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從K show 2016 看塑膠射出機產業發展

摘要"

K Show是每三年舉行一次的盛大展會,為全世界有關塑膠與橡膠貿易最大的展覽會,也是橡塑膠產業的一大盛事。2016年K Show於10月19至26日在德國杜塞道夫展覽中心(Messe)舉行,本屆K展共使用19個展館,共計3,285家來自全球61個國家的廠商參展,參展廠商家數又較上屆成長了2成。主要展出項目包括「原料與助劑」、「半成品與零件」、及「塑橡膠機械設備」等,展期8天全球到訪買主超過20萬人。臺灣館位於12號館,展出面積超過2,200平方公尺,華嶸、全立發、榮全、一億、世洲、百塑等58家業者以優質臺灣形象館展出,加上獨立報名參展的廠商,臺灣今年共有126家廠商參與展出,為繼德國、義大利及中國大陸之後第4大參展國。產品包括射出成型、吹出成型與押出成型等塑橡膠機器、模具與相關零組件等。
本屆K展可觀察到未來發展的趨勢,包括「工業4.0」、「創新材料」、「能源效率」及「輕量結構」等。塑膠是21世紀中重要的世界資源與關鍵材料,本屆K展大會也特別安排了主題展示區「Plastics Shape the Future」,透過「科學」與「經濟」兩個面向探討如何影響整個橡塑膠及未來發展趨勢,現場透過專家解說及多媒體與實品展示塑膠的未來發展,進而帶入大會的主題:「塑膠工業4.0」及「新材料應用」等。
經歷數天穿梭於各展間的參觀與訪視,本文就本次K show之趨勢分別以「工業4.0」、「整線生產/專用化生產」、「輕量化」及「設計美學」來作說明。

關鍵詞:關鍵字:關鍵字 : 工業4.0、射出機、 K show。

一、 工業4.0

工業4.0近年來沸沸揚揚,各方皆有不同的論述與詮釋,本次展會主題之一正是「塑膠工業4.0」,本展覽會最重要的主持協會 - VDMA(德國機械設備製造業聯合會)即敘明主題為Smart Machine (智慧機器)、Smart Production (智慧生產)、Smart Service (智慧服務),展場內各主要廠商即以此三項進行發揮,提出其最新的研發主題。
1. VDMA的攤位,其中有關工業4.0的主題內涵載明於Euromap 77文件中,如圖1。
2. VDMA接櫫了Smart Machine、Smart Production、Smart Services為工業4.0的主要核心,展場主要業者也以此三大核心作為主題發揮,如圖2。
3. 為了落實循環經濟的架構,上項所提及的工業4.0執行成果即為智慧工廠,因此,工業4.0的三大核心在實務上分別落實在Smart Machine方面,主要內容為遠端控制、中央工廠管理系統、智慧人機介面、資料交換自我優化;Smart Production方面主要內容為客製化、可追蹤性;Smart Services方面主要內容為預知健診、在線服務、遠端維護、虛擬機台,如圖3。
4. 德國大廠Krauss Maffei提出了Plastics 4.0,內容主要為網路化的客製化客戶服務、APCPlus (Adaptive Process Control)、DataXplorer,如圖4。
Krauss Maffei網路化的客製化客戶服務強調了E-Service的概念,使廠內資訊能於電腦、手機、平板等各種平台同步化,並能針對不同廠商提出客製化的軟體服務。APC Plus (Adaptive Process Control)則是能依週邊環境及使用材料(目前可至20種基礎材料)自調適製程參數最佳化,如圖5。
DataXplorer主要在於主機與輔機間的網路連結,其重點不在於連結的技術本身,而是Krauss Maffei能依不同的製程提供其產業Know-how,如製藥製程中與品質相關的射出參數,並且由QR Code掃描可知製程中所有的參數,掌握製程中所有可知的因素變化,如圖6。
5. 德國大廠Arburg也提出了industrie 4.0,在Smart Machine方面提出了周邊輔機整合、自動生產單元、自動製程控制、輔助系統;Smart Production方面提出了客製化、可追蹤性、在線資料交換、自我管理程序;Smart Services方面提出了預知健診、在線服務、遠端維護、環境監視等。其中最核心也最基本的連結即是工業網路Industrial Ethernet,如圖7。
 Arburg以行李箱吊牌的生產製程說明了其於工業4.0的應用範例:以機械手臂在射出機模具內埋入金屬環,並打印QR Code作為製程追蹤,最後以其獨步業界的FreeFormer 3D Printer列印出Arburg商標字樣。整個製程約須7~8分鐘,其中3D Printer製程即佔掉5~6分鐘,如圖8。
6. 使用者才是最瞭解製程需要的人,不是製造商、材料商,因此重點在於應關注使用者量測在線的控制、押出穩態控制。奧地利大廠ENGEL 利用線上即時資訊修正機台作動,減少短射,調整回水溫度和模具溫度等提出了injet 4.0,主要包括兩大技術:iQ Weight Control及iQ Clamp Control。有別於一般僅調整與時間相關的訊號,如模座移動距離x(t)與射出壓力p(t),iQ Weight Control於每模次的生產過程(each cycle)中自我調整射出壓力及螺桿行程p(x),可精準控制每模的個別重量,維持生產的穩定性。ENGEL並號稱此功能於薄板件(thin-wall parts)最具威力,可讓重量變化量低減達85%,如圖9。……(更多內容,請見機新刊雜誌)

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