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Chinaplas?2013塑料工程可持续发展的分析研究(一)

[ 宁波市塑料机械行业协会 ] 发表于 2013-11-26 13:53:51 浏览量:0
          塑料工程可持续发展就是转向更清洁、更有效的技术,成型加工极少产生废料和污染物尽可能减少能源和其他自然资源的消耗、保护生态环境和健康环境Chinaplas®2013再一次展示了塑料工程可持续发展的新技术、新工艺、新材料、新设备,为我们提供了有益的启示。本文浅析了国内塑料工程可持续发展存在的问题,指出只有引导市场塑料工程的可持续发展的创新创造,才能实现塑料工程及企业的可持续发展,企业才能实现可持续发展。

1 引导市场可持续发展的塑料工程整体解决方案

展会展品明显的区别是,发达国家企业的展品给予参观者提供了引导市场可持续发展的塑料工程整体解决方案,特别是始终站在塑机高端、引导塑机发展的德国厂商,展现了如何实现塑料工程资源节约型的可持续发展的全套解决方案。相对于国内展商,展品缺乏引导市场塑料工程可持续发展的质感,没有给予参观者塑料工程市场发展的指引,展现的新技术、新设备也往往是国际上以往同类技术、设备的国产化,也不能称之谓翻版,因为技术往往还差一段,仅跟在市场后面紧追。这说明,只有引导市场可持续发展的创新创造,才能实现塑料工程的可持续发展,企业才能实现可持续发展。

陶氏汽车系统定位于专为中高量产汽车市场提供全面的解决方案,推出了旨在提供复合材料解决方案的产品系列。该产品系列全面覆盖了基体树脂配方、碳纤维、胶粘剂和泡沫等多种产品,使之成为真正的一站式的解决方案。此外,该产品系列还特别推出了VORAFORCETM复合树脂系统、碳纤维及其他来自DowAksa (合资企业) 的衍生品,BETAMATETMBETAFORCETM粘合剂以及BETAFOAMTM旗下的结构泡沫等一系列产品。产品系列对于OEM制造商和一级配套供应商客户具有相当的吸引力,它能够进一步促进轻量化复合材料技术在汽车市场的应用,即通过减轻汽车的重量来提高燃油效率,以满足日益严格的排放法规。通过整合这些技术优势和成本节省方案,引领复合材料技术发展到一个新层次,通过这一系列可行方案有效解决了轻量化问题,并积极应对了资源节约、节能减排带来的挑战,从而打开了其应用到中高量产车型汽车市场的销路,引导了汽车复合材料的发展,推动了汽车可持续发展。

全套解决方案,突出节能、环保、降低资源消耗的绿色化技术性能。威猛巴顿菲尔发挥注塑机及其周边机械等注塑工程全套解决方案的优势,开拓高端注塑工程的一站式全套解决方案,特别注重于精密注塑工程,同时不断科技创新创造注塑工程技术,努力于中国市场的拓展,例如小型和微型注塑方案,不仅是注塑机本身,还包括所有的周边设备:从用于少量材料的干燥机、物料输送机系统到未满足适当的性能要求而专门开发的模温机等。

2 塑料回收再生的整体解决方案

塑料回收料利用是资源节约型塑料工程可持续发展的重点研究和发展的方向。

整个塑料工程行业努力开发出各种有效处理回收塑料材料的解决方案,以回应社会的可持续发展。整合塑料工程各个环节已开发的回收利用的技术和设备,组成整体解决方案,以降低回收利用的能耗成本及量、质、效率的提升。新型创新技术的发展,逐渐为我们提供了这种可能:完全可以使用回收塑料材料再次制造出具有更高质量的产品。塑料工程各个环节的制造商已经为不同的回收应用提供了各种解决方案,这些解决方案一般可以完成一个特定的任务,例如对进料的粉碎和干燥,对熔体进行脱气处理、过滤筛选和重新造粒等等。因此需要对这些各自独立的解决方案进行整合,以便形成整体解决方案来满足用户的需求。

塑料回收利用行业细分化。利用废塑料回收的粉压印成型工艺(PIM)环保回收技术私人有限公司创新技术为领先的开发商,别侧重于废塑料回收利用。这公司拥有粉压印成型工艺(PIM)全球知识产权。这粉压印成型工艺以混合不同类型的废塑料为方法,达到让企业改进对环境的影响,并且提高产品利润为最终目的。经过此方法生产的产品又可再次回收。山西化工研究所研发成功可降解塑料的配套助剂,推动了国内生物可降解塑料机回收行业的技术进步。可降解塑料加入该助剂,可使受热或水解断链的聚合物分子重偶合,不但能提高树脂分子量、熔体粘度等加工性能和制品的拉伸、弯曲、抗冲击强度等,而且适用于回收塑料的再生改性后接近原生料的性能。

塑料回收再生技术节能化。回收利用是实现资源循环利用的资源节约型技术,但如何在回收利用中融入节能降耗、提高质量价值、提高生产率的全套绿色化技术,是回收利用科技创新的可持续发展的方向。奥地利公司(Starlinger GmbH)制造的废料回收系统使用了一个集成的、不可分割的能源回收设备,通过此设备可以回收在造粒过程中产生的余热,并利用回收的热量对再废料研磨过程进行预加热。

