“十二五”塑料机械产品结构 调整与绿色技术应用的分析研究_

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接上期6.2.5节材节能的型坯壁厚控制同时，它还能在保证制品质量的前提下，降低制品重量，以1000L容器为例，采用径向壁厚分布系统，可降低重量5%~10%.径向壁厚分布系统有两种：通过电液伺服系统控制薄壁挠性环在一个或两个对称方向上的变形来改变型胚厚度的挠性环式；靠修形口环的上下移动来实现改变型胚厚度的口缘修形式。作为对径向壁厚分布系统的一种替代，芯模修形法，即在具有轴向壁厚分布系统控制的功能上，对其芯模的特定位置进行修正，近似获得在径向上的非圆变化量。　　近几年来，国内多家中空成型机设备制造厂家已开发出性能可靠地轴向壁厚数字化液压伺服控制系统（AMWDS，控制点在64和100点送两种形式的居多。采用PLC的A/D/D/A转换模块控制液压伺服阀的专用放大器控制电路，放大器控制电路驱动伺服阀和位移传感器工作，对于型坯壁厚每一点数据的修改和设定以及基本壁厚的设定非常方便。但与MOOG公司的产品相比，性能及稳定性方面还有较大的差距，而且系统的核心元件基本上还是进口的。至今我国还不能制造出达到国际先进水平的AMWDS型胚壁厚控制伺服系统性能要求的系统，特别是径向壁厚分布系统还是制品壁厚最佳化是大型挤吹中空塑料成型机制造商追求的一个主要目标，同时也是一项关键的核心技术。型坯壁厚控制系统主要由液压伺服系统、塑料机头的伺服液压缸、电气控制器，电液伺服阀、料位传感器（电子尺）以及联接的管道等组成，通过对机头芯模或口模开口量的控制来控制塑料型坯的厚薄变化使吹塑制品达到一个较为理想的壁厚控制水平。型坯壁厚控制系统分为轴向壁厚分布系统AwdS和径向壁厚分布系统（PWDS，两者互相联合作用，可获得最佳的型坯及更为理想的制品壁厚分布。目前，国内大多数大型挤吹中空塑料成型机制造商都仅使用轴向壁厚分布系统，该系统只对轴向的各个截面有的厚度分布进行控制，但由于挤出的型坯在水平截面内仍呈等厚圆形，对部分在某一对称方向有较大拉伸要求的制品则显得仍不是最佳的壁厚分布。径向壁厚分布系统对于在对称方向有较大拉伸要求的制品进行最佳的壁厚控制，可使挤出的型坯在某要求的区段内呈非圆截面变化，对于提高制品质量，改善曲面部件内外部半径的厚薄均匀性具有重要意义，张友根（1947-，男，1982年毕业于上海交通大学。教授级高级工程师，终生享受国务院政府特殊津贴。科技部国际科技合作计划评价专家，中国包装工业专家顾问委员会委员，包装与食品机械审稿专家，荣格塑料技术创新奖评审专家。发表论文近300篇。现任宁波海达塑料机械有限公司总工程师，主要从事塑料机械的科学发展工作。　　空白，在一定程度上阻碍了大型中空塑料成型机的技术进步。　　秦川机械发展股份有限公司自主开发64点径向壁厚伺服控制系统，该项技术的应用，可使制品局部在周围非对称形状位置获得更均匀的制品壁厚，可降低制品重量10%15%.以该公司SC230产品为例，径向壁厚控制结合轴向壁厚控制技术，每年正常生产可节省原料14吨，节省成本19.6万元，节电8100度。　　6.2.6节能节材超大型化二十世纪末，上海华王工业有限公司研发出我国第一台1000L的挤吹中空成型机，赶上了所处年代的加工容器规格的国际水平，而后，多家公司相继开发出1000L、1500L、2000L的单层挤吹中空成型机，普遍只能采用新料成型，成型的容器在功能、性价比方面明显不足。德国Rikutec公司研发的GBM/S600多层共挤中空成型机，合模力600吨，储料缸容积400L，可使用高达70%的回料成型10000L的巨型多层中空容器，达到了节能节材、高性价比的成型性能。　　