塑料工程企业的制造理念由生产型转向服务型，努力研发以解决市场绿色化“现实需求”和“潜在需求”为宗旨的塑料工程解决方案。塑料工程中的各个环节，以绿色化的两个需求为中心，根据自己的特长，深入到直接的消费市场，不断研究、寻找和发现消费市场的需求，开发和研究两个需求的特性，继而为绿色化的两个需求研发绿色化的新原料、新材料、新设备、新工艺，提供绿色化的成套技术服务的交钥匙工程的解决方案。单一形式的服务越来越缺乏市场吸引力，以制品为目标的服务范围越大、乃至全套的服务越来越具有竞争能力。

2.6.1绿色化“现实需求”的成型加工的解决方案的科学发展

威猛巴顿菲尔集团为适应亚洲市场对医疗、电子和光学仪器制造的上极大需求，为客户提高一站式的全套解决方案，包括全伺服机械手、新型模温机、轮式除湿干燥机、带有可视化外壳的上料机、中央粉碎机和EcoPower电动注塑机，MicroPower系列微量注塑机的最小注射量为0.001克，用于生产纳米和微米级的高精密度的微型注塑件，它搭载了除湿、上料以及机械手等全方位设备。东华公司针对包装行业高速、薄壁的现实需求，推出283SEC伺服节能薄壁高速专用注塑设备，提供“供料、贴标、成型、取出、堆叠”的自动化生产的解决方案，不但能满足各种容器包装专业客户的需求，而且为客户提高生产效率及节省成本。

2.6.2 绿色化“潜在需求”的成型加工的解决方案的科学发展

木塑的塑料工程的开发和发展医疗说明了绿色化“潜在需求”的成型加工的解决方案的引领塑料工程的科学发展。

Battenfeld公司首先洞察到木塑是市场绿色化“潜在需求”的绿色化制品，以公司在挤出成型技术的领先技术，开发“木塑”复合挤出成型加工，创造出“木塑”复合原材料的制备、异型材和板材的挤出工艺及设备、制品的应用技术及设备、制品的应用的全套挤出成型方案，把制品及应用效果的实例向建筑、家具、物流包装等行业推广，使建筑、家具行业了解到“木塑”是行业材料的历史性变革、为行业的发展带来创新创造的科技革命，形成了一个从产品研发、原料收集、设备制造、模具开发、制成品生产到市场营销的完整产业，从而引导了建筑、家具、物流包装等行业的材料的走向。

不断解决发展过程中的出现的绿色化课题，开拓绿色化技术，促进绿色化塑料工程的科学发展。初期的“木塑”复合材料由于需经过复杂的干燥混合工艺，成本高，提高了建筑、家具、物流包装等制品的制造成本，市场接受具有一定难度，Battenfeld公司对设备经过一系列技术革命，达到复合材料不需经过干燥直接挤出成型制品，降低了能耗和制品成本，使“木塑”推广使用进入一个新的时期。这种对“潜在需求”的挖掘的创新理念，又不断对这种制品的市场现实需求做创新创造的技术进步，Battenfeld公司的木塑挤出始终处于木塑制品价值链的高端。

2.6.3绿色化能量回收应用成型加工的解决方案的科学发展

成型设备的能量回收应用由仅回收动力驱动的溢余能量走向回收成型加工的全方位的溢余能量，力争实现电能零损耗。威猛巴顿菲尔公司的全电动注塑机的能量回收系统，可将所有减速过程中产生的溢余能量储存起来，用于部件的轻载的移动能量，不同于传统的主反馈系统、机械概念或传统的制动电阻系统，系统的减速能无任何损失。深圳市百年业工贸有限公司开发的注塑机热能回收利用的干燥装置系统，把塑化机筒的电阻丝加热圈辐射散发的热量收集起来，送入干燥加料斗，转为烘料热量使用，节省干燥料斗原需电加热供给的烘料热能。苏州纬吉精机有限公司WMCH系列水循环急冷急热模具温度控制系统，具备热水回收功能，能够有效回收热水能量，节水省电。

