超全面！12种注塑制品缺陷原因大盘点

导读：注塑制品在生产的过程中，受各种因素的影响，难免会出现一些缺陷，不同的产品缺陷，处理的方法不一样。今天驼驮小编就带大家来盘点注塑制品常见的缺陷有哪些？

一. 注塑制品开裂的原因分析

开裂，包括制件表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模而造成或创伤危机，按开裂时间分脱模开裂和应用开裂。主要有以下几个方面的原因造成：

1、加工方面：

（1）加工压力过大、速度过快、充料愈多、注射、保压时间过长，都会造成内应力过大而开裂。

（2）调节开模速度与压力防止快速强拉制件造成脱模开裂。

（3）适当调高模具温度，使制件易于脱模，适当调低料温防止分解。

（4）预防由于熔接痕，塑料降解造成机械强度变低而出现开裂。

（5）适当使用脱模剂，注意经常消除模面附着的气雾等物质。

（6）制件残余应力，可通过在成型后立即进行退火热处理来消除内应力而减少裂纹的生成。

2、模具方面:

（1）顶出要平衡，如顶杆数量、截面积要足够，脱模斜度要足够，型腔面要有足够光滑，这样才防止由于外力导致顶出残余应力集中而开裂。

（2）制件结构不能太薄，过渡部分应尽量采用圆弧过渡，避免尖角、倒角造成应力集中。

（3）尽量少用金属嵌件，以防止嵌件与制件收缩率不同造成内应力加大。

（4）对深底制件应设置适当的脱模进气孔道，防止形成真空负压。

（5）主流道足够大使浇口料未来得及固化时脱模，这样易于脱模。

（6）主流道衬套与喷嘴接合应当防止冷硬料的拖拉而使制件粘在定模上。

3、材料方面：

（1）再生料含量太高，造成制件强度过低。

（2）湿度过大，造成一些塑料与水汽发生化学反应，降低强度而出现顶出开裂。

（3）材料本身不适宜正在加工的环境或质量欠佳，受到污染都会造成开裂。

4．机台方面：

注塑机塑化容量要适当，过小塑化不充分未能完全混合而变脆，过大时会降解。

二. 注塑制品气泡的原因分析

气泡（真空泡）的气体十分稀薄属于真空泡。一般说来，如果在开模瞬间已发现存在气泡是属于气体干扰问题。真空泡的形成是由于充注进塑料不足或压力较低。在模具的急剧冷却作用下，与型腔接角的燃料牵拉，造成体积损失的结果。

解决办法：

（1）提高注射能量：压力、速度、时间和料量，并提高背压，使充模丰满。

（2）增加料温流动顺畅。降低料温减少收缩，适当提高模温，特别是形成真空泡部位的局部模温。

（3）将浇口设置在制件厚的部份，改善喷嘴、流道和浇口的流动状况，减少压务的消耗。

（4）改进模具排气状况。

三. 注塑制品翘曲变形的原因分析

注塑制品变形、弯曲、扭曲现象的发生主要是由于塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向的大，使制件各向收缩率不同而翘曲，又由于注射充模时不可避免地在制件内部残留有较大的内应力而引起翘曲，这些都是高应力取向造成的变形的表现。所以从根本上说，模具设计决定了制件的翘曲倾向，要通过变更成型条件来抑制这种倾向是十分困难的，最终解决问题必须从模具设计和改良着手。这种现象的主要有以下几个方面造成：

1．模具方面：

（1）制件的厚度、质量要均匀。

（2）冷却系统的设计要使模具型腔各部分温度均匀，浇注系统要使料流对称避免因流动方向、收缩率不同而造成翘曲，适当加粗较难成型部份的分流道、主流道，尽量消除型腔内的密度差、压力差、温度差。

（3）制件厚薄的过渡区及转角要足够圆滑，要有良好的脱模性，如增加脱模余度，改善模面的抛光，顶出系统要保持平衡。

（4）排气要良好。

（5）增加制件壁厚或增加抗翘曲方向，由加强筋来增强制件抗翘曲能力。

（6）模具所用的材料强度不足。

2．塑料方面：

结晶型比非结晶型塑料出现的翘曲变形机会多，加之结晶型塑料可利用结晶度随冷却速度增大而降低，收缩率变小的结晶过程来矫正翘曲变形。

3．加工方面：

（1）注射压力太高，保压时间太长，熔料温度太低速度太快会造成内应力增加而出现翘曲变形。

（2）模具温度过高，冷却时间过短，使脱模时的制件过热而出现顶出变形。

（3）在保持最低限度充料量下减少螺杆转速和背压降低密度来限制内应力的产生。

（4）必要时可对容易翘曲变形的制件进行模具软性定形或脱模后进行退米处理。

四. 注塑制品色条色线色花分析

这种缺陷的出现主要是采用色母粒着色的塑料制件较常出现的问题，虽然色母粒着色在色型稳定性、色质纯度和颜色迁移性等方面均优于干粉着色、染浆着色，但分配性，亦即色粒在稀释塑料在混合均匀程度却相对较差，制成品自然就带有区域性色泽差异。