单层小型挤吹中空塑料成型机单层小型挤吹中空塑料成型机在我国制造的挤吹中空塑料成型机中占绝大多数，5L及5L以下的挤吹中空塑料成型机占小型挤吹中空塑料成型机中绝大多数。单层小型挤吹中空塑料成型机，一般指成型20L以下的单层挤吹中空塑料容器。　　单层小型挤吹中空塑料成型机与单层大型挤吹中空塑料成型机的主要区别是机头，单层大型挤吹中空塑料成型机的机头一般为储料式机头，单层小型挤吹中空塑料成型机的机头是连续挤出式机头。　　6.3.1高产化单层小型挤吹中空塑料成型机的技术进步重点是向多工位方向发展，以提高生产率。提高生产率的重点是提高多工位自动化水平。向多功能方向发展，提高能适应多重塑料的加工。对螺杆的性能要作更深入的研究，研制专用螺杆加工特定塑料。水平转式8工位的小型单层挤吹中空塑料成型机，极大提高了生产率和自动化水平。　　河北三庆塑机有限公司在开发单层小型挤吹中空塑料成型机领域内，开发了已申报国家二项专利的下吹气为主的和上下吹气成型曰产量最高可达12万个软包装瓶的两种小型挤吹中空塑料成型机，开发了已申报国家三项专利的机电气一体的全自动1500ml曰产量最高可达12万个的小型挤吹中空塑料成型机。　　5104高产型连续挤出设备采用模块化设计，可配置多达40模腔的模具。　　Bekum公司BM-406D往复式挤出成型设备配备了德国W.Mueller公司的双螺杆挤出机头、FidelityToolandMold公司独特的多分型线模具MPL，双排校准装置、瓶坯切割装置以及专门的伺服电动取件装置，实现了产能上的巨大飞跃，用16腔模具生产425.25g的洗发水瓶时，产能5000个/h.节能吹瓶设备SMI公司开发的新型空气回收系统，可以有效减少40的压缩空气的消耗量。节约了能源成本。　　空气回收系统使部分吹瓶回路中的高压气体得以重复用于预吹瓶。预吹瓶回路的工作压力可由电子控制器调节，伺服回路通过手动减压阀控制。国内研发的吹瓶设备无一空气回收系统，浪费了能源，需吸收先进技术，创新开发，实现环保吹瓶。　　发泡轻量化吹瓶PlasticTechnologies公司（以下简称PTI公司“开发出了OPTI工艺，即用MuCell微细发泡工艺（由Trexel公司授权许可）来发泡PET瓶。该工艺不需要对现有的设备进行任何改进，而是在瓶坯成型设备上连接一个改进过的料筒，使氮气与熔融物料在此均匀混合。由于泡沫增加了瓶子的硬度，制得的发泡瓶的重量比传统的发泡瓶轻了近5%.另外，发泡工艺还能显著增强瓶子的表面防滑性和工艺操作的可重复性。OPTI工艺还适用于加工PEN和PLA.注射吹塑设备注射吹塑成型设备是我国发展较快的医药瓶成型设备，在国内市场上占有较大的比例，技术进步也较快。　　国家药品监督局早在“九五”期间就提出采用注射吹塑成型设备方法生产优质的塑料药瓶。　　注射吹塑设备已成为一个分支系列。注吹中空成型设备是指熔融料经注射后，熔融料经过型坯定型-吹塑两道工艺才成最终制品，主要用来加工HDPE、PP原料的医药瓶。注吹中空成型不能成型形状复杂的产品，且成型的瓶子多数容积较小（一般为10300ml.注吹中空成型的瓶口平整度高，瓶壁壁厚均匀，特别是瓶口与瓶盖间有很好的密封性能，能达到防止塑料瓶内的药品气体的挥发和外部气体向瓶内渗透的性能要求，从而使得这种瓶子完全符合药品包装的特殊要求。目前，我国从国外引进的注吹中空成型设备生产线达40余条，总生产能力约7亿个/年。　　注射吹塑成型设备又分为三工位和二工位。　　三工位注射吹塑成型设备的三个工位以120°角成等边三角形分布，第一工位为注射成型工位，第二工位为吹塑成型工位，第三工位为脱瓶和冷却工位。三个工位可同时运行，生产效率高，周期短，可与传送带连接自动计数包装，真正实现药用塑料瓶生产全过程中与人手的“无接触”，从而确保产品卫生洁净。