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塑料機(jī)械行業(yè)是為塑料制品行業(yè)提供加工裝備的,近幾年中國的塑料機(jī)械行業(yè)發(fā)展迅速,其發(fā)展速度與所創(chuàng)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在機(jī)械工業(yè)的194個行業(yè)中名列前茅。塑料機(jī)械年制造能力約20萬臺(套),門類齊全,在世界排名前沿。
目前中國的主要塑料機(jī)械制造企業(yè)近400家,大、中企業(yè)200家左右,上規(guī)模的骨干企業(yè)有10家。新興塑料機(jī)械企業(yè)掌握高新技術(shù),具有科技創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新等一系列特點,已引起國內(nèi)外同行的注目。
中國塑料機(jī)械企業(yè)主要分布在東南沿海、珠江三角洲一帶,其中寧波地區(qū)發(fā)展勢頭最猛,現(xiàn)已成為中國較大的注塑機(jī)生產(chǎn)基地,年生產(chǎn)量占國內(nèi)注塑機(jī)年總產(chǎn)量1/2以上,占世界注塑機(jī)的1/3。
塑料模具行業(yè)的更新?lián)Q代,技術(shù)創(chuàng)新也出現(xiàn)了喜人變化。廣東汕頭地區(qū)大部分企業(yè)已全套引進(jìn)德國、法國、意大利及我國臺灣省的計算機(jī)自動化模具加工技術(shù),大大提高了模具技術(shù)性能、質(zhì)量檔次。
中國塑料機(jī)械雖然發(fā)展很快、生產(chǎn)品種也較多,基本上能供給國內(nèi)塑料原料加工與塑料制品加工、成型所需的一般技術(shù)裝備,個別產(chǎn)品也進(jìn)入世界前列,但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家如德國、日本、意大利相比,中國塑料機(jī)械還有一定差距,主要表現(xiàn)在品種少、能耗高、控制水平低、性能不穩(wěn)定等方面。
目前中國塑料機(jī)械產(chǎn)品主要集中在通用的中小型設(shè)備上,技術(shù)含量低,20世紀(jì)80-90年代的低檔產(chǎn)品供大于求,機(jī)械制造能力過剩,企業(yè)效益下降。有的品種特別是超精大型產(chǎn)品還是空白,仍需進(jìn)口。據(jù)2001年統(tǒng)計,中國進(jìn)口塑料機(jī)械使用外匯11.2億美元,而出口塑料機(jī)械創(chuàng)匯只有1.3億美元,進(jìn)口遠(yuǎn)大于出口。
中國加入世界經(jīng)貿(mào)組織(WTO)后,國外的機(jī)械制造業(yè)加速對華轉(zhuǎn)移,世界一些知名的塑料機(jī)械企業(yè),如德國德馬克、克虜伯、巴登菲爾,日本住友重工等公司先后"進(jìn)駐"中國,有的還進(jìn)一步設(shè)立了技術(shù)中心。國外塑料機(jī)械制造商的進(jìn)入給中國塑料機(jī)械行業(yè)帶來了發(fā)展活力,同時也使中國塑料機(jī)械制造企業(yè)充滿了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
1.塑料機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀與水平
1.1開煉機(jī)
開煉機(jī)即雙輥筒煉塑機(jī),亦稱開放式煉塑機(jī),是塑料機(jī)械中最基本的一種設(shè)備。它主要用于塑料的混煉、為壓延機(jī)喂料和配合煉機(jī)壓片使用。