2.6.4绿色化节能降耗成型加工的解决方案的科学发展

智能化控制技术与节能降耗技术相结合，达到更高水平的节约资源和能源的绿色化成效。德国倍福自动化有限公司的EtherCAT实时工业以太网技术，通过非常经济有效的标准以太网卡(NIC)进行管理；EL3403测量模块具备完整的电网分析和能源管理功能，通过测量电网中所有相关的电气数据及计算每相的有功功率和能量消耗、视在功率S、无功功率Q、频率F等数据，对生产过程能耗进行优化，降低能耗，从而降低了生产成本，也使得整个生产过程更为环保。菲尼克斯公司的能量管理模块（EMM）具备获取能量数据和监视能量数据的作用，通过现场总线或以太网提供数据采集和传输，Inline I/O模块之间的连接实现了一种从能量消耗点到控制系统的无缝信息流，实现能效智能化管理，降低电能消耗。金德瑞公司的IC-RDM54k高速自动杯子热成型生产线，自适应周边环境影响因数，自动调整生产线上每个流程的成型参数，使能耗波动在设定范围内，实现50模/min、54000个/h的稳定高速的APET片材的杯子的热成型。

2.6.5绿色化成型加工设备的抗污染的解决方案的科学发展

成型加工设备的抗污染是环保属性的重要组成部分。设备的对环境的污染主要有润滑污染、热污染、电磁污染、静电污染、涂装污染、磨损污染等。德马格最新电脑技术的NC5控制器的Systec 160-600 C注塑机，智能化配备全电动直接驱动系统(DD)用于锁模单元和注射单元的主轴驱动，使用特定的低惯性和空气冷却驱动，为洁净室或高度清洁环境下推荐。苏州纬吉精机有限公司WMCH系列水循环急冷急热模具温度控制系统，采用多段加热的特殊设计，可避免在传热油时发生氧化，不产生对环境的污染。KraussMaffei公司医疗瓶盖注塑机的合模机构，设计循环油润滑的方式，使得这些润滑点被完全包封起来形成一个封闭系统，完全杜绝了润滑油受外界污染情况的发生。TSM Auto-Clean独家设计的自动控制并监视清洁处理的自洁性上料系统，包括吸料机到混料槽的完整的清洁系统，自动清洁程序的计量混料机，在配方转换之间，不会造成物料间的交叉污染。肯天公司的Lusin^®系列的脱模剂、模具清洗剂、模具防锈剂，长期保护模具成型过程中的化学及周边环境的腐蚀，减少塑料制品由于环境污染而不合格的损耗，防止设备运动部件由于锈蚀而断裂、卡死的损害。

2.6.6 绿色化3D塑料成型加工新技术的解决方案的科学发展

批量化的成型加工型式已不适应工程塑料在高科技领域应用的拓展，智能化的3D打印成型的精密个性化的塑料成型加工越来越具有竞争力和生命力，成为绿色化塑料成型加工新技术的代表。3D打印技术是一项先进的制造技术，是智能制造技术的结晶。   

3D打印成型的精密个性化的塑料成型加工解决方案的科学发展。拓斯达FDM桌面型3D打印机，从Reprap项目起步，经过不断创新，在打印体积、打印精度、打印速度、打印材料选择等方面，不断地提高现有水平。东莞市拓斯普达机械科技有限公司拥有一项世界独创的核心技术，负压防变形技术，能较好地解决桌面型3D打印产品普遍存在的起翘问题。美国Thogus公司应用FDM制造技术，加工能力和市场竞争能力得到大幅提升，不再是只能通过大批量塑料制品的成型方式为客户服务，而是成为客户个性化、少量化的特殊塑料制品的开发的合作者，接受订单的数量最少为一件。国外从事赛车部件设计和加工的团队，已研制出以碳纤维为打印材料的桌面3D打印机，设备采用双挤模头，以相容碳纤维、玻璃纤维、尼龙和PLA为材料，直接打印零件。

未来3D打印成型的精密个性化的塑料成型加工解决方案主要集中在高分子材料服务于医疗的生物医学级领域，具有不可衡量的发展前途。热塑性高分子材料的多种材料熔融沉积成型（FDM）的3D塑料加工打印成型，用于制造特殊力学性能的多种材料组成的个性化的零件，成型工艺一般采用丝状成型材料，将其加热熔融后堆积到底板或已固化的成型层上，从而完成对零件的堆积成型，在人工胫骨、股骨以及功能梯度梁的领域内得到应用。

2.6.7 绿色专用化塑料成型加工新技术的解决方案的科学发展

绿色专用化塑料成型加工指为指定领域的特定塑料制品而成形的专用技术，包括成型加工主机、周边设备、控制系统、成型加工工艺等整套解决方案。解决方案中突出节能、环保、降低资源消耗的绿色化技术性能。