江苏维达机械有限公司于国内率先开发成功三工位注吹中空成型设备，MSZ60L机型，生产30mlx12腔常规塑料药瓶的典型生产周期仅为10s，近年来更是以每年推出100条生产线的规模高速发展。张家港市绿环降解成套设备有限公司吸收欧洲NOVVAPAX、BEKUM之技术，开发了适于生产固体颗粒药用聚烯烃瓶的高效3工位注射吹塑中空成型机，生产周期最短可达8s.该机采用双连杆机械保护，转台升降与开合模同步运行，大大缩短周期；采用挤出螺杆塑化，加大螺杆长径比，满足透明PP、PE、PS及PC等中空制品的工艺需要；瓶坯温度上下一致，制品无双线；具有单横梁合模结构，更换模具方便快捷；机器外形简洁，有利于净化，符合GNP规范要求。磐安县三联药品包装有限公司针对药用塑料瓶生产的共性技术难题，独创了高压气体调温技术。该技术采用变频系统代替电磁调速系统，缩小了整机体积、降低了能耗，并且提高了设备的使用性能与产品质量。　　二工位注射吹塑成型设备缺少一个专用的脱瓶和冷却工位，难以实现全自动计数包装。二工位注射吹塑成型将注射瓶坯与吹塑成型以1800对称分布在两工位，由旋转机构驱动型坯部件1800旋转转换工位，从而使注坯和吹瓶的两个工艺步骤同时完成。广西柳州精业机器有限公司创新机构，提高成型速度及能力，降低能耗，推出的新一代“旋风”WIB系列二工位注射吹塑成型设备，旋转驱动机构完成工位动作的切换，实现了注射塑化和吹塑两个工位同步工作，液压系统采用变量泵节能系统，部分配合伺服驱动系统，是主机在不增加到了能耗的同时，将生产效率提高约50%，并使单位产品成本降低50%以上。该公司自主开发了国内首创的“复合芯”技术，将实心芯子阀杆设计为空心，使冷却煤质能够在芯模内部形成循环，不仅起到调节模具温度的作用，同时还能完成吹排气的功能，缩短了吹瓶成型时间，拓宽了原料的使用范围。柳州精业机器有限公司复合芯专利技术的WIB-52PC主机配合一出四腔的PC奶瓶模具，垂直注坯锁模，产量可达720PC/h.产量比同规格机器提高近60%，能耗降低约40%.提高生产效率是注射吹塑成形设备发展的重点。转台升降与开合模同步运行，缩短周期；采用挤出螺杆塑化，柱塞注射，提高塑化质量，缩短成型周期；开发高压气体调温技术，减少吹塑和冷却时间；采用节能技术，降低了能耗。　　高性能注吹模具的开发。目前国内注吹一步法新工艺没有得到长足推广发展，重点是没有成熟的注吹模具配套，这是制约行业发展的瓶颈。　　最近几年国内多家企业在注吹设备上投入较大精力和资金，使设备已经或接近国际先进水平，但仍然不能顺利推广此项工艺，主要原因是忽视高效的注-吹模具开发相配套，不能发挥设备应有的作用。在注-吹模具上采用先进的计算机辅助工程（CA0技术来对注吹中聚合物加工成型进行模拟优化，解决好模具的材料、模具型腔的不同吹张比例、先进的热流道喷嘴结构设计、温度的精确控制系统等方面的问题，避免凭借经验、通过反复试验和修正的方式所带来的盲目性。　　节能净房成型。高响应的交流伺服电机驱动定量泵节能系统，通过对压力流量进行精确的闭环控制，实现伺服电机对执行机构能量需求的最佳匹配和自动调整，从而达到节能、提高性能及减少环境污染的多重目的。全电动注射塑化机构，降低成形过程空气传送的粒子（灰尘，细菌，病毒）污染度。动力驱动尽可能用伺服电机等直接驱动执行机构，无油润滑导向运动副，防静电感应设施，金属件防氧化防锈处理，铸造件除砂除氧化皮等表面处理，设备表面不用油漆涂装等。　　液压动力传动节能系统挤吹中空成型机的液压系统较为复杂，执行动作较多，时间顺序要求严格，挤出率及挤出量大，制品冷却时间长，型坯壁厚控制点多。液压节能驱动系统围绕制品成型工艺特点，进行设计，达到既节能，又提高成型性能及制品质量。各个工步的液压能量需求差别大，例如，制品冷却基本上不需要液压能，注坯需要液压能最大，液压系统的节能就是如何在动力驱动源能耗与执行机构所需液压能之间达到相匹配，把系统能耗损失降低最低。