主要解决办法：

（1）提高加料段温度，特别是加料段后端的温度，使其温度接近或略高于熔融段温度，使色母粒进入熔融段时尽快熔化，促进与稀释均匀混合，增加液态混合机会。

（2）在螺杆转速一定的情况下，增加背压压力使料筒内的熔料温度、剪切作用都得到提高。

（3）修改模具，特别浇注系统，如浇口过宽，融料通过时，紊流效果差，温度提升不高，于是就不均匀，色带模腔，应予改窄。

五. 注塑制品收缩凹陷的原因分析

注塑成型过程中，制品收缩凹陷是比较常见的现象。造成这种情况的主要原因有：

1．机台方面：

（1）射嘴孔太大造成融料回流而出现收缩，太小时阻力大料量不足出现收缩。

（2）锁模力不足造成飞边也会出现收缩，应检查锁模系统是否有问题。

（3）塑化量不足应选用塑化量大的机台，检查螺杆与料筒是否磨损。

2．模具方面：

（1）制件设计要使壁厚均匀，保证收缩一致。

（2）模具的冷却、加温系统要保证各部分的温度一致。

（3）浇注系统要保证通畅，阻力不能过大，如主流道、分流道、浇口的尺寸要适当，光洁度要足够，过渡区要圆弧过渡。

（4）对薄件应提高温度，保证料流畅顺，对厚壁制件应降低模温。

（5）浇口要对称开设，尽量开设在制件厚壁部位，应增加冷料井容积

3．塑料方面：

结晶性的塑料比非结晶性塑料收缩厉害，加工时要适当增加料量，或在塑料中加成换剂，以加快结晶，减少收缩凹陷。

4．加工方面：

（1）料筒温度过高，容积变化大，特别是前炉温度，对流动性差的塑料应适当提高温度、保证畅顺。

（2）注射压力、速度、背压过低、注射时间过短，使料量或密度不足而收缩压力、速度、背压过大、时间过长造成飞边而出现收缩。

（3）加料量即缓冲垫过大时消耗注射压力，过小时，料量不足。

（4）对于不要求精度的制件，在注射保压完毕，外层基本冷凝硬化而夹心部份尚柔软又能顶出的制件，及早出模，让其在空气或热水中缓慢冷却，可以使收缩凹陷平缓而不那么显眼又不影响使用。

六. 注塑制品透明缺陷的原因分析

熔斑、银纹、裂纹聚苯乙烯、有机玻璃的透明制件，有时候透过光线可以看到一些闪闪发光的细丝般的银纹。这些银纹又称烁斑或裂纹。这是由于拉应力的垂直方向产生了应力，使用权聚合物分子发重型流动取向而与未取向部分折完率差异表现出来。

解决方法：

（1）消除气体及其它杂质的干扰，对塑料充分干燥。

（2）降低料温，分段调节料筒温度，适当提高模温。

（3）增加注射压力，降低注射速度。

（4）增加或减少预塑背压压力，减少螺杆转速。

（5）改善流道及型腔排气状况。

（6）清理射嘴、流道和浇口可能的堵塞。

（7）缩短成型周期，脱模后可用退火方法消除银纹：对聚苯乙烯在78℃时保持15分钟，或50℃时保持1小时，对聚碳酸酯，加热到160℃以上保持数分钟。

七. 注塑制品颜色不均的原因分析

造成注塑制品颜色不均的主要原因及解决方法如下：

（1）着色剂扩散不良，这种情况往往使浇口附近出现花纹。

（2）塑料或着色剂热稳定性差，要稳定制件的色调，一定要严格固定生产条件，特别是料温、料量和生产周期。

（3）对结晶型塑料，尽量使制件各部分的冷却速度一致，对于壁厚差异大的制件，可用着色剂来掩蔽色差，对于壁厚较均匀的制件要固定好料温和模温。

（4）制件的造型和浇口形式，位置对塑料充填情况有影响，使制件的某些局部产生色差，必要时要进行修改。

八. 注塑制品颜色及光泽缺陷的原因分析

正常情况下，注塑制件表面具有的光泽主要由塑料的类型、着色剂及模面的光洁度所决定。但经常也会因为一些其他的原因造成制品的表面颜色及光泽缺陷、表面暗色等缺陷。

造成这种原因及解决方法分析如下：

（1）模具光洁度差，型腔表面有锈迹等，模具排气不良。

（2）模具的浇注系统有缺陷，应增大冷料井，增大流道、抛光主流道、分流道和浇口。

（3）料温与模温偏低，必要时可用浇口局部加热办法。

（4）加工压力过低、速度过慢、注射时间不足、背压不足，造成密实性差而使表面暗色。

（5）塑料要充分塑化，但要防止料的降解，受热要稳定，冷却要充分，特别是厚壁的。

（6）防止冷料进入制件，必要时改用自锁式弹簧或降低喷嘴温度。

（7）使用的再生料过多，塑料或着色剂质量差，混有水汽或其它杂质，使用的润滑剂质量差。

（8）锁模力要足够。

九. 注塑制品银纹的原因分析

注塑制品银纹，包括表面气泡和内部气孔。造成缺陷的主要原因是气体（主要有水汽、分解气、溶剂气、空气）的干扰。具体原因分析如下：

1.机台方面：

（1）料筒、螺杆磨损或过胶头、过胶圈存在料流死角，长期受热而分解。

（2）加热系统失控，造成温度过高而分解，应检查热电偶、发热圈等加热元件是否有问题。螺杆设计不当，造成个解或容易带进空气。

2.模具方面：

（1）排气不良。

（2）模具中流道、浇口、型腔的磨擦阻力大，造成局部过热而出现分解。

（3）浇口、型腔分布不平衡，冷却系统不合理都会造成受热不平衡而出现局部过热或阻塞空气的通道。

（4）冷却通路漏水进入型腔。

3．塑料方面：

（1）塑料湿度大，添加再生料比例过多或含有有害性屑料（屑料极易分解），应充分干燥塑料及消除屑料。

（2）从大气中吸潮或从着色剂吸潮，应对着色剂也进行干燥，最好在机台上装干燥器。

（3）塑料中添加的润滑剂、稳定剂等的用量过多或混合不均，或者塑料本身带有挥发性溶剂。混合塑料受热程度难以兼顾时也会出现分解。

（4）塑料受污染，混有其它塑料。

4．加工方面：

（1）设置温度、压力、速度、背压、熔胶马达转速过高造成分解，或压力、速度过低，注射时间、保压不充分、背压过低时，由于未能获得高压而密度不足无法熔解气体而出现银纹，应设置适当的温度、压力、速度与时间及采用多段注射速度

（2）背压低、转速快易使空气进入料筒，随熔料进入模具，周期过长时融料在料筒内受热过长而出现分解。

（3）料量不足，加料缓冲垫过大，料温太低或模温太低都影响料的流动和成型压力，促使气泡的生成。

十. 塑制品有熔接缝的原因分析

熔融塑料在型腔中由于遇到嵌件孔洞、流速不连贯的区域、充模料流中断的区域而以多股形式汇合时，因不能完全熔合而产生线性的熔接缝。此外在发生浇口喷射充模也会生成熔接缝，熔接缝处的强度等性能很差。主要原因分析如下：