塑料回收再生技术环保化。埃维恩公司的全球首款概念型高节能回收料粉碎机,同比同类粉碎机节能30%~40%T-Rex的高效节能粉碎机,产能达到5000kg/h,不但粉尘少,而且比其它同类设备节能30%~40%

塑料回收再生技术智能化。奥地利BT-Wolfgang Binder GmbH的全自动化回收料整理和分类的光学分选设备,利用了红外线识别技术,可以识别和分离一系列类别明显不同的材料,例如将塑料(包括PETPEPP-HD等)、纸张、纸板、金属和玻璃等材料进行分类分拣,这种分拣机的处理量最高可以达到每小时25吨左右。通过组合不同种类的传感器实现材料识别功能,如利用颜色传感器来进行近红外光谱分析,进行材料识别和颜色识别。利用线阵相机技术来进行颜色识别,或利用X-射线荧光技术来进行材料的化学组分识别。特别是在塑料领域中利用这些技术的不同组合形式,可以形成不同的解决方案,还能够实现更大范围的分类,达到很高的纯度水平。通过分类和分拣之后的材料可以进入到下一步的回收环节中。

塑料回收再生技术专业化。德国Gneuss公司(Gneuss Kunststofftechnik GmbH)利用其多螺旋系统(MRS)系列挤压机来处理消费后回收的PET塑料薄片或颗粒,然后将其进行聚合生产。通过这种系统生产的产品不必再经过预处理或后处理过程,就可以达到FDA批准的医用标准,可以实现不受限制的FDA使用。这种聚合生产系统由具有脱气功能的挤压机组成。系统中包含一个在线式粘度计,因此可以实现全自动的粘度控制。系统中还包括一个能够可靠地去除杂质颗粒的旋转式熔体过滤器。在MRS挤压机的脱气处理部分,流动的熔体被引导到一个大型的、单螺杆型螺旋转鼓中,在旋转转鼓内部有8个输送螺杆,这些螺杆分别向相反的方向旋转。这就能确保一个很大的熔体过滤表面积,以便实现非线性的高效率的熔体交换功能。以这样的方式,熔体在2040毫巴的真空条件下,此系统可以对含水量为1%或更多的输入材料进行脱气处理。与此同时,其中含有的所有挥发性的外来杂质也能被有效地除去。经过这样的一系列处理过程,就可以利用回收的原材料进行聚合生产,生产出可用于食品的容器、薄膜或托盘等。德国格诺斯(GNEUSS)塑胶有限公司PET回收利用MRS全套解决方案创新了PET回收利用的工艺方案,无需预先干燥及强力的真空系统,比传统单螺杆塑化混炼技术降低15~25%的能耗。经过粉碎及清洗的废料,可直接进入挤出混炼,自动排出水分、清除杂质,在线对加工的工艺参数监控,实现挤出压力稳定、熔体粘度稳定、产量稳定。全套解决方案由挤出混炼、真空排汽、过滤、检测及监控、中央控制系统等组成。挤出混炼是格诺斯公司的独创技术,挤出混炼螺杆系统为三阶一线式结构,主螺杆为前、后两阶的单螺杆结构,中间混炼排汽阶为由环形齿轮驱动8根小螺杆组成的卫星型结构,小螺杆在各自的腔体中以和主螺杆相反的方向转动。卫星型混炼排气结构,表面积为异向双螺杆的3, 螺杆剪切面积为异向双螺杆的20倍,熔体剪切面积为异向双螺杆的25倍,提高了混炼性和排气能力。具有自动清清洗功能放入过滤系统可承受最大工作压力35MPa,智能控制的压力波动为0.15MPa,过滤转盘在气动或液动驱动下自动调节并恒定有效过滤面积,达到恒定挤出的熔体粘度。

普朗斯公司用于回收利用的除湿系统,利用工厂燃油排放的废气,利用的太阳能,实现了原料处理的零能耗,对环境没有任何影响。

3 功能化专用化的设备的可持续发展

中国对塑料产品的要求越来越高,客户越来越多地在寻找能够提高生产力与效率的成型加工设备,焦点逐步转移至成本效率,相应地,个性化需求越来越多。市场对对于简易塑机的需求正在下降,而对于贯穿绿色化可持续发展理念的功能化及专用化塑机的需求正日益增加。

