科盛科技成型技術研究中心工程師 鄭廷裕
國際橡塑膠界的盛會K 2019去年剛落幕,根據資料顯示,展會中湧入來自168個國家共約22萬人參加。綠色回循環經濟、虛實整合智慧生產是這次K展各廠家的主軸,展覽中還能看見許多新穎且特別的設備或技術,積極地搶攻更大的商機和提升生產效率。在這全球經濟局勢緊張保守的同時,業界又高喊綠能環保或循環經濟的口號,來自世界各地的人們都想在這尋找解答。
循環經濟當道,各材料和設備商都為此思考,開始著手將目前不可回收塑料變成裂解油以回收使用,更宣示希望共同為塑料創造可循環世界,2030年達成100%回收的願景。設備商當然也不遑多讓,用600製成薄壁杯;還有廠商在射出機上貼滿草地和大自然的圖案,象徵著成型的產品100%純天然材質,這類產品已應用到市售的品罐了。展中還看到一項吸睛的特殊技術:運用兩隻料管互相搭配生產出箱子,此外產品的三明治結構讓高達50%的回收料隱藏其中,充分展現循環經濟價值。
過去PLA製程中,為了成型性會添加額外的塑料,使產品無法達到100%分解;但在K 2019看到已有廠商成功用CO2輔助射出改善100% PLA的成型問題,做出令人驚豔的透明香檳高腳杯。還有廠商做出一鍵合成各式顏色塑料的設備,讓回收像魔術般呈現在眾人眼前。展會上可見循環經濟已是熱門話題,各大廠商都推出令人驚豔的技術,在生產製程上也兼具智慧和效率。
在智慧生產的環節中,模流分析技術扮演了關鍵的角色。全球知名的模流分析品牌Moldex3D,在這次K展中以「虛實整合」與「智慧製造」為主題,將射出機的行為考慮到模擬中,為客戶考慮得更周全。K 展上也看到許多廠商紛紛向CAE模擬軟體合作,射出機控制器上搭配模擬軟體動畫,反映出產業界普遍希望從設計和CAE模擬做起,達到有效生產的目的。顯示充填動畫與螺桿計量搭配,讓成型現場與設計者直接溝通,設備商更提出與模擬軟體結合的共同平台,這些都象徵著智慧製造的時代來臨。未來若一間位在美國的公司,在跑完CAE找出優化參數之後,將可以直接將成型設定傳送遠在亞洲的生產基地,即時生產回饋不再有代溝。
K展上也看到有廠商發表了機器自我調適的功能,目的為降低人為的誤差。射出機可根據成型響應壓力推估,即使生產線上更換不同熔融指數的塑料,也能持續生產並自我調適生產出良品,可見智慧生產已逐漸有了雛型。新穎的成型技術打破傳統迷思,提出方法可低壓成型並大幅降低循環時間,更特別的是在短射產品中無嚴重收縮情形,顯示製程方法中充填即在保壓,這想法是直接控制射出機做智慧生產。周邊輔機設備商在這塊也沒缺席,流量監控回饋還可運用自動球閥作流量控制,是今年很多廠商的主打。由此看來,精密控制模溫不再遙不可及,乾燥機導入線上含水率量測,便可即時監控原料的品質是否有變化。這些現象顯示各方對智慧生產不斷創新研發,實現有效生產,才能降低不必要的浪費。
新穎的製程和技術在展會更讓人眼睛為之一亮,此次展覽上有副Cube,是個上下不同轉向的高精密模具,遠遠看見就極具震撼力,它搭配機械手臂做180度翻轉組裝兩件產品,成功利用機外冷卻節省高達40%以上的循環時間,成為K展後的熱門討論話題。
除此之外,若聽到製作大量膠囊咖啡杯的技術,往往會想到傳統48模穴以上的多模穴射出成型吧;但展中所見的連續壓縮多層成型技術打破了這個迷思!快速旋轉台讓人目不轉睛站在那研究;原來是透過類擠出機擠製並切片成小蛋糕狀,放到模具中上下合模直接壓縮,做出多層結構的膠囊咖啡包裝杯,非常讓人驚奇。模內裝飾技術(IMD)也是此次的話題之一,這項技術可望導入電動車等汽車電子產品,讓質感提升不少;此技術還可運用在塑膠產品反面加上控制薄膜,讓背光LED可隨使用者觸摸升溫更換不同顏色。新穎製程技術可以看到學術單位的研究,透過機台串接起來並搭配提出的AI模型,並用CAE模擬分析結果作為趨勢的參考組。而真實實驗結果做驗證組,這樣的架構已能針對產品做機器學習自動調控參數優化。仔細去逛完整場這展覽,會發現從產業到學術界都秀出自己對於塑膠產業的本領!
K展共為期8天,看到地圖上有17個展館時,第一個念頭是覺得要走完是不可能的任務,但世界各地塑膠產業的重要技術都集結於此,尤其歐洲大廠更因地緣關係紛紛端出好料,雙腳再累都會受新穎技術驚豔而忘卻疲憊。從K展中最大收穫是了解這個產業趨勢,今年主軸以循環經濟、虛實整合與智慧生產CAE模擬與設備商已逐漸連線整合,相信虛實整合技術已漸漸開始完整實現,下個K展或許又是個嶄新面貌!