1．加工方面：

（1）注射压力、速度过低，料筒温度、模温过低，造成进入模具的融料过早冷却而出现熔接缝。

（2）注射压力、速度过高时，会出现喷射而出现熔接缝。

（3）应增加转速，增加背压压力使塑料粘度下降，密度增加。

（4）塑料要干燥好，再生料应少用，脱模剂用量太多或质量不好也会出现熔接缝。

（5）降低锁模力，方便排气。

2．模具方面：

（1）同一型腔浇口过多，应减少浇口或对称设置，或尽量靠近熔接缝设置。

（2）熔接缝处排气不良，应开设排气系统。

（3）浇道过大、浇注系统尺寸不当，浇口开设尽量避免熔体在嵌件孔洞周围流动，或尽量少用嵌件。

（4）壁厚变化过大，或壁厚过薄，应使制件的壁厚均匀。

（5）必要时应在熔接缝处开设熔合井使熔接缝脱离制件。

3．塑料方面：

（1）对流动性差或热敏性的塑料应适当添加润滑剂及稳定剂。

（2）塑料含的杂质多，必要时要换质量好的塑料。

十一. 注塑制品震纹的原因分析

PS等刚性塑料制件在其浇口附近的表面，以浇口为中心的形成密集的波纹，有时称为震纹。产生原因是熔体粘度过大而以滞流形式充模时，前端的料一接触到型腔表面便很快冷凝收缩起来，而后来的熔料又胀开已收缩的冷料继续前进过程的不断交替使料流在前进中形成了表面震纹。