目前挤吹中空成型机的液压系统已经采用了多种节能技术，主要有以下几种先进的节能系统：（1交流伺服电机与定量泵/变量泵+蓄能器；（2双联泵与双比例控制阀+蓄能器；（4双联泵与比例阀+储能器；（5全电动驱动。根据设备的具体使用条件灵活选择合适的节能驱动系统，总原则是液压系统达到装载功率最小、电能利用率最高、液压能耗最低。　　双比例+变量泵液压传动节能系统流量比例和压力比例控制的双比例控制的节能技术是随着成形技术的发展及控制性能的提高而发展起来的。比例阀达到了无级灵活调节，同时显示出了节能的性能。采用定量泵供油，工作过程中始终存在与流量有关的能量损失，特别是冷却过程中，这部分的流量能耗处于最大值。双比例液压系统配上变量泵动力驱动，溢流量趋于最小，液压系统的节能与性能的效果更为优越。　　浙江东方州强塑模实业有限公司的230300L大型储料空成型机，液压系统为压力，流量为双比例控制，配备变量柱塞泵，确保机器运转更快速平稳，并且能使液压系统的能耗降低30%以上，节电效果尤其显著。　　蓄能器辅佐动力传动节能系统单工位大型中空成形制品，冷却定型时间较长，可充分发挥泵源配置动力的作用，为蓄能器蓄能，在快速大流量工步时，配合主驱动作动力驱动，降低系统装载功率。秦川机械发展股份有限公司SC230采用一台双联泵和三个蓄能器站作为主系统液压动力驱动源，蓄能器在小流量低功率工步时储蓄多余的能量，在快速大流量工步时给系统补油，辅佐动力驱动，降低液压驱动装载功率18kW.张家港市同大机械有限公司2000L托盘专用超大型中空成型机主液压动力驱动系统，设置多组储能装置，充分利用液压泵的输出，降低能耗，提高型坯注射速度及锁模速度；PLC设置比例压力控制，实现多组压力储能，分别用于压料注射，以及销锁合模等，节能效果明显。　　高性能交流伺服电机动力传动节能系统高性能的交流伺服电机驱动油泵节能系统是近年发展的一种先进的节能系统，有以下几种型式：交流伺服电机驱动螺杆泵系统、交流伺服电机驱动内啮合齿轮泵系统、交流伺服电机驱动柱塞定量泵系统、交流伺服电机驱动柱塞变量泵系统、交流伺服电机驱动双排量变量柱塞泵系统、交流伺服电机驱动负载敏感泵系统。每种系统都有各自的特点、不同的性价比，根据实际使用的要求，选用合适的系统。　　交流伺服电机驱动油泵节能系统由于其本身的结构特性提高了电能利用率，系统基本上不需冷却水，并且能达到稳定的低转速高压保压，对于需较长时间保压的全液压驱动的挤吹中空成型机合模机构尤为适用，对于冷却定型时间长的挤吹大型中空制品，节能可达80%同时提高了系统的精密控制性能。　　变频液压动力传动节能系统变频节能是通过改变电源频率达到改变电机转速，使油泵输出的流量与工况相匹配，使溢流阀的回油量减到最小，输出的功率与生产所需的功率相匹配，例如在合模阶段所需要压力、速度较大时可适当提高本段油泵转速，而在开模、模架左移、右移等阶段所需压力、速度不高时，可适当降低油泵电机转速，但在每个工序阶段时油泵转速则保持恒定，采用这种控制方案，当工艺参数调整时油泵输出能够保持稳定，成型节电率可达25%.65%对于单工位挤吹大型中空成型制品，因冷却定型时间较长，节能效果尤为显著。变频节能液压动力驱动系统同比高响应节能交流伺服电机动力驱动泵源系统，节能及性能有一定差距，成本具有一定优势，目前得到较多应用。　　深圳市国兆节能科技有限公司开发了中空机专用变频器，其过载能力强、响应速快，加减速时间可达0.3s；具有电机过流、过压、欠压、掉电、过载、输出短路等多种自动保护功能；具有稳压功能，当电网电压波动时能自动调节输出频率达到稳压功能；采用专利控制技术，节电效果比一般模拟控制和变量泵控制方案更显著等。