百科公司L型卧式三色注塑机LMT180-GⅡ-3C，采用日本OMRON新型高应答人机界面操作系统，辅以自主开发的软件程序，具有良好的人机交互性能；液压系统采用德国BOSCH大流量、高应答半闭比例阀及进口压力传感器，配合特别设计的高刚性油压回路，实现精密半闭环控制，达到高反应、低噪音、低能耗之特点；模块化设计，三套独立的射出系统，可依据塑料制品特点进行多种组合搭配，达到最大限度的设备寿命周期；整个系统具有同时具有极高的重复精度。

2.6.8 绿色化超大型注塑机的解决方案的科学发展

近年来，兴起了以“二板机”为主的超大型注塑机的开发浪潮。目前，这些超大型注塑机的结构及动力驱动原理、成型工艺等还停留在通用注塑机的类型上，未突显出降低资源消耗、节能降耗、环保降污等绿色化特征。

何谓超大型注塑机？能够成型加工出超大型塑料制品的注塑机称为超大型注塑机，而并非设备规格超大的注塑机称为超大型注塑机。超大型注塑机往往是一种专用化注塑机，例如超大型托盘注塑机，242L、600L、1000L的垃圾箱注塑机，超大型管件注塑机。超大型塑料制品的特点是模具空间超大、质量超大、尺寸及形状的要求不严、注射压力低、注射速率高、冷却时间长，产品具有一定的批量，对成型加工成本有控制要求。尽可能降低成型加工单位的投资成本、降低能耗、降低塑料新料的消耗等是超大型注塑机的绿色化的特征。

专用化超大型二板检查井注塑机的科学发展。加强对管件（检查井）的注塑成型工艺的研究，开发功能化的管件（检查井）注塑机，才能降低用户的投资成本及赢得市场。德国Ettlinger 公司，根据超大型检查井塑料件的特点，科学确定二板注塑机的结构和技术参数，研发两种规格的超大型二板注塑机：锁模力20000kN、注塑容量130000cm³；锁模力30000kN、注塑容量160000cm³。占地面积仅为13.8m×3.5m。10min内完成重量90kg的检查井的生产。塑化能耗低于每千克1kW/h。根据检查井的壁厚大、冷却时间长的成型特点，采用直径70mm挤出塑化螺杆，挤出率150g/s，间断性工作。液压系统动力驱动系统为变量泵，达到系统的运动部件起动平稳和节能，制品冷却、保压的工序中，关闭变量泵。

克劳斯玛菲公司以生产2.5x2.1米、重量约23公斤的聚氨酯双片屋面，研发的世界最大的长纤维LFI注射成型系统，双梭模架系统，锁模力40000kN，合模区3660mm×3660mm，模架2200mm×9500mm×5000mm。

天津市岱曼得科技发展有限公司DM一48000大型塑料注射成型设备，可成型加工242L、600L垃圾箱，结构为卧式挤注复合注塑、立式移模，适于成型加工回料及废料，模外热流道多射点进料，锁模器直接锁紧模具，蓄能器高速注射，机械手自动取件，理论注射容量48000cm³，注塑速率5000g/s, 锁模力13000kN，容模宽度2000mm，压机压板行程2500mm，液压系统动力驱动电机功率37kW，塑化动力驱动电机功率45kW，售价约150万。通过调整热流道注射点数量控制成型加工的锁模力，降低锁模能耗，成型加工242L、10.7kg的垃圾箱，周期6min。而成型加工同型垃圾箱的普通注射机的规格为28000kN锁模力、液压系统动力驱动电机功率4×55kW，周期10min，售价400多万。上面比较凸显了DM一48000大型塑料注射成型机成型加工大型垃圾箱的节能降耗、节约资源、低成本高效益等绿色化的性能。

2.6.9绿色化注射-膨胀新技术的解决方案的科学发展

注射-膨胀成型工艺是目前世界上最高端的注塑技术，气体的膨胀来填充制品，并在较低且平均的压力下完成制件的成型。注射-膨胀成型可分成三个阶段：首先，将超临界流体(CO₂或N₂)溶解到热融胶中形成单相溶体，并在一定的恒定压力下保持下来；然后，通过开关式射嘴将单相溶体射入温度和压力较低的模具型腔中，形成微发泡产品。由于温度和压力降低引发分子的不稳定性，从而在制品中形成大量的气泡核，这些气泡核逐渐长大生成微小的孔洞。发泡后的制品的表层还是未发泡的实体层，这是由于模具温度较低，表面树脂冷却迅速，细胞核没有成长的时间而导致的。注射-膨胀成型工艺不需要依靠机器的不断保压，即可实现熔体的顺利填充，因此大大减少了产品的内应力，并保证了产品不同位置的平均收缩，有效提高了产品的尺寸稳定性，还显著减轻了制品的重量，消除了飞边。