目前世界各主要工業(yè)國家開煉機(jī)的生產(chǎn)早已形成系列,規(guī)格、尺寸、外形大致相似。20世紀(jì)90年代以來,中國對開煉機(jī)的改進(jìn)主要是提高機(jī)械化程度、增加安全操作措施、改善勞動條件和減小占地面積。
目前,國內(nèi)一些主要生產(chǎn)廠家對開煉機(jī)構(gòu)做了很多改進(jìn),如將減速系統(tǒng)設(shè)置在左右支架內(nèi),安裝在接料盤下面,在機(jī)架上設(shè)置了翻料裝置,采用了液壓調(diào)輥距和液壓安全裝置,盡量減小設(shè)備的自重和占地面積,努力提高設(shè)備的使用壽命等。目前國內(nèi)的開煉機(jī)也已形成完整系列,品種規(guī)格齊全,完全可以滿足用戶各方面的要求。如大連冰山橡塑股份有限公司率先完成了開煉機(jī)的系列化改型開發(fā),開煉機(jī)的輥筒及軸承均采用雙列調(diào)心滾子軸承,所有傳動齒輪均集中在封閉箱體內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、潤滑條件好。輥筒調(diào)距既可單調(diào)也可同時進(jìn)行雙調(diào),操作方便自如。為減輕機(jī)器振動,機(jī)體與減速機(jī)分別安裝,采用尼龍棒銷萬向聯(lián)軸器。這種機(jī)器已達(dá)到國際水平,獲得國內(nèi)外用戶青睞。
1.2密煉機(jī)
密煉機(jī)亦稱密閉式煉塑機(jī),主要用于塑料的混煉及其它物料的混合等。對上述用途,密煉機(jī)完全可以代替開煉機(jī),且生產(chǎn)效率和自動化水平大大提高,勞動條件得以改善。目前世界主要工業(yè)國家密煉機(jī)的生產(chǎn)都已形成系列,基本上有4種類型:
(1)以美國法勒爾-伯明翰公司生產(chǎn)的本伯里式為代表的F系列密煉機(jī)；
(2)以德國維爾納?普弗萊特勒公司的產(chǎn)品為代表的GK系列密煉機(jī)；
(3)以英國弗蘭西斯?肖公司產(chǎn)品為代表的K系列密煉機(jī)；
(4)以日本森山制作所生產(chǎn)的產(chǎn)品為代表的MS系列加壓密煉機(jī)。
20世紀(jì)90年代以來,這4種類型密煉機(jī)都在向快速、高壓、大容量和加料與操作程序自動化方向發(fā)展,并用微機(jī)控制?？傮w上,前3種系列的密煉機(jī)基本結(jié)構(gòu)相近,其主要差別在于轉(zhuǎn)子的構(gòu)型及密煉室結(jié)構(gòu)不同。而第4種MS系列的主要結(jié)構(gòu)與前3種系列相比,有較大的變化。上述幾種密煉機(jī),按時間順序來講后者對前者既有借鑒與繼承,也有改進(jìn)和創(chuàng)新。在國際市場的競爭中,它們之間既有相互吸收,也有自我改進(jìn)和發(fā)展,各具特色。
中國生產(chǎn)的密煉機(jī)基本上屬于F系列、GK系列和MS系列,技術(shù)參數(shù)與主要性能與上述3種系列相當(dāng),外形也很相似,但規(guī)格不全,尚未形成完整的系列。
國際上中小型塑料廠較多采用加壓式捏煉機(jī)。它無下頂栓,采用密煉室翻轉(zhuǎn)排料,占地面積小,可以在地面上安裝,節(jié)省工程費用。加壓式捏煉機(jī)在日本已形成完整系列,小的密煉室總?cè)莘e為1L、捏煉室總?cè)莘e為3L,密煉室總?cè)莘e為500L,共有27個規(guī)格。
1.3注塑機(jī)
注塑機(jī)是塑料機(jī)械的主要品種之一,占塑料機(jī)械總產(chǎn)值的38%,有1/3的塑料制品是由注塑機(jī)生產(chǎn)的。