深圳市国兆节能科技有限公司对东莞某容器有限公司挤出机单元原有设备已带变频调速的15台2L双工位挤出吹塑中空成型机的油泵电机进行变频改造，其主油泵电机功率为22kW，辅油泵电机功率（双电机，主电机变频器为22kW，辅电机变频器为7.5kW节电器进行改造。每台改造前油泵电机每小时共耗电17.5kWh，改造后每小时共耗电为11.5kWh，总节电率为34.2%按设备平均每月开机26d，每天22h，则：每台年节约用电41184kW-h，15台全电动挤吹中空成型机笔者在2004年10月7曰中国包装报上指出，中空成型机走电动化是中空成型机节能驱动的发展方向。　　全电动挤吹中空成型机运行无油压系统，各动作只有在作动时才会耗电，不像油压系统其马达需持续运转；减少了液压驱动用的冷却系统，故冷却水或冷冻水之消耗量也随着减少，达到节省能源之目的。适应环境友好型得发展趋势，尤其针对医药用瓶、化妆品瓶、及饮料瓶的包装产业方面常要求于无尘生产高质量及高产量的洁净容器，且对于减低长期的生产成本。　　德国UniloyMilacron公司UMS4E.S单工位全电动成型设备。这是一种新型的连续挤出型往复成型机，可用于生产容量最高为1.5L的瓶子。该设备基于液压UMS 4机型的设计，但不同的是，它用电动伺服驱动取代了原有的液压缸。设备配置了WilliMueller公司的挤出机头，并在其带有开槽料筒的挤出机上装置了Baumuller公司的新型转矩马达。另外，该设备还使用了独立的伺服马达，以控制挤出和锁模。设备的锁模力为4t，可通过直接驱动技术将作用力直接传递至模板来实现，而无需使用其他辅助装置或杠杆系统。也就是说，在进行吹塑成型时，无需消耗额外的能量就能保持模具处于闭合状态。与液压设备相比，该设备可将因设备运动而消耗的能量降低70%.该设备可将包括机器运动、挤出机的驱动和加热等在内的总能耗降低30%，并将设备运行时的噪声降低为69dB.台湾曰晃机械工业有限公司从2006年开始，专门从事全电动中空成型机，研发出单层、多层、双头等多种规格、多种型式的全电动中空成型机，达到高精度省能源低噪音及低污染需求。　　2009上展出了亚洲首台全电动AE-70-TS吹瓶机。将传统的液压驱动更换为交流伺服电机驱动，避免了传统的液压驱动常出现漏油而导致机器及产品被受污染，满足食品、医药、卫生等行业对机器和产品洁净的要求，机器节能可达30%.荣获2009塑料行业荣格技术创新奖。　　台湾凤记铁工厂股份有限公司FK/EHB55GT06QS四头单模全电空成型机，相比传统液压设备，省电高达60%；速度快，比传统设备高30%，如生产200CC的牛奶瓶，产量可达1600个/小时，主要应用于食品、医疗等对卫生条件要求较高的“零污染”的领域。　　公司推出了UMA12电动共挤出双型坯吹塑机，用于制造3D汽车通风管。UMS12E.D双工位全电动挤出吹塑机。　　油电节能混合驱动挤出塑化为变频电机或交流伺服电机驱动，液压系统为6.5节所述的节能动力驱动。这种油电混合驱动具有较好的性价比，适用于洁净度无特殊要求的制品成型。　　Bekum公司的BM-07系列液电混合式挤出吹塑中空成型机，节能高达50%，干燥周缩短15%.塑机能量再生应用绿色技术塑机节能的本质就是减少能量损耗，提高能量利用率。能量再生利用是提高能量利用率的有效措施之一，开展对此问题的研发越来越引起人们的重视。不管是液压驱动，还是伺服驱动，都存在一个能量再生利用、提高能量利用率问题。　　据目前研究和应用实践，能量回收利用可提高能量利用率3%~8%.交流伺服电机制动电能的再生利用节能、高性能的交流伺服电机驱动技术在塑机上得到越来越多的推广应用，促进了塑机的科学进步。进一步提高伺服电机驱动系统能源利用率和成形性能，开发能源再生利用节能技术，使节能技术取得实质性的发展。　　