Trexel公司的“Micelle”微发泡成型工艺是精密成型技术中发展最快、应用最广泛的成型技术之一。该工艺所配备的模具不需要进行反复精调，只要在运行正常的情况下，就能够保证注射成型的质量。广泛用于欧美汽车配件行业以及高端电子产品行业。此技术大大提高良品率，产品不易变形，可以将制件的生产尺寸精度控制在0.01～0.001mm之间，有时甚至能够达到0.001mm以下。并可节省6~12%材料，缩短15~40%注塑周期时间，以及降低30~80%的锁模力要求。对大型化及厚壁产品则更可以显现发泡的效果来节省材料。发泡技术使保压压力大幅度降低，因此简化了模具设计，从而降低了模具的成本。

台湾联塑机械有限公司的高精度微孔物理热塑性塑料注塑的新工艺采用了物理发泡技术，使用氮气或二氧化碳作为添加气体，发明专利的无间断进气压缩技术，保证气体均匀进入融化塑料内。均匀塑化的含气融化塑料进入恒压储藏室，之后到达射出料管内然后通过专门阀控制注射入模腔，并防止原料过早溢出，有效保证整体发泡过程。因为原料和模具初始温度降低，导致冷却时间缩短。很好的保证了产品表面与边缘的固定成型。因瞬间发泡定型，因此无需保压过程，因此除了可以缩短成型周期与节省能耗外，更可以因为降低内应力而避免对材料特性产生破坏。

震雄超临界超微发泡注塑系统。结合了震雄“Ai”系列全闭环高速注塑机、SPS3300欧洲标准高速电脑控制器、以及Trexel公司之专利“Micelle”系统。全机采用穆格公司的高速/高精度/高响应伺服系统，配合最精确的传感器反馈，使射胶、保压及背压俱达到高伺服级数的表现，注射速度达500mm/秒。

注射-膨胀成型可较大幅度降低注塑件重量，对航空、交通等行业实现减量化具有极大的科学发展空间。例如，飞机及高铁的塑料座椅采用注射-膨胀成型，把重量降低10%，可大幅降低燃料油、电力的消耗，降低CO₂的排放量。

2.6.10 绿色化周边设备的解决方案的科学发展

绿色化周边设备指原有设备技术改造及设备开发中注入环保、节能等绿色化技术，提高设备的性能，实现可持续科学发展。

宁波伟立机器人科技有限公司机械手，采用伺服马达同动，突破传统的直角坐标机械手的运行规则，变直线运动为曲线路径；并采用曲线运动路径，故特别适用于周期短的中高速注塑机的取出，如尼龙扎带、航空杯、咖啡杯等。具有C轴侧姿倒角功能，故亦适合精密件的取出，如开关面板、手机外壳等。代替常规斜壁式机械手的趋势，具有低能耗、免维护、高可靠性，实现了机械手内在和外在的彻底变革。

密其设备有限公司紧凑式、高性能的Meech CyClean^™非接触式表面清洁系统，系统包含清洁头、静电控制和空气处理单元(AHU)等三个部分，用于卷膜生产线的清除卷材表面的界面层和污染物，可以去除小于1微米的污染物，同时可降低材料表面再次污染的可能性。每个CyClean清洁头包含四个交流静电消除棒；两个各安装在卷材的两面，一个在清洁头入口处， 一个在出口处。静电消除棒确保可以中和掉将污染物带到材料表面的静电，也降低了清洁后的卷材表面再次污染的风险。

深圳市视觉龙科技有限公司自主技术和自主品牌的自动化生产设备的智能监控系统以及通用机器视觉系统，产品广泛应用于工业自动化领域在线检测、视觉定位、机器人引导和3D视觉测量等。VDMM模具保护器，用于生产线在线检测，检测产品外观缺陷如毛刺，外形缺陷如尺寸超差等，从而快速判定产品是否合格，尤其适合大批量生产的产品质量检测，有效地降低生产成本，避免停机修模，提高产品质量，保障交货工期。

汕头市盟星包装机械有限公司MTC400全自动裁切垒叠机，采用创新的设计理念和先进的伺服驱动系统，该设备类型为世界首创，在当今劳动力成本不断增加的经济环境下，该设备将为公司新老客户创造极大的经济效益。

