏心，便于安裝和生產。
★ 流道系統中，澆口設計成潛伏式澆口，可實現水口與產品自動分離并脫落，避免了人工修剪澆口，提高了生產效率。
★ 頂出系統中的頂針不直接頂在產品上，將頂出耳巧妙地留在產品上，使得產品上無任何人工修剪的痕跡，也是產品和模具設計中的首創。
★ 型腔通常設計為多層水路并規范排布，型芯為螺旋式水路，保證充分冷卻。
★ 設計補強柱，增強模具B板的抗彎能力，避免分型面飛邊。
自動化生產管件的模具與一般管件模具生產的產品比較
◆ 由于自動化生產的模具澆口采用潛伏式澆口，產品頂出時，流道與產品自動分離，澆口自然平整；而一般管件模具直澆口，需人工進行修剪，既耗人工，澆口也粗糙不平。
◆ 自動化生產的管件模具一開始就考慮到了頂針與型芯的可能碰撞，設計成頂耳形式，哪怕是頂針沒有完全復位，型芯也不會碰傷頂針。產品表面沒有頂痕，外表美觀。
結束語
通過本文的分析，UPVC排水管件生產實現自動化是完全可行的。即生產從控制原料輸送、注塑機制品生產、制作適應自動化生產的標準化模具、產品輸送以及入庫和出庫等環節，從而實現管件生產的全自動化。
我國UPVC排水管件的生產最早是從二十世紀八十年代末期開始的。那時的注塑機主要是以UPVC配方粉料作為生產用料，模具全部都是采用大澆口直接進膠方式設計和制作，生產車間粉塵大，產品需要大量的人工進行澆口的修剪。原料先按照配方進行稱量，投入到高混機，高混到130度后再轉入低混，低混溫度降至60度以下放出，再靠人工一袋袋投入到注塑機料斗中。早期生產工藝相對簡陋，其塑化效果差，產品的外觀和內在質量都不太穩定。而且隨著生產的不斷進行，螺桿料筒經過磨損后，粉料就不容易下料，影響生產的正常進行。加上傳統的UPVC排水管件生產環境粉塵污染大、工人勞動強度大、工藝粗糙簡陋、生產效率低。
經過二十多年的發展，現在原料基本上是先進行造粒，既保證了配方中各種原料的充分捏合，又增加了后期生產的塑化效果。而且粒料也便于實現集中供料，在料斗中易于下料，實現生產過程的自動化，產品質量也因材料和注塑工藝的穩定而得到較大提高。國內也有部份企業實現了不同程度的自動化生產，尤其是近幾年，由于國內人工成本的不斷提高，企業對管件生產自動化的迫切要求日顯突出。其實國外早就在二十世紀七、八十年代就開始了管件生產的自動化，尤其是在歐美等發達國家，在整個管件生產過程中，從原料的投入、生產、檢驗、包裝、入庫到出庫，除了檢驗和包裝外，基本上實現了無人化操作。
國外管件生產自動化主要表現在：配方原料必須經過專業廠家造粒，通過專門的原料罐車送至管件生產廠家。在高壓泵的作用下將原料壓入一個巨大的儲料罐中，最后通過集中供料系統輸送到每臺注塑機的料斗中。注塑機中生產的管件產品有的從機臺中自動掉入注塑機下的輸送帶傳送出去，有的通過機械手放入注塑機旁的輸送帶傳送，在皮帶出口安裝一個大轉盤，由工人在轉盤處進行集中分類裝箱，由于國外原料在出廠前經過嚴格的檢測，保證了產品性能和質量的穩定，故在產品檢測方面只在轉盤處隨機抽樣檢測。工人只進行分類包裝和貼標簽，至于每箱的數量用電子稱進行稱量，具體做法是將包裝箱直接放在電子稱上，達到裝箱重量就封口，貼標簽。包裝好的產品碼放在專用托盤上，由叉車司機送入立體倉庫入口處，通過立體倉庫自動運輸系統送入規定的倉位，品名、數量隨即計入倉庫計量系統。
管件自動化生產的基本要求
UPVC管件生產實現自動化必須要從以下幾個方面考慮：
A. 原材料的自動供料系統，該系統要求計量準確，輸送可靠，即當注塑機料斗中的原料達到最高量的時候或者用量達到最低量的時候，遠程控制系統能夠自動控制料斗入口處閘門的關閉或是開啟，實現原材料的自動供給。
B. 注塑機的自動化控制系統，包括溫度控制系統，開模、抽入芯、頂出、鎖模等動作的自動化控制，以及用于機械手的控制系統。在一個成型周期時間內，每個動作元素及相關的動作時間均能按照預先輸入到計算機內的參數自動運行。