解决方法：

（1）提高料筒温度特别是射嘴温度，还应提高模具温度。

（2）提高注射压力与速度，使其快速充模型腔。

（3）改善流道、浇口尺寸，防止阻力过大。

（4）模具排气要良好，要设置足够大的冷料井。

（5）制件不要设计得过于薄。

十二. 注塑制品肿胀和鼓泡的原因分析

有些塑料制件在成型脱模后，很快在金属嵌件的背面或在特别厚的部位出现肿胀或鼓泡。这是因为未完全冷却硬化的塑料在内压阀的作用下释放气体膨胀造成。

解决措施：

1．有效的冷却。降低模温，延长开模时间，降低料的干燥与加工温度。

2．降低充模速度，减少成形周期，减少流动阻力。

3．提高保压压力和时间。

4．改善制件壁面太厚或厚薄变化大的状况。

以上就是注塑制品常见的12种缺陷的原因分析及解决方法，希望可以切实帮助到大家。

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2021-07-29

划重点！注塑成型过程及操作要点来啦！

为了方便大家能够更加了解注塑成型过程，更容易地操作注塑机，下面驼驮小编现将注塑机的工作顺序和成型方法以及操作方法介绍给大家,具体细节部分需要根据制品的成型条件进行设定，希望能对大家的工作有所帮助。1.注塑机的动作程序：射台前进→注射→保压→预塑→倒缩→射台松退→冷却→开模→顶出→退针→开门→关门→合模→射台前进。2.注塑机操作项目：注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制柜操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择，料筒各段温度及电流、电压的监控，注射压力和背压压力的调节等。3.注射过程动作选择：一般注塑机既可手动操作，也可以半自动和全自动操作。手动操作是在一个生产周期中，每一个动作都是由操作者拨动操作开关而实现的。一般在试机调模时才选用;半自动操作时机器可以自动完成一个工作周期的动作，但每一个生产周期完毕后操作者必须拉开安全门，取下工件，再关上安全门，机器方可以继续下一个周期的生产;全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后，可自动进入下一个工作周期。在正常的连续工作过程中无须停机进行控制和调整。但须注意，如需要全自动工作，则(1)中途不要打开安全门，否则全自动操作中断;(2)要及时加料;(3)若选用电眼感应，应注意不要遮闭了电眼。实际上，在全自动操作中通常也是需要中途临时停机的，如给机器模具喷射脱模剂等。正常生产时，一般选用半自动或全自动操作。操作开始时，应根据生产需要选择操作方式(手动、半自动或全自动)，并相应拨动手动、半自动或全自动开关。半自动及全自动的工作程序已由线路本身确定好，操作人员只需在电柜面上更改速度和压力的大小、时间的长短、顶针的次数等等，不会因操作者调错键钮而使工作程序出现混乱。当一个周期中各个动作未调整妥当之前，应先选择手动操作，确认每个动作正常之后，再选择半自动或全自动操作。4.预塑动作选择：根据预塑加料前后注座是否后退,即喷嘴是否离开模具,注塑机一般设有三种选择。(1)固定加料：预塑前和预塑后喷嘴都始终贴进模具，注座也不移动。(2)前加料：喷嘴顶着模具进行预塑加料，预塑完毕，注座后退，喷嘴离开模具。选择这种方式的目的是：预塑时利用模具注射孔抵助喷嘴，避免熔料在背压较高时从喷嘴流出，预塑后可以避免喷嘴和模具长时间接触而产生热量传递，影响它们各自温度的相对稳定。(3)后加料：注射完成后，注座后退，喷嘴离开模具然后预塑，预塑完再注座前进。该动作适用于加工成型温度特别窄的塑料，由于喷嘴与模具接触时间短，避免了热量的流失，也避免了熔料在喷嘴孔内的凝固。注射结束、冷却计时器计时完毕后，预塑动作开始。螺杆旋转将塑料熔融并挤送到螺杆头前面。由于螺杆前端的止退环所起的单向阀的作用，熔融塑料积存在机筒的前端，将螺杆向后迫退。当螺杆退到预定的位置时(此位置由行程开关确定，控制螺杆后退的距离，实现定量加料)，预塑停止，螺杆停止转动。紧接着是倒缩动作，倒缩即螺杆作微量的轴向后退，此动作可使聚集在喷嘴处的熔料的压力得以解除，克服由于机筒内外压力的不平衡而引起的“留涎”现象。若不需要倒缩，则应把倒缩停止开关调到适当位置，让预塑停止开关被压上的同一时刻，倒缩停止开关也被压上。当螺杆作倒缩动作后退到压上停止开关时，倒缩停止。接着注座开始后退。当注座后退至压上停止开关时，注座停止后退。若采用固定加料方式，则应注意调整好行程开关的位置。一般生产多采用固定加料方式以节省注座进退操作时间，加快生产周期。5.注射压力选择：注塑机的注射压力由调压阀进行调节，在调定压力的情况下，通过高压和低压油路的通断，控制前后期注射压力的高低。普通中型以上的注塑机设置有三种压力选择，即高压、低压和先高压后低压。高压注射是由注射油缸通入高压压力油来实现。由于压力高，塑料从一开始就在高压、高速状态下进入模腔。高压注射时塑料入模迅速，注射油缸压力表读数上升很快。低压注射是由注射油缸通入低压压力油来实现的，注射过程压力表读数上升缓慢，塑料在低压、低速下进入模腔。先高压后低压是根据塑料种类和模具的实际要求从时间上来控制通入油缸的压力油的压力高低来实现的。为了满足不同塑料要求有不同的注射压力，也可以采用更换不同直径的螺杆或柱塞的方法，这样既满足了注射压力，又充分发挥了机器的生产能力。在大型注塑机中往往具有多段注射压力和多级注射速度控制功能，这样更能保证制品的质量和精度。6.注射速度的选择：一般注塑机控制板上都有快速—慢速旋钮用来满足注射速度的要求。在液压系统中设有一个大流量油泵和一个小流量泵同时运行供油。当油路接通大流量时，注塑机实现快速开合模、快速注射等，当液压油路只提供小流量时，注塑机各种动作就缓慢进行。7.顶出形式的选择：注塑机顶出形式有机械顶出和液压顶出二种,有的还配有气动顶出系统,顶出次数设有单次和多次二种。顶出动作可以是手动，也可以是自动。顶出动作是由开模停止限位开关来启动的。操作者可根据需要，通过调节控制柜上的顶出时间按钮来达到。顶出的速度和压力亦可通过控制柜面上的开关来控制，顶针运动的前后距离由行程开关确定。8.温度控制：以测温热电偶为测温元件，配以电脑温度控制板成为控温装置，控制料筒和模具电热圈电流的通断，有选择地固定料筒各段温度和模具温度。料筒电热圈一般分为二段、三段或四段控制。电器柜上的电流表分别显示各段电热圈电流的大小。电流表的读数是比较固定的，如果在运行中发现电流表读数比较长时间的偏低，则可能电热圈发生了故障，或导线接触不良，或电热丝氧化变细，或某个电热圈烧毁，这些都将使电路并联的电阻阻值增大而使电流下降。在电流表有一定读数时也可以简单地用塑料条逐个在电热圈外壁上抹划，看料条熔融与否来判断某个电热圈是否通电或烧毁。如果机台无加热动作,加热故障根据发生频率可能出现在:固态继电器(或交流接触器)损坏无电流输入,感温线损坏无加热信号输出,加热圈损坏,温控板损坏,主机板损坏.9.合模控制：合模是以巨大的机械推力将模具合紧，以抵挡注塑过程熔融塑料的高压注射及填充模具而令模具发生的巨大张开力。关妥安全门，各行程开关均给出信号，合模动作立即开始。首先是动模板以慢速启动，前进一小短距离以后，原来压住慢速开关的控制杆压块脱离，活动板转以快速向前推进。在前进至靠近合模终点时，控制杆的另一端压杆又压上慢速开关，此时活动板又转以慢速且以低压前进。在低压合模过程中，如果模具之间没有任何障碍，则可以顺利合拢至压上高压开关，转高压是为了伸直机铰从而完成合模动作。这段距离极短，一般只有0.3~1.0mm，刚转高压旋即就触及合模终止限位开关，这时动作停止，合模过程结束。注塑机的合模结构有全液压式和机械连杆式。不管是那一种结构形式，最后都是由连杆完全伸直来实施合模力的。连杆的伸直过程是活动板和尾板撑开的过程，也是四根拉杆受力被拉伸的过程。合模力的大小，可以从合紧模的瞬间油压表升起之最高值得知，合模力大则油压表的最高值便高，反之则低。较小型的注塑机是不带合模油压表的，这时要根据连杆的伸直情况来判断模具是否真的合紧。如果某台注塑机合模时连杆很轻松地伸直，或“差一点点”未能伸直，或几副连杆中有一副未完全伸直，注塑时就会出现胀模，制件就会出现飞边或其它毛病。10.开模控制：当熔融塑料注射入模腔内及至冷却完成后,随着便是开模动作,取出制品。开模过程也分三个阶段。第一阶段慢速开模，防止制件在模腔内撕裂。第二阶段快速开模，以缩短开模时间。第三阶段慢速开模，以减低开模惯性造成的冲击及振动。