科乃尔公司的TrueBlend重量式混料机，无漏料、无外溢、无污染，全密封的内部结构，有效防止任何原料损失和浪费的产生。无需使用工具，即可方便进行内部清理，显著节省了人工成本，杜绝了清理对环境产生的污染。

百旺塑料设备（苏州）有限公司HR系列干燥机，采用独特的吸湿蜂巢转轮技术，确保更高的能源利用率。多种最新技术的PET原料干燥技术，为用户带来前所未有的低能耗。

2.6.11绿色化成型加工的解决方案的科学发展的展望

绿色化成型加工的解决方案的科学发展观的核心是理念的转变。

塑料机械绿色化研发解决方案科学发展的核心理念：基于塑料制品，以节约资源和保护环境为宗旨，成型加工实现高能效、低能耗、低碳排放，达到设备与人、自然、社会运作模式的和谐共生。设备机构、结构、控制、动力驱动等解决方案服从于绿色化科学发展的原则，实现用户以最少的投入、最佳的产出，完成塑料制品的成型加工，获得最好的经济效益。塑料机械由传统的单一型式向复合型发展，型式服从于成型加工解决方案的需要，例如本例的DM一48000，把挤出、注射、锻压等几种型式结合起来的复合机械。

功能化塑机的发展，反映了成批生产甚至是大批量生产模式的淡化，既要求塑机厂家在技术人才、技术创新方面要具有雄厚的实力，也要求企业须在第一时间内准确把握客户的个性化需求，才能持续塑机的科学发展。

2.6.12 绿色化成型加工的解决方案推动塑料工程的创新创造

威猛巴顿菲尔公司与PLASTO公司的合作，制定PLASTO公司的重达50kg的HDPE材料的水产养殖浮漂支架塑料化的解决方案。

威猛巴顿菲尔公司根据水产养殖浮漂支架的功能及成型性能，选择了一台Macro Power 1000/19000二板注塑机作为基础机型，螺杆直径165mm，注射容量14433cm³。为满足注塑量的要求，PLASTO 公司将葡萄牙的设备制造商PLASDAN公司选作另一合作伙伴，PLASDAN公司为该项目贡献了理论注射量为66000cm3、直径为250mm的活塞式注射单元。该活塞注射单元在两个液压缸的作用下运行，它被安装在机器的塑化单元上方，并通过一个歧管阀，与来自机器注射单元的熔体流连接起来。对于更大的注射量，首先填满的是活塞蓄流器，然后一股最大的料流从螺杆单元处被射入，它受到活塞式注射集料筒注射冲程的 推动。如果需要，除了活塞注射外，螺杆单元可并行于该注射过程，提供额外的熔流量并随之进行注射，其结果是获得了最大94.8L或68kg的HDPE注射量。

PLASTO公司贡献了自己的几项创新技术并将它们用于模具中，包括：一个浇注系统，其注嘴被安排在一个流动得到优化的位置；一个高性能的冷却系统；用于模内的特殊保压装置。之所以在 模内增加这种特殊的保压装置，是因为较长的塑化时间导致机器的注射集料筒只能在一个相当短的时间内提供保压力或者根本不能提供。因此，这项任务必须由装于 模内的特殊的保压装置来完成。材料通过这些装置被压入型腔中，不仅有利于改善部件的表面质量，而且可确保塑料部件与冷的型腔壁之间持续保持接触。通过充分利用所有这些选项，可使生产具有特定壁厚的产品的循环时间缩短到低于20min。锁模单元上运行平稳的线性轴承，可节省驱动能，或缩短换模时间。所有的操作模式都能够通过威猛巴顿菲尔的UNILOG B6机器控制系统进行设定。

3 结语

本文浅述Chinaplas^®2014塑料工程绿色化的解决方案科学发展表明，绿色化式实现塑料工程持续发展的根本原则及可持续发展的方向。绿色化的内涵与外延在不断地动态变化和发展。制订和实施塑料工程绿色化的发展战略决策，显得尤为迫切和尤为重要。

企业依本身实际定位于市场，引领服务于专业市场的塑料工程的绿色化的解决方案。开发“潜在需求”的塑料制品，研发从塑料原料、设备、成型加工工艺、制品后处理、测试、物流包装、回收利用等“潜在需求”的塑料制品的全套绿色化的解决方案，才能创新创造绿色化的塑料工程。