目前中國生產(chǎn)注塑機(jī)的廠家較多,據(jù)不完全統(tǒng)計已超過60家。注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有立式和臥式兩種。按生產(chǎn)出的制品可分為普通型和精密型注塑機(jī)。一次注射量45-51000g；鎖模力200-36000kN；加工原料有熱固性塑料、熱塑性塑料和橡膠三種。熱塑性塑料包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚氨酯、聚碳酸酯、有機(jī)玻璃、聚砜及(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)等。從加工出的制品來看,有單色、雙色的一般和精密塑料制品。上述產(chǎn)品的主要生產(chǎn)廠家都有自己的系列,各有自己的特點。如廣東震德塑料機(jī)械廠有限公司生產(chǎn)的捷霸CJ系列注塑機(jī)每一種規(guī)格均有數(shù)控和電腦控制兩種形式。又如浙江省寧波海天機(jī)械有限公司生產(chǎn)的HTF80X-HFT3600X型系列注塑機(jī),可用于生產(chǎn)各種高精密的熱性塑料制品,機(jī)器采用線型移動傳感器控制注射、合模、頂出,采用多重CPU電控系統(tǒng)、大幅面彩色LED顯示、全電腦自動控制。
普通臥式注塑機(jī)仍是注塑機(jī)發(fā)展的主導(dǎo)方向,其基本結(jié)構(gòu)幾乎沒有大的變化,除了繼續(xù)提高其控制及自動化水平、降低能耗外,生產(chǎn)廠家根據(jù)市場的變化正在向組合系列化方向發(fā)展,如同一型號的注塑機(jī)配置大、中、小三種注射裝置,組合成標(biāo)準(zhǔn)型和組合型,增加了靈活性,擴(kuò)大了使用范圍,提高了經(jīng)濟(jì)效益。□近幾年來,世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家的注塑機(jī)生產(chǎn)廠家都在不斷提高普通注塑機(jī)的功能、質(zhì)量、輔助設(shè)備的配套能力,以及自動化水平。同時大力開發(fā)、發(fā)展大型注塑機(jī)、專用注塑機(jī)、反應(yīng)注塑機(jī)和精密注塑機(jī),以滿足生產(chǎn)塑料合金、磁性塑料、帶嵌件的塑料制品的需求。
注塑機(jī)是目前中國塑料機(jī)械中發(fā)展速度最快、水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國家差距較小的塑機(jī)品種之一。但主要指普通型注塑機(jī),在特大型、各種特殊、專用、精密注塑機(jī)的多數(shù)品種方面,有的產(chǎn)品尚屬空白,這是與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的主要差距。
1.4擠出機(jī)及輔機(jī)(生產(chǎn)線)
擠出機(jī)也是塑料機(jī)械的主要品種之一,占塑料機(jī)械總產(chǎn)值的31%,用擠出機(jī)加工的塑料制品占其總量的1/3左右。
單螺桿擠出機(jī)無論作為塑化造粒機(jī)械還是成型加工機(jī)械都占有重要地位,近幾年業(yè),單螺桿擠出機(jī)有了很大的發(fā)展。目前德國生產(chǎn)的大型造粒用單螺桿擠出機(jī),螺桿直徑達(dá)700mm,產(chǎn)量為36t/h。
單螺桿擠出機(jī)發(fā)展的主要標(biāo)志在于其關(guān)鍵零件??螺桿的發(fā)展。近幾年以來,人們對螺桿進(jìn)行了大量的理論和實驗研究,至今已有近百種螺桿,常見的有分離型、剪切型、屏障型、分流型與波狀型等。
從單螺桿發(fā)展來看,盡管近年來單螺桿擠出機(jī)已較為完善,但隨著高分子材料和塑料制品不斷的發(fā)展,還會涌現(xiàn)出更有特點的新型螺桿和特殊單螺桿擠出機(jī)。從總體而言,單螺桿擠出機(jī)向著高速、高效、專用化方向發(fā)展。