网络（驼驮整理）

2020-10-15

关于气辅注射成型，你了解多少？

气辅注射成型GRIM( Gas-Assisted Injection Mold-ing)为一种新型的注射成型工艺，近几年已在国外得到广泛的应用，国内的使用也越来越多。其原理是利用压力相对低的惰性气体(氮气因为价廉安全又兼具冷却剂的作用而被常用，压力为0.5一300 MPa)代替传统模塑过程中型腔内的部分树脂来保压，以达到制品成型性能更加优良的目的。　　一、气辅注射成型的优点气辅注射成型克服了传统注射成型和发泡成型的局限性，具有以下优点：1、制件性能良好(1)消除气孔和凹陷在制件不同壁厚连接处所设的加强筋和凸台中合理开设气道，欠料注射后气体导入，补偿了因熔体在冷却过程中的收缩，避免气孔和凹陷的产生。(2)减少内应力和翘曲变形在制件冷却过程中，从气体喷嘴到料流末端形成连续气体通道，无压力损失，各处气压一致，因而降低了残余应力，防止制件翘曲变形。(3)增加制件的强度制件上中空的加强筋和凸台的设计，使强度重量比比同类实心制件高出大约5，制件的惯性矩工大幅度提高，从而提高制件使用强度。(4)提高设计的灵活性气辅注射可用来成型壁厚不均的制品，使原来必须分为几个部分单独成型的制品实现一次成型，便于制件的装配。例如国外一家公司原来生产的以几十个金属零件为主体、形状复杂的汽车门板，通过GAIM技术并采用塑料合金材料实现了一次成型。　　2、成本低(1)节约原材料气辅注射成型在制品较厚部位形成空腔，可减少成品重量达10%一50%(2)降低设备费用气辅注射较普通注射成型需要较小的注射压力和锁模力(可节省25%一50%)，同时节约能量达30%(3)相对缩短成型周期由于去除了较厚部位芯料，缩短冷却时间可达50%正是基于这些优点，气辅注射适用于成型大型平板状制品如桌面、门、板等;大型柜体如家用电器壳体、电视机壳、办公机械壳体等;结构部件如底座、汽车仪表板、保险杠、汽车大前灯罩等汽车内外饰件。　　二、成型材料的选择理论上讲，所有能用于常规注射成型方法的热塑性塑料均适用于气辅注射成型，包括一些填充树脂和增强塑料。一些流动性非常好，难以填充的塑料如热塑性聚氨酯成型时会有一定困难;粘度高的树脂所需气体压力高，技术上也有难度;玻璃纤维增强材料对设备有一定的磨损。在气辅成型过程中，由于制件的成型壁厚和表面缺陷在很大程度上由原料性能决定，改变过程参数对其影响并不很大，因此成型原料的选择极为重要。表1是用于气辅注射成型的常用塑料。PA(聚酰胺)和PBT(聚对苯二甲酸丁二酸酯)具有独特的结晶稳定性，尤其适合用于气辅注射成型;PA6,PA66和PP也经常被用于气辅成型;一些部分结晶型树脂，成型时内部靠近气道一侧由于冷却速率相对较慢，无明显无定型边界层产生.但外侧因为模壁的闪速冷却会产生无定型边界层，从而影响制品质量；对于玻璃纤维增强塑料，在模壁处会产生轻微的分子定向，且在模壁下一定距离处(约距制品外表面1mm处)沿料流方向达到最大成型高强度制件可选用具有较高弹性模量的树脂，实际生产过程中应根据制件使用要求和具体成型条件选择合适的树脂材料。 三、制件中气道的设计气道设计是气辅成型技术中最关键的设计因素之一，它不仅影响制品的刚性同时也影响其加工行为，由于它预先规定了气体的流动状态，所以也会影响到初始注射阶段熔体的流动，合理的气道选择对成型较高质量的制品至关重要。　　1、常见气道的几何形状对于带加强筋的大型板件，气辅注射成型时，其基板厚度一般取3一6mm，在气体流动距离较短或尺寸较小的制件中，基板厚度可减至1.5一2.5 mm；加强筋的壁厚可达到与其相接部分壁厚的100%一125%而不会产生凹陷；气道的几何形状相对于浇口应是对称或是单方向的，气体通道必须连续，体积应小于整个制件体积的10%。　　2、制件的强度分析成型传统带加强筋的制件经常出现凹陷、翘曲变形等，而图1所示各种断面几何形状加强筋的板件采用气辅注射成型，既保证了制品强度，又克服了传统注射成型的缺点。通常，相同基板厚度条件下，类似图1(e)带有空心宽T型加强筋的比带空心窄T型加强筋的制件强度要高，后者又比相同截面带有类似图1(a)的空心半圆型加强筋板件的强度要高。制件强度随受力大小和其形式不同变化很大，虽然采用加强筋可增大制品刚度，但若对其施加局部集中应力，就会大大削弱制品强度。　　3、气道尺寸气道的尺寸设计与填充气体的流动方向密切相关，气体在流道内总是沿着阻力最小的方向流动。稳0定的牛顿流体通过直径为D的圆管，其压降公式为ΔP＝32μVL/D　，其中μ为流体粘度，V为平均流速，L为流体段长度，D为管径，因为气体粘度极小，低于树脂的0.1%，而且压降在长度方向上可被忽略，因而只需考虑树脂压降产生的阻力。假塑性流体在圆管中流动的压降公式与牛顿流体形式相似，因此利用上述公式而不必考虑实际流体及气体的状况，比较基于气体近浇点不同方向的压降ΔP（即比较各段的L和D的大小），就可定性地解决气体未充动方向问题ΔP小的方向即为气体的优先流动方向。改变流道尺寸直接导致不同方向压降的变化，从而改变气体的流动方向，并影响制件的成型质量。　　四、模具设计由于气辅注射成型采用相对较低的注射压力和锁模力，所以除可采用一般模具钢制作模具外，还可采用锌基合金、锻铝等轻合金材料制造。气辅注射成型过程的模具设计与普通注射成型相似，模具及制件结构设计造成的缺陷并不能通过调整成型过程中的参数来弥补，而是应及时修改模具和制件结构的设计，普通注射成型中所要求的设计原则在气辅注射成型过程中依然适用，以下主要介绍其不同部分设计时应注意事项:　　(1)要绝对避免喷射现象虽然现在气辅注射有朝着薄壁制品、生产特殊形状弯管方向发展的趋势，但传统的气辅注射仍多用来生产型腔体积比较大的制件，料流通过浇口时受到很高的剪应力，容易产生喷射和蠕动等熔体破裂现象。设计时可适当加大进浇口尺寸、在制品较薄处设置浇口等方法来改善这种情况。 (2)型腔设计由于气辅注射中欠料注射量、气体注射压力、时间等参数很难控制一致，因此气辅注射时一般要求一模一腔，尤其制品质量要求高时更应如此。实际生产中有过一模四腔的例子，采用多型腔设计时，要求采用平衡式的浇注系统布置形式。　　(3)浇口设计一般情况只使用一个浇口，其位置的设置要保证欠料注射部分的熔体均匀充满型腔并避免产生喷射。若气针安装在注射机喷嘴和浇注系统中，浇口尺寸必须足够大，防止气体注入前熔体在此处凝结。气辅注射中最为常见的一个问题是气体穿透预定的气道进入制件薄壁部分，在表面形成类似指状或叶状的气体流纹(Gas fingering)，甚至少数几个这样的“指纹"效应对制品的影响也是致命的，应该极力避免。研究表明，形成这类缺陷的主要原因是由于进浇口尺寸和气体延迟时间设置不当造成的，而且这两种因素常常相互作用，比如当采用较小的浅口和较短的延迟时间时，就极易产生这种不良后果，既影响了制品外观质量又极大地降低了制件强度。一般可采用缩短气道长度，加大进浇口尺寸，合理控制气体压力的方法避免这种不利情况的发生。　　(4)流道的几何形状相对于浇口应是对称或单方向的，气体流动方向与熔融树脂流动方向必须相同。　　(5)模具中应设计调节流动平衡的溢流空间，以得到理想的空心通道。气辅注射成型技术近些年在家用电器、汽车、家具、办公用品等行业广泛应用，并且朝着提高制品尺寸稳定性、制造表面性能优良的薄壁制品、生产特殊形状管材、取代汽车工业中金属制件等方向发展，相信在以后的工业生产中气辅注射技术仍将发挥其重要作用。