交流伺服电机驱动系统在成型过程中，频繁刹车及减速过程中，交流伺服电机在制动时变成了发电机，驱动制动电阻，而动能则在制动电阻上变为热能（热能转换为电能），消耗多余的能量，散发在大气中。此过程中一方面制动电阻发热消耗电能，而另一方面为了保证伺服电箱温度，又需增加电风扇散热，又要消耗系统电能，造成了双重浪费，因此把这部分损耗的能源加以再生利用，提高能效，成为节能的进步研发课题。　　交流伺服电机驱动泵源系统能源再生利用交流伺服电机驱动泵源系统，系统基本上无多余能量损害，但在工作过程中，频繁刹车及减速过程中，伺服电机本身发出电能，如果得不到应用，就会造成浪费。　　交流伺服电机驱动泵源系统制动能源再生利用技术。在塑机交流伺服电机驱动泵的液压系统中增加伺服驱动制动回收单元，达到存储伺服永磁同步电机在刹车制动过程中产生的电能，同时能够将此电能释放到注塑机的工作过程中。在直流母线上串入伺服驱动制动回收单元，以减少制动电阻消耗的能量。制动电阻和伺服驱动制动回收单元并联一起，用以消耗伺服驱动制动回收单元储存完成后多余的电能，保护伺服驱动制动单元和伺服驱动系统。伺服电机在刹车及减速过程中产生的能量转换为电能，通过伺服驱动器中的逆变模块单元和直流母线，将电能存储在伺服驱动制动回收单元中。而当系统重新提供电能开始工作时，伺服驱动制动回收单元中的电能首先释放，能源再生单元储存的能量将通过直流母线回放到系统中，实现储存能量和释放能量的双向作用，当电压低于整流模块输入的电压时，才使用外部电能，从而达到节能的目的。成形工况须要频繁的启动及制动，伺服电机驱动组件的惯量动能在制动时可通过伺服电机产生电能，在经过驱动器转变为直流电，并储存在电容内，当伺服电机在下一周期启动时，电容放电再经驱动器转成所需脉冲电流驱动伺服电机。这种能源再生利用装置可节能3%~5%.为伺服驱动制动能源再生利用原理图。　　瑞士有关注塑机公司采用储能电池吸收制动的动能，然后释放出来驱动电机，达到能量回收再利用。　　大同机械集团的东华机械有限公司研制成功注塑机伺服能源再生技术，是国内注塑机行业首创的一项专利技术。Se系列伺服驱动注塑机应用制动能源再生利用装置，通过实际应用，在中型机上能普遍体现到3%~5%的节约，达到注塑机1级能耗标准，马来西亚一家客户使用东华机械有限公司合模力600t的600Se注塑机加工740g重的油漆桶，同比曰本某品牌的合模力650t的变量泵驱动的注塑机，每天的电费由710马币下降为1.整流模块；2.制动模块；3.逆变模块；4接线端子；5."服电机驱动泵源系统；6.伺服驵动制动电阻；7.伺服驵动制动收单元图丨伺服驱动制动能源再生利用原理图全电动注塑机的制动能源再生利用Netstal的ELION系列全电动注塑机，把伺服电机制动过程产生的能量直接进入过渡电路，储存在电容电路中，这意味着产生的制动能量不必转化成热量，尤其是在注射循环期间，可以成为总能耗的一个重要部分，例如，当塑化过程发生在模具打开时，产生的制动能量可从过渡电路中汲取旋转螺杆所需的能量。因此，该能量并不是取自电源供应网路，并且产生的能耗相应减少。　　在成型塑料花瓶生产表明，从伺服电机制动过程直接进入过渡电路的能量占所需循环能量的15%，成型总能耗为0.25kWh/kg.对熔化塑料所需能量的计算表明：这仅比每个循环所需的总能量略少一点。同样，驱动机器所需的能量几乎全部来自各轴的制动过程，并未通过制动电阻转化为热量。　　与液压注塑机相比，ELION系列注塑机能耗减少了70%比常规的全电动注塑机能耗低10%.以上。　　液压回油能量的再生利用长期来，对液压动力驱动节能作了广泛的深入研究和推广应用，取得了骄人的进步。液压回油能源的再生利用，是一个容易被忽视的课题，但不应是一个忽略的研发重点。　　塑化机筒散发热能再生利用塑化机筒节电干燥装置由热能回收系统组成，能将机筒散发的热能转为烘料干燥的热量使用，节省烘料机因烘料而损耗的电能。　　