延伸普通塑机绿色化技术创新创造功能化、专用化塑机,同时拓宽了普通塑机的可持续发展的时空。近年来,国内塑机制造企业在功能化及专用化的设备研发有了明显的科技进步和创新,涌现了较多的塑机新品种,拓宽了绿色化塑料加工领域。浙江申达机器制造股份有限公司注塑机分为标准、节能精密、专用等三大系列,专用系列中有AM汽配专用机、CH椅子专用机、FJ专用大容量注塑机、双色专用机、HE深桶专用机、MP收卷专用机、HS高速包装专用机。耐驰特公司针对医疗制品的清洁度、精度、短成型周期和低材料消耗等方面的需求,推出了适合在无尘室内成型加工的ELION1200功能化医疗制品注塑机。山东通佳机械有限公司的推出木塑建筑模板专用挤出生产线。广东伊之密精密机械股份有限公司手机配件注塑机,重复精度、塑化速度、功率消耗、噪声等多项技术性能指标均有所突破,为客户提供更加优质的选择。伊之密精密机械股份有限公司以“为客户提供细分行业的整体解决方案”为参展主题,分别展出了高速PET注坯系统、高速薄壁快餐盒叠模成型生产线、1000吨二板式注塑机和手机配件专用机等四个整体解决方案。

绿色化可持续发展理念贯穿功能化及专用化的塑机的研发的全过程,提高了功能化及专用化的塑机的可持续发展的现代科技含量。苏州金纬机械有限公司是一家研发及制造挤出成套设备的专业企业,针对目前用于排水排污的塑钢缠绕管存在的性能缺陷,自主开发并申请了专利保护的一种钢带顶部具有提高防腐能力的加厚保护层、钢带竖立在外圈作为支撑实现加强筋不容易被倾倒、不易漏气、接缝联接可靠牢固的轴向抗拉强度及环刚度高的大幅降低用料的新型SRP管及联接系统和安装工艺,在此基础上,开发了成套挤出生产设备,并且开发了瑕疵品的专用回收装置,同时实现了DN200mm~DN300mm全口径塑料管材的发展需要,使这种环保、节能节材的新型管材更能满足绿色节能环保的排水排污工程的需求。密闭式注压成型饮料瓶盖,在清洁化、节约塑料消耗、降低能耗生产效率、降低设备投资等可持续发展方面均优于传统的注塑成型,受到市场的欢迎。

先进成型加工技术融入普通塑机,开拓功能化专业化塑机。Engel公司的把MuCell微孔发泡注塑技术运用于普通注塑机,开拓微发泡汽车注塑机,生产内饰件、发泡结构件、高度抛光组件,使得汽车内饰件注塑成型壁厚1mm成为可能,同时可减少高达20%的组件重量,从而明显减少碳足迹。

 

“潜在需求”可持续发展塑料制品为纲创新创造功能化专业化塑机。功能化专业化塑机是为功能化专用化的“潜在需求”可持续发展塑料制品而开发的,所以只有在完全理解和掌握“潜在需求”可持续发展塑料制品的功能、性能、使用、成型加工、标准等有关情况,并抓住其制品性能的主要矛盾,针对性地予以革命性解决,为市场提供“潜在需求”成型加工设备。微型注塑件无内应力化是实现微型注塑的技术关键。威猛集团展出的MicroP0wer微型精密注塑机,注射量0.05~4cm3,创新的两阶式螺杆-柱塞的塑化注射单元,达到均匀塑化,提高了塑化质量并缩短了循环时间,并可节能30%~50%。而国内展出的一台微型注塑机,塑化注射单元仍为通用的一线式,仅把常规的一线式塑化注塑单元微型化而已,在塑化型式上未做改变,没有解决常规一线式塑化注射单元的塑化质量前后不一致的弊病,不能达到微型件的精密注塑。由此联想到国内精密注塑成型设备的研发,长期以来,国内精密注塑设备的主要性能狭义理解为精密计量,偏离了精密工程塑料零件的质量关键是如何实现塑料件的无应力的主攻方向,达到金属件的尺寸精度及形位精度的使用寿命期,如果注塑成型加工未能达到这一质量目标,何以称之谓精密注塑?这方面我们还要做出更多的科学探索。

4 模块化制造推动资源节约型科技创新

模块化制造更能缩短交货期以适应市场快速变化、节约用户的投资成本、降低社会的资源消耗。模块化制造是塑机制造的发展方向,将对传统的塑机的系列化传统观念带来巨大的革命。模块化设计让用户在同一台设备上,通过不同模块的搭配得到自己需要的成型功能,满足个性化的需求;方便用户在使用过程中对设备进行局部维护或升级达到延长设备的使用寿命;在一种基本成型功能的塑机上,为用户留出一定范围内的成型工艺的扩展空间,用户只要化少量的投资,就可进行成型功能扩展,以最小成本和最短时间适应加工任务及环境的变化。

中云集团波纹管挤出设备的结构设计和标准化的部位管成型模块设计相结合,实现了大小不同机型之间的波纹管模具的完全互换,缩短了交货周期,提高了生产的灵活性,减少了管材制造商的设备投资及提高了其市场的竞争优势。全面革新了模块的冷却技术,提高了生产效率,并使耗电量最高可降低50%

阿博格公司推出了锁模力1800kN2300kN2900kN3700kN4600kN的四个规格的包装注塑机,每个规格度可配备四个注塑单元,注塑速度最高可达到500mm/s,屏障型螺杆保证了塑化的均一性,伺服驱动保证了成型周期内的快速动作、更短的加料时间,以及最大的产量,节能效果高达30%