C. UPVC管件模具若要滿足自動化生產，要求推板頂出時，產品與流道能夠自動分離，這點顯得特別重要，達到了這一點，就能減少大量的操作工，提高效率，降低成本。另外管件模具要求抽芯、入芯、頂出、復位等動作運行可靠。即使是頂針沒有完全復位時，也能避免型芯撞壞頂針，從而實現安全的自動化生產。
D. 產品與流道料的自動輸送系統，該系統有兩種常用的方式：一種是產品和流道料從注塑機模具中頂出后，直接掉入注塑機下面坑道內的皮帶輸送系統，通過此皮帶將產品和流道料輸送到集中包裝區；另一種是通過機械手將產品和流道料直接放入注塑機旁的皮帶輸送系統，同樣通過皮帶將產品和流道料輸送到集中包裝區。這兩種方式一個共同的地方就是在皮帶的出口，也就是集中包裝區都設有一個大的轉盤，所有的產品和流道料在轉盤處由工人進行分檢和包裝。
實現以上四個方面的自動化時，整個注塑機作業區就可以實現無人化和熄燈作業，只需工人開機前進行換模和調試時在場操作，正常生產時，僅安排少量人員在包裝區作業。這樣整個生產環節，除檢驗和包裝外，基本上實現了生產的自動化。
管件模具標準化設計與制造
早在二十世紀90年代，UPVC排水管件模具主要是由各模具廠家根據客戶特定的訂單進行組織與生產，模具及零件的制作按單件設計與制造。不但成本高，效率低，質量不穩定，甚至交貨期通常也較長。正因為模具制作存在以上的諸多問題，所以各模具廠家在管件模具的標準化設計與制作上逐步走向統一。總的原則是：管件模具模架部分交給專業模坯廠家制作；模具外圍零件實行標準化設計和批量制作；模具廠家根據客戶訂單要求，只加工型腔和型芯部分（主要加工型腔、型芯、水道以及產品成型部位），這樣的好處是：
◆ 模具車間生產組織計劃性強；
◆ 外圍標準件平時可以投入批量制作；
◆ 標準件制作可以提高效率，并保證質量的穩定；
◆ 可以大大縮短模具的交貨期；
◆ 由于標準件批量的制作，相對單件來說成本低，提高模具廠家的競爭力
管件模具的結構主要包括：面板、定模板、定模型腔、動模板、動模型腔、型芯、滑塊及滑塊副部件、抽芯部件、頂出推板、動模底板等，其中為了保證模具的強度，通常將面板和定模板做成整板式。
抽入芯系統通常包括油缸抽芯，導滑板抽芯以及斜撬桿抽芯形式，其中導滑板和斜撬桿抽芯，是依靠注塑機開合模動作實現抽入芯，效率高。
模具材料，模架采用50C鋼，型腔型芯通常采用4Cr13電渣鋼，進行調質處理，硬度為HRC28-32，經粗加工后再進行表面激光淬火到HRC48-52，外圍標準件如壓條、耐磨塊等通常采用P20調質處理，硬度為HRC28-32，精加工后再表面氮化，提高零件耐磨性能。
★ A板為整板，剛性好，強度大，而且A板高出分型面，加大了鎖緊面長度，達到最佳鎖緊效果。
★ 模具外圍零件，包括側抽芯機構零件，耐磨塊等全部設計成標準件，方便維修保養。
★ 管件模具有些時候，由于產品結構、型腔數以及與注塑機的匹配等原因，模具可能會出現偏心的情況，設計時采用斜澆口套可以減少偏心，便于安裝和生產。
★ 流道系統中，澆口設計成潛伏式澆口，可實現水口與產品自動分離并脫落，避免了人工修剪澆口，提高了生產效率。
★ 頂出系統中的頂針不直接頂在產品上，將頂出耳巧妙地留在產品上，使得產品上無任何人工修剪的痕跡，也是產品和模具設計中的首創。
★ 型腔通常設計為多層水路并規范排布，型芯為螺旋式水路，保證充分冷卻。
★ 設計補強柱，增強模具B板的抗彎能力，避免分型面飛邊。
自動化生產管件的模具與一般管件模具生產的產品比較
◆ 由于自動化生產的模具澆口采用潛伏式澆口，產品頂出時，流道與產品自動分離，澆口自然平整；而一般管件模具直澆口，需人工進行修剪，既耗人工，澆口也粗糙不平。
◆ 自動化生產的管件模具一開始就考慮到了頂針與型芯的可能碰撞，設計成頂耳形式，哪怕是頂針沒有完全復位，型芯也不會碰傷頂針。產品表面沒有頂痕，外表美觀。
結束語
通過本文的分析，UPVC排水管件生產實現自動化是完全可行的。即生產從控制原料輸送、注塑機制品生產、制作適應自動化生產的標準化模具、產品輸送以及入庫和出庫等環節，從而實現管件生產的全自動化。
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