塑化机筒加热装置一般都采用电阻丝加热装置，主要有以下三种型式：采用不锈钢皮云母电热丝制造的加热圈、铸铝电热丝制造的加热圈、陶瓷电热丝制造的加热圈。机筒采用电阻丝加热圈的加热效率约仅为50%，其余大多数热能都散发入周围空间中，加热圈外表面温度高的达到200~300T，不但能量浪费，而且破坏了周围的环境。为了减少加热圈的热量损失，在加热圈的外层设置了保温层，实际证明这种措施所起的作用是有限的，仍有大量的能量散发掉。同时注塑机的塑化系统为保证进入机筒塑化的塑料原料达到干燥标准，加料斗设电热能干燥系统，消耗热能。　　上面塑化过程中的两种能量消耗情况表明，如能把加热圈散发的热能收集起来变为干燥原料的热能，实现回收利用，达到节能。　　节能干燥装置热能回收系统从能量回收利用的思路出发，把加热圈散发的热量收集起来，将热能收集，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，同时不会对注塑机的正常使用产生任何影响；由于阻止了加热圈热能外传，达到降低生产车间温度、改善周边环境的效果；在收集热能的同时也可以对刚开启的机筒达到保温的作用，缩短注塑机的开机的机筒预热时间；减少企业内部电力系统的负载容量，减少电损，缓解变压器的负荷。　　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节能系统，为注塑机进一步节能开辟了一条新的途径。为注塑机节电干燥装置由热能回收系统原理图。整个系统为气体循环的封闭系统，热量得到充分利用。节能干燥装置热能回收系统采用独立式的双重过滤进气系统，机筒集风罩具有空气过滤功能，保证了能量交换媒体的热风空气的清洁度。　　I.吸热符；2.机简加热组件；3.封闭集热；4.集热进风竹；5.游涡风机；6.十燥料斗；7.空气过滤器出风筲；8.T燥料斗出风管；9空气过滤器；丨。下燥料斗出风管；丨1.漩涡风机；12.空气过滤器；丨3.空气过滤器出风管；14.控制器；15.空气混介器；16.混合器热空气出气管（T燥料斗热空气进气管h丨7.集热罩热空气出风管；18.机台；19.机简；20.热空气排气钾。　　注塑机节热能回收利用的干燥装置系统原理图广东某塑料厂安装了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，节能效果显著。该企业有30多台注塑机，机筒加热功率5kW，耗电5kW-h/h，每天工作16h，每月26个工作曰，月耗电：30台x5x16x26=62400kW-h；减去恒温消耗功率，以负载功率75%计，月耗电（其实恒温工作时也耗电，每度电0.80元，年电费45万元。安装注塑机节电干燥装置由热能回收系统后，完全节省烘料机因烘料而损耗的电费，等于年省电费45万元。同时，由于减少了对周围环境的发热量，整体车间温度大大下降，既环保又利于工人的健康，工厂用节省的电费偿还了设备款，从而获得长远的经济效益。　　高端塑机绿色技术开发初见端倪高端塑机是指成型加工能力具有创造发明技术含量高的设备，技术核心的特征是绿色技术的应用和开发，适应于市场绿色技术塑料制品的成型加工。具体表现为：（1引领有关领域绿色技术塑料制品开拓应用的发展，推动有关行业科技进步。　　成型加工能力具有明显的绿色技术科技进步，完美解决制品成形加工中长期存在的绿色技术问题，达到制品更新换代以适应绿色技术发展要求。　　国外先进的技术越来越多进入我国，随之这些先进的技术的进入，高端塑料制品需求量越来越多。　　高端塑料注射制品的加工基本上为进口的高端塑机，国产塑机大多仅从事中、低端塑料制品的注射成形加工。高端塑机能为客户成型利润高的高端塑料制品，同时也为高端塑机研发制造单位带来丰厚的回报。