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2020-09-25

注塑机市场何时迎来需求爆发期？

国内注塑机龙头企业的市场占有率如何？注塑机被广泛运用于汽车行业、家电行业、3C行业、包装行业等等，作为我国塑料机械市场上最重要的产品，注塑机市场占比超过70%。2018年我国注塑机市场规模达到365.9亿元，国内注塑机销量达到6.8万台，未来五年内随着汽车轻量化进程加快、塑料应用领域扩大及海外需求增加，我国注塑机行业市场规模有望突破500亿元。资料来源：华经产业研究院整理注塑机市场目前生产格局较为分散，除海天塑机之外其他企业的市场份额均未超过5%。而从进口市场来看，日本与德国是我国注塑机的主要进口国，全球平均一半的出口来自于欧洲，以德国为代表的欧洲国家生产的精密注塑机、大型注塑机等具有高技术含量和高附加值，利润率很高，几乎垄断高端市场，国产企业有较大的潜在替代空间。资料来源：华经产业研究院整理注塑机未来的需求增长点在哪儿？注塑行业产业链广泛，上游包括模具厂商、塑料厂商、机械厂商，主要下游需求则包括汽车、家电、3C等。机械类零部件包括铸件、生铁、钢材、拉杆、螺杆料筒等，是注塑机行业生产所需要采购的重要原材料之一。由于直接材料占原材料成本的比重较大，因此注塑机行业控制成本的难度也就更大。特别是钢铁与上游原件成本息息相关，而煤炭与铁矿石又直接影响钢铁价格，因此煤炭与铁矿石价格在很大程度上影响了注塑机的成本。注塑机产业链上下游一览资料来源：华经产业研究院整理而从下游需求方向来看，随着近年来新能源汽车产业的兴起，新能源汽车车身的轻量化是必然的发展趋势，极大拉动了塑料在汽车中的应用，新能源汽车核心的三电“电控、电驱、电池”对塑料需求旺盛，电池模组、接插件等因为需要综合考虑材料强度、绝缘密封性和重量，工业塑料成为性价比最高的选择。目前一辆普通小轿车中12-15%的重量来源为塑料，一辆汽车包含2000多个塑料零件，可以说塑料已经成为金属之外汽车最重要的原材料。另一个塑料需求增长点来自于5G手机，近年来由于塑料表面处理工艺的快速发展，塑料外壳的外观品质迅速提升，拥有了广泛运用于高端机型的巨大潜力。出于对未来手机天线以及避免信号屏蔽的考虑，未来5G手机外壳设计需完全规避全金属机身设计，以目前趋势来看，金属中框+塑料后盖将会是5G手机未来的设计主流，塑料手机外壳将成为市场应用的一大趋势，进而有效带动注塑机设备的需求。资料来源：华经产业研究院整理2021年之后将迎来注塑机集中更新需求期由于塑料运用的范围十分广泛，因此注塑机下游对应包括汽车、家电、电子、食品饮料等在内的几乎所有制造业，其景气度状况会随制造业资本开支波动。因此注塑机行业实际上会与制造业呈现同样的波动状况，其直接反应就是塑料制品产量的变化，注塑机行业产值具有2-3年景气上行，1-2年不景气下行交替的规律。从塑料制品产量的变化来看，14-16年是一个下行周期，而17-19年则处在上行周期中。一般来说注塑机使用寿命5-10年，但频繁使用和下游产品的不断涌现，对注塑机的精度需求提高进而缩短注塑机3-5年的寿命，从注塑机的销量分析可以看出2015年是注塑机大量更换采购的时间点，因此2020-2021年将会进入更新需求期。但是考虑到新冠肺炎对制造业的负面影响，打断了塑料制品需求的上行趋势，且疫情使得医疗产品的需求上升，因此注塑机的市场周期转换点可能延伸到2021年乃至之后更长的一段时间。资料来源：国家统计局，华经产业研究院整理另外影响行业周期的因素还包括关键材料的进口状况，由于关键零部件依赖进口，注塑机企业在产业链中处于被动地位。由于国产液压类和电气类注塑机关键零部件生产未能达到国际领先标准，不能满足高端注塑机企业对原材料的需求，关键零部件依赖进口，一旦出现上游原材料供应方产量不足，经营状况恶化等情况，供应周期就会被拉长。近五年注塑机进口量逐年递减，龙头企业后续大有可为注塑机本身与其他产业关系十分紧密，加上市场规模巨大，因此实际上不可能保持长时间的高速增长，主要是产品结构调整和竞争格局的调整，目前我国注塑机市场的需求格局主要是以小型与中型注塑机为主，大型机仅占市场17%的市场份额，高精度机型依赖进口。目前我国国内企业已经逐步加大了注塑机研发投入，二板机、电动机已经成为主流，而国内二板机价格要比国外低30%，随着和进口产品在技术上差距不断缩小，性价比更高的国产设备替代进口已经是不可逆的趋势。自2016年以来我国注塑机进口量不断减少，2020年上半年注塑机进口量仅为2713台，仅为2016年的十分之一，一旦实现注塑机的进口完全替代，将会为国内企业释放五十亿的市场规模。因此，在技术、品牌渠道、客户关系上占优势的大企业的规模优势越来越明显，大企业将会基本占据进口替代所新增的市场以及国内的高端产品市场，行业集中度将会不断提升。但同时，下游行业分散和初级门槛不高又导致小企业还是会继续存活，注塑机市场依然是一条优质赛道。资料来源：海关总署，华经产业研究院整理来源：华经产业研究院发布的《2020-2025年中国注塑机行业发展前景预测及投资战略研究报告》，驼驮网编辑整理。