雙螺桿擠出機(jī)喂料特性好,適用于粉料加工,且比單螺桿擠出機(jī)有更好的混煉、排氣、反應(yīng)和自潔功能,特點是加工熱穩(wěn)定性差的塑料和共混料時更顯示出其優(yōu)越性。近些年來國外雙螺桿擠出機(jī)已經(jīng)有很大的發(fā)展,各種形式的雙螺桿擠出機(jī)已系列化和商品化,生產(chǎn)的廠商也較多,大致分類如下:
(1)按兩根軸線相對位置,有平行和錐形之分；
(2)按兩根螺桿嚙合程序,有嚙合型和非嚙合型之分；
(3)按兩根螺桿的旋轉(zhuǎn)方向,有同向和異向之分,在異向中又有向內(nèi)、向外之分；□
(4)按螺桿旋轉(zhuǎn)速度,有高速和低速之分；
(5)按螺桿與機(jī)筒的結(jié)構(gòu),有整體和組合之分。
在雙螺桿擠出機(jī)的基礎(chǔ)上,為了更容易加工熱穩(wěn)定性差的共混料,有的廠家又開發(fā)出多螺桿擠出機(jī)如行星擠出機(jī)等。
中國雙螺桿擠出機(jī)產(chǎn)品系列不全,規(guī)格較少。中國很多塑料制品企業(yè)仍采用進(jìn)口的雙螺桿擠出機(jī)。20世紀(jì)90年代初,華南理工大學(xué)發(fā)明了電磁動態(tài)塑化擠出機(jī),新的理論與概念引人注目。
近幾年中國塑料機(jī)械成套性已有很大進(jìn)展。如塑料造粒機(jī)組從主機(jī)、供料計量、機(jī)頭、造粒和回收系統(tǒng),到加熱、冷卻、電控、溫控系統(tǒng)都達(dá)到了相當(dāng)完善的程度。薄壁管、厚壁管、纏繞管、波紋管(單、雙壁)、復(fù)合管等各種管材機(jī)組的規(guī)格日趨齊全,產(chǎn)品水平、質(zhì)量不斷提高。為適應(yīng)多層復(fù)合膜的需要,復(fù)合共擠技術(shù)及其成型機(jī)組(吹膜機(jī)組)也發(fā)展迅速。如青島德意利集團(tuán)最近研制的中空壁纏繞管生產(chǎn)線,生產(chǎn)的直管管徑可達(dá)300mm。又如廣東金明塑膠設(shè)備有限公司吸收、引進(jìn)德國萊芬豪賽公司關(guān)鍵技術(shù)制造的大型多層共擠復(fù)合膜機(jī)組,吹制膜單幅寬可達(dá)20m。該機(jī)組可吹制棚膜、農(nóng)膜和土工膜,是一機(jī)兩用設(shè)備,適用于線性低密度聚乙烯、茂金屬線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、(乙烯/乙酸乙烯酯)共聚物等多種原料。機(jī)組中除采用了內(nèi)冷技術(shù)及超聲波監(jiān)控技術(shù)外,還同時采用了機(jī)、電、氣動和液壓等多種技術(shù),并有多項技術(shù)申請了技術(shù)專利。
1.5中空成型機(jī)
近幾年中國的中空成型機(jī)發(fā)展迅速,也已形成了自己的系列。為盛裝不同溶液的需求,可生產(chǎn)單層、多層容器,容積為1-5000L。
目前新開發(fā)出的主要機(jī)型有:數(shù)控多坐標(biāo)中空成型機(jī)、高效雙模注拉吹中空成機(jī)、直接調(diào)溫式注拉吹中空成型機(jī)等。這類機(jī)器研制動向概括歸納為"三化一低",即自動化、高速化、多層化及低噪音。
廣東金明塑膠有限公司研究設(shè)計制造的BM系列中空成型機(jī),采用美國BarerColman公司100點型坯壁厚控制,可滿足各種制品對壁厚控制的要求。機(jī)器中的電器、液壓、氣動的控制元件又采用了美國、德國企業(yè)的產(chǎn)品,確保設(shè)備的質(zhì)量及運行的可靠性。合模裝置為無拉桿裝置,鎖模力大且分布均勻,并配備安全光閘,確保安全,且移?？焖佟⑵椒€(wěn),能耗低,裝卸模具方便。該技術(shù)已獲國家專利,該產(chǎn)品已進(jìn)入國際水平行列。
