連幫注射:安全鞋的自動化生產工藝
安全鞋是屬於鞋類份額比較小但又特別專業的一個獲利市場。涵蓋各種鞋款,全球每年鞋的產量就將近200億雙,而這當中絕大部分都是手工制鞋,一種費時並錯誤百出的方式。目前僅有10%的廠商使用全自動或者半自動的生產線,而在其他行業自動化程度明顯要高的多,這是鞋類生產者不容忽視的一個趨勢。一些大型的制鞋商已經意識到自動化方式制鞋的種種益處和必要性。
安全鞋是屬於鞋類份額比較小但又特別專業的一個獲利市場。涵蓋各種鞋款,全球每年鞋的產量就將近200億雙,而這當中絕大部分都是手工制鞋,一種費時並錯誤百出的方式。目前僅有10%的廠商使用全自動或者半自動的生產線,而在其他行業自動化程度明顯要高的多,這是鞋類生產者不容忽視的一個趨勢。一些大型的制鞋商已經意識到自動化方式制鞋的種種益處和必要性。
安全鞋的需求現呈持續增長的趨勢。對此有一系列原因:對安全意識的增強;制定了更多工作區域健康和安全方面的規章制度;發展中國家和接近發達的國家的工業化程度上升,同時人口和城市化進程也在不斷增長。而後兩個因素佔據了主導地位。根據DSW(德國世界人口基金會)統計目前地球總共有大約71億人口。到2050年這個數字預計會增長到96億。現在全球有超過50%的人居住在城市,而到2050年這個比例可能增長到80%。大城市的居民已經超過2000多萬人。為了給如此巨大的城市提供功能性基礎設施,提供食物、水和能源,巨大的工業需求是必不可少。而這些工業從業人員的個人安全配備的需求也隨之增加
安全鞋是高科技產品
安全鞋必須滿足始終如一、穩定的生產品質的至高要求。而這要求只能通過高效自動化的安全可控生產流程才能實現。安全鞋表面材料通常包括耐磨皮革,防滑材質如聚氨酯(PU或PUR),橡膠(GU)或熱塑性聚氨酯(TPU)。由鋼、鋁或者復合材料製成的內置式保護腳趾的包頭防止腳趾受傷。由鋼、復合材料或者鋁製成的滲透性防護,防止釘或者其他尖銳物插入腳內。此外,現代減震作用使得穿着者更舒適。鞋底生產是獨立于安全鞋類型和用途之外的一個關乎質量和安全的主要和決定性的生產環節。而這正是德士馬連幫注射機要向大家所展示的地方。
連幫注射——絕不妥協的質量保証
由機器執行連幫注射的初次誕生于1953年,而那時鞋廠工人普遍使用的是手動硫化按鈕。他們把橡膠條或厚板放置於打開的鞋底模具內,然後按壓至裝有鞋幫的邊框上。在接下來的幾年里自動化有了日新月異的發展,1960年DESMA正式將配置二到十個工位,側面安裝式的自動連幫注射澆注單元的圓盤機引入市場。至此勞動密集型、錯誤百出的人工塗膠貼合鞋幫鞋底的方式逐漸廢棄。所研發出來的機器工作原理一直沿用至今。注射澆注單元將按配方製造的鞋底原料如橡膠條或塑料顆粒進行塑化,然後將原料液體注入開啟的鞋底模具內。接着套着鞋幫的金屬邊框降至鞋底模具內一定深度,使得鞋幫與鞋底模具腔形成一個完整的結合狀態。模具腔室內仍是液體狀的鞋底在形成一個特殊形態的同時凝固在鞋幫上。這種連幫注射機的方式給鞋類生產帶來了一次全新的革命。它帶來了高效的自動化裝置生產線,增大了鞋的產量,同時也降低了生產過程中相應損失。然而,在連幫注射之前和之後的生產工序仍需手動完成。進一步的研發帶來了多產、更靈活的機器組件,工業機器人的應用替代了錯誤百出的人工活。例如:在填充之前便於鞋底成型的脫模劑應用以及在連幫注射前鞋幫的打粗。
隨着DESMA轉盤式機器的自動化不斷更新,此外就是模具單位的增加,根據工藝的需求,配備的組裝工位可以達到18,24,30或者甚至到60個。現今德士馬再次呈獻科技的技術藝朮工藝,多層及多色的自動化直接射出成型的鞋底,以及不同尺碼的生產,順序或者物料的變換,這些都能在圓盤機的一個旋轉週期內完成。這種靈活性為使用者在生產、工藝和經濟上提供了極大的優勢。更重要的是他們對要求能做出及時的反應和調整,能盡可能的縮短交貨期。
此外,由於恆定的處理參數,自動化生產能保証穩定的產品質量,滿足幾近苛求的零誤差的高標準。根據所使用鞋底原料的不同,連幫注射的工序也隨技術細節變化。如今鞋底所使用的重要原料主要集中在橡膠(GU),熱塑性聚氨酯(TPU)和聚氨酯(PU)。
TPU和橡膠的連幫注射
橡膠和TPU鞋底原料被增塑,然後通過DESMA的澆注技術DESflow填充至開啟的鞋底模具內。DESflow澆注工藝是一種將鞋底原料引入模具內,與預澆注產生的損失相比此方法更能節省材料。通過規定的澆注速度和各種注嘴的使用,澆注時間或真正所需的膠料條都能按模具的具體尺寸調整。在膠料都填充至模腔內,而鞋幫也降至原料內,模具閉合。鞋底原料在壓力的作用下緊緊地粘合到鞋幫上。在過了設定的處理時間后模具再次打開。圓盤機循環旋轉至下一個工序。
PU的連幫注射
PU的連幫注射在技術上更加註目,更加複雜。在這個過程中鞋生產商不是使用預先按配方配置好的原料,而是兩種或者更多液體成分在進行化學反應時(逐步加成聚合)