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2020-09-24

为什么齿轮不能少于17个齿数，少了会怎样？

齿轮是生活中应用比较广泛的一种零配件，不管是航空、货轮、汽车等等都会使用。不过齿轮在设计加工的时候它的齿轮数量是有要求的，有人说如果低于了17齿就不能转了，有人反驳说不对，低于17齿以下的齿轮比比皆是，大家的说法都正确，知道这是为什么吗？那为什么是17？而不是其他数哪？至于17，这个要从齿轮的加工方法说起，如下图，一种广泛使用的方法是用一个滚刀去切。这样制造齿轮时，当齿数较少时，会发生根切现象，这会影响制造出来的齿轮的强度。什么是根切，就是根被切了。注意图中红框部分：齿轮的齿顶与啮合线的交点超过被切齿轮的极限啮合点时，被切齿轮齿根的渐开线齿廓被切去一部分，这种现象叫根切。那么什么情况下可以避免根切呢？答案就是这个17（齿顶高系数1，压力角20度时）。首先，齿轮能够转动就是因为上齿轮和下齿轮之间要形成一对良好的传动关系，只有两者之间的衔接到位了，所以它的运行才能是一个平稳的关系。拿渐开齿轮来说，两个齿轮之间啮合好才能发挥它的作用，具体又分成了直齿圆柱齿轮和斜齿的圆柱齿轮这两种。标准的直齿轮它的齿顶高的系数是一，齿跟高的系数是1.25，而它的压力角的度数要达到20度，齿轮加工时如果齿胚和刀具之间就像是两个齿轮一样。如果胚的齿数小于一个特定值的时候齿根的根部就会被挖去一部分，就叫做根切，如果根切小了之后就会影响到齿轮的强度和平稳性。这里所说的17个是针对齿轮来说的，如果不谈齿轮的工作效率的话不管多少个齿它都会工作，也能运行。此外，17它是一个质数，也就是说齿轮的某个齿和其他的齿轮的某个重合次数在一定圈数下最少，受力时就不会长期在这一个点上。齿轮属于精密仪器，虽然在每个齿轮上都会产生误差，但是17这个产生轮轴磨损的几率实在是太大了，所以如果是17的话，短期动一会还行，长期的话就不能了。但是，问题来了！市面上还有很多小于小于17个齿的齿轮，照样转的好好的，有图有真相！有网友指出，事实上，如果换一种加工方法，制造齿数小于17的标准渐开线齿轮是可以的。当然，这样的齿轮用起来也是很容易卡住的（由于齿轮干涉，找不到图，请脑补），这样也就真的转不动了 。对应的解决方法也很多，变位齿轮是最常用的一种（通俗的说就是切的时候把刀具挪开一点），另外也可以有斜齿轮，摆线齿轮等等。还有就是泛摆线齿轮。另一位网友观点：大家似乎还是太过相信书了，不知道有多少人在工作中对齿轮彻彻底底研究过的，机械原理一课中对于渐开线直齿齿轮齿数大于17不产生根切的推导是基于加工齿轮的齿条刀具的前刀面顶部圆角R为0，而实际上工业生产中的刀具怎么会没有R角呢？（没有R角刀具热处理是尖锐部分应力集中容易崩裂，使用过程中容易磨损或者崩裂）而且就算是刀具没有R角根切发生的最大齿数也未必是17齿，所以17齿作为根切条件的说法其实是有待商榷的！上几幅图大家看看吧。从图中可以看出当用前刀面顶部R角为0的刀具加工齿轮时从15齿到18齿的齿根过渡曲线并没有什么明显变化，那为什么说17齿是渐开线直齿开始发生根切的齿数呢？这张图想必机械工程专业的同学应该都用齿轮范成仪画过，可以看出刀具R角大小对齿轮根切的影响。上图中的齿根部分的紫色延伸外摆线的等距曲线就是齿根根切后的齿廓线，一个齿轮的齿根部分根切到什么地步就会影响使用呢？这是由另外一个齿轮齿顶的相对运动和齿轮齿根的强度储备共同决定的，如果配对齿轮的齿顶不会和根切部分啮合那这两个齿轮就可以正常旋转，（注：根切部分是非渐开线齿廓，一个渐开线齿廓和一个非渐开线齿廓啮合在非特异设计的场合通常是无法共轭的，也就是要干涉的）。从这张图上可以看出这两个齿轮的啮合线刚刚擦着两齿轮的过渡曲线所对的最大直径圆（注：紫色部分为渐开线齿廓，黄色部分为根切部分，啮合线是不可能进入基圆以下的，因为基圆以下是不可能有渐开线的，两齿轮在任意位置的啮合点皆在这条线上），也就是这两齿轮刚刚可以正常啮合，当然这在工程上是不允许的，啮合线长度为142.2，此值/基节=重合度。还有人说：首先这个题设错误，齿轮小于17个齿不会影响使用（答案第一中这一点的描述出现错误，齿轮正确啮合的三个条件中与齿数无关），但是17个齿在某些特定情况下会出现加工不便的情况，这里更多的是补充一些关于齿轮的相关知识。先说渐开线，渐开线是使用最广泛的齿轮齿廓的类型。那么为什么是渐开线？这个线跟直线、圆弧有什么区别？如下图所示为一渐开线（这里只有半个齿的渐开线）。渐开线用一句话说就是假定一直线和其上一不动点，在该直线沿一个圆滚动时，那个不动点所走过的轨迹。它的好处显而易见，当两个渐开线互相啮合时，如下图。两轮转动时 ，在接触点 （如 M , M’ ）上力的作用方向恒在同一直线上上 ，而且这根直线与两个渐开线形的接触面 （切面）保持垂直 ，由于垂直，它们之间不会产生“打滑”和“摩擦”，这也就客观上减小了齿轮啮合的摩擦力，不仅能提高效率，还能延长齿轮的寿命。当然，作为应用最多的一种齿廓形式——渐开线，并不是我们唯一的选择。再说“根切”，作为工程师，我们不仅仅要考虑理论层面可不可行，效果好不好，更为关键的在于要想办法让理论上的东西呈现出来，这涉及到选材、制造、精度、检测等等环节。齿轮常用的加工方式一般分为成形法和范成法，成形法也就是通过制造与齿之间的间隙形状相对应的刀具，直接切出齿形，这个一般有铣刀、蝶形砂轮等；范成法比较复杂，大家可以理解为两个齿轮在啮合，其中一个齿轮很硬（刀具），另一个则还处于毛胚状态，啮合的的过程是由离得很远逐渐运动到正常啮合状态，在这个过程中切削产生新齿轮，有兴趣的可以找《机械原理》具体学习。范成法的使用很广泛，但是当齿轮齿数较少时，就会出现刀具的齿顶线与啮合线的交点，超过被切齿轮的啮合极限点的情况，这时待加工齿轮的根部就会被过切除，由于被根切的部分超过了啮合极限点，它并不影响齿轮的正常啮合，但这样的坏处在于它削弱了轮齿的强度，这样的齿轮用在变速箱等重载场合时，就容易出现轮齿折断的情况，如图为2模8齿齿轮正常加工后的模型（有根切）。而17是在我国齿轮标准的情况下计算出的极限齿数，齿数小于17的齿轮在使用范成法正常加工时就会出现“根切现象”，这时便要调整加工方法，如变位，如图为变位加工的2模8齿齿轮（小根切）。当然这里描述的内容很多内容是不全面的，机械中还有很多更有意思的零件，在工程中制造这些零件面临的问题也更多，有兴趣的金粉不妨多关注关注。结论：17个齿来自于加工方式，也取决于加工方式，如果更换或者改进齿轮的加工方式如成形法、变位加工（这里特指直齿圆柱齿轮），就不会出现根切现象，也就没有17个齿的极限数量问题。另外从这个问题及其答案可以看出机械学科的一个特点——理论与实践高度结合。机械液压论坛观点：首先，齿轮少于17个齿就不能转的说法是不正确的，下面我们简单介绍一下17个齿这个数字是怎么来的。齿轮是指轮缘上有齿轮连续啮合传递运动和动力的机械元件，齿轮齿廓有渐开线形，圆弧形等，渐开线形齿轮应用比较广泛。渐开线齿轮又分直齿圆柱齿轮/斜齿圆柱齿轮等，对于标准的直齿圆柱齿轮，齿顶高系数为1，齿根高系数为1.25，压力角为20°。齿轮加工时一般采用范成法加工，即加工时刀具与齿坯的运动就像一对互相啮合的齿轮。对于标准齿轮加工，如果齿数小于某一特定值，在齿坯的根部的渐开线轮廓就会被挖去一部分，这就叫根切，如下左图，根切会严重影响齿轮的强度和传动的平稳性，这个不发生根切的最小值是 2*1/sin（20）^2(1就是齿顶高系数，20就是压力角 )。这里的17个齿是针对标准直齿圆柱齿轮而言的，我们有很多办法来，避免发生根切，比如齿轮变位，即将刀具远离或靠近轮坯回转中心，这里为了避免发生根切需要选择远离轮廓回转中心，如下右图，是不是完整的渐开线轮廓线又出来了。齿轮变位之后，齿轮就又可以不受影响的转起来了，上面通过适当的变位，5个齿的齿轮也可以转了。其实斜齿轮也可以避免避免齿轮根切，或者降低发生根切的最小齿数值。17这个数字是计算出来的。并不是说少许17个齿轮就转不起来，而是如果少于17个齿，容易在齿轮加工时将齿轮根部以加工出的间开线部分切去一部分，即根切，造成齿轮强度减弱。至于怎么计算的，完全是数学问题，参照上面的公式，捏合角a=20度是，最小不发生根切的最小齿数是17个。网友观点：齿轮的齿数能不能少于17是一个值得考虑的问题。对于标准齿轮来说，齿数还真不能少于17，为什么呢。因为当齿数少于17时，齿轮会发生根切现象。所谓根切是指用范成法切齿时，在一定的条件下，刀具的齿顶过多地切入轮齿的根部，而将齿根的渐开线齿廓切去一部分。范成法范成法(或称展成法)是运用几何学上的包络原理加工齿轮的一种方法。在给定了两齿轮的渐开线齿廓和主动轮角速度w1后，通过两齿廓的啮合就可获得从动轮的角速度w2，且使i12=w1/w2=定值。因为两齿廓啮合中，两节圆作纯滚动，节圆1在节圆2上纯滚的过程中，齿轮1的齿廓对于齿轮2将占据一系列相对位置，而这一系列相对位置的包络线就是齿轮2的齿廓，也即在两节圆作纯滚动时，两渐开线齿廓可看作互为包络线。根切现象产生根切的原因：当刀具齿顶线与啮合线的交点超过啮合极限点N1，刀具由位置Ⅱ继续移动时，便将根部已切制出的渐开线齿廓再切去一部分。根切的后果：产生严重根切的齿轮，一方面削弱了轮齿的抗弯强度；另一方面将使齿轮传动的合度有所降低，这对传动是十分不利的。产生根切的原因：当刀具齿顶线与啮合线的交点超过啮合极限点N1，刀具由位置Ⅱ继续移动时，便将根部已切制出的渐开线齿廓再切去一部分。对于非标准齿轮，齿数少于17是可以的。来源：知乎

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2020-09-22

2020年上半年关于我国工业机器人相关企业统计

近年来，新基建产业的崛起带动了工业机器人的发展。由此，工业机器人担负起了传统制造行业转型升级的重担，并且正处于飞速发展的阶段。据企查查数据显示，今年上半年，我国共新注册工业机器人相关企业0.98万家，同比增长66.1%。其中，二季度共新注册工业机器人相关企业0.68万家，同比增长100%，环比增长127%。2019年行业新增注册量达1.24万家，同比增长11.7%，今年上半年新注册企业0.98万家，同比增长66.1%。此外，全行业31%企业注册资本高于1000万。广东江苏浙江占据前三，超三成企业注册资本高于1000万根据国家统计局最新发布的数据显示，今年1-8月，国内工业机器人产量累计13.69万套，同比增长13.9%。企查查数据显示，我国共有企业状态为在业/存续的工业机器人相关企业6.98万家。从地域分布来看，企查查数据显示，广东省的相关企业数量最多，为1.63万家，占比高达23.4%。江苏省和浙江省则分别以1.40万家和0.65万家居于第二和第三位。从注册资本来看，企查查数据显示，注册资本在100-500万元的工业机器人相关企业最多，占比为36%，注册资本在1000-3000万元的企业数量占比为21%，注册资本为500-1000万元的企业数量居于第三位，为19%。总体来看，注册资本高于1000万的企业占比达到31%。2019年新注册企业达1.24万家，今年上半年新增量同比增长66.1%2015年以来，工业机器人相关企业年注册量直线增长。企查查数据显示，2015年共新注册0.46万家，2019年达到1.24万家，同比增长11.7%。企查查数据显示，今年上半年，我国共新注册工业机器人相关企业0.98万家，同比增长66.1%。其中，二季度共新注册工业机器人相关企业0.68万家，同比增长100%，环比增长127%。更多精彩内容推荐阅读：>>中国首个工业互联网推进委员会正式成立>>剖析：为什么日本工业机器人产业发展得这么好？>>为什么说疫情加速了自动化行业的发展？

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2020-09-21