高端塑机是一个高科技行业，我国高端塑机的研发是一个薄弱环节，实质性的发明创新少之又少，不少的专利无一点推动高端塑机发展的发明创新。　　近年来，我们也高兴地看到，我国在研发高端塑机方面有了起色，名不见经的小公司依靠自己的科技优势，积极研发高端注塑机，并且获得了成功，取得了显著的社会效益和经济效益。本节介绍几个国内成功开发高端塑机绿色技术的几个例子。　　精密注射成型设备随着电子、电信、医疗、汽车等行业的迅速发展，对塑料制品的高精度、高性能要求与曰增，精密注射成型成为最重要的塑料成型方法之一。-―五“期间由中国注塑机行业龙头企业宁波海天集团所属核心企业宁波海天实力机械有限公司牵头，浙江大学、北京化工大学等为技术支撑单位，承担了精密塑料注射成型装备研发课题。在3年多的时间里，科技人员打破了发达国家在精密塑料注射成型装备领域的技术垄断，通过一系列关键技术的自主研发和集成创新，实现了精密塑料注射成型装备国产化，并跃居国际先进水平，为我国通讯、电子、家电、汽车等众多行业精密塑料零部件生产企业提供了技术先进的注射成型装备，有力推动了中国塑料注射成型装备制造行业和塑料制品加工行业的科技进步。2011年4月28曰五”国家支撑计划重点项目精密塑料注射成型装备研发课题通过验收。该项目取得的成果在国际上引起广泛关注。　　高速PET瓶坯注塑机广州一道注塑机械有限公司致力于PET瓶胚注塑设备的开发和制造，已有UPET130、UPET230、UPET230、UPET360、UPET460四种规格，其性能已经接近国际先进水平，国内领先，去年的产值5千万元，今年超过1.3亿。获得了镶嵌式塑化料筒加热结构、主辅多顶式注塑顶模机构、直动式注射喷嘴机、双轨平衡移动机械手、双驱动双轨平衡移动机械手等多项实用新型专利。PET瓶胚注塑设备主要由挤注复合注射塑化系统的PET瓶坯注塑机、全自动多工位机械手、高精度模具等几个部分组成，集原材料的干燥、PET瓶坯塑化射出、瓶坯的取出及输送、检测等为一体化。配备高质量的德国热流道不仅节约了生产原料，而且提高了产品质量，加快成型周期，提高生产效率。采用阀针式注浇口达到大流量注射，满足国际客户的高质量要求。国内独创的多工位机械手，使成品有充足的时间冷却，大大提高了成品的合格率。阀控伺服液压系统提高了系统的动态响应性能和保证了运行精度及其重复精度的稳定性，MOOG伺服阀精确控制移模位置，低压护模位移精度可达到0.10mm，充分保证了高精度模具。小容量蓄能器稳定了注射压力，减低了噪声；大容量蓄能器提高了注射速度节约了能耗。伺服电机驱动的挤出塑化系统保证了大容量PET塑化的质量一致性，为群腔PET瓶坯高速高效注射成型创造了先决条件。开发的核心控制技术保证了加工质量。U360PET瓶坯注塑机，72腔模具，成型500ml瓶±坯，周期9s，产能最高达到28800支/h.高端PET瓶坯注塑机迎合了市场发展，走上了性能竞争之路，走出了低价位的恶性竞争，例如一台合模力130t的高端PET瓶坯注塑机售价达到108万，国内普通的PET瓶坯注塑机售价在10万左右。高端PET瓶坯注塑机蠃得了市场的青睐。国内著名PET吹瓶机制造企业广州达意隆包装机械股份有限公司、著名BOPP吹瓶机制造企业东莞佳鸿机械制造有限公司与广州一道注塑机械有限公司配套，销往国内外市场。　　超大型管件注塑机泰瑞机器制造（中国）有限公司为杭州高新技术企业，专业从事注塑机的研发与制造，最新研发的TRX4000T注射机是国内第一台15万克PET管件专用注射机，对很多技术进行了创新性的改进，使得机器的性能和工艺有了较大的提升，为国内大型注塑机参与国际竞争取得了重要突破，具有“节能、精密、稳定、快速、大型”的产品特色，创造了国内技术最先进，设备吨位最大的注塑机之一。该机荣获“注射前模板”和“注射移动模板”的二项设计专利技术，并全部通过德国莱茵公司的CE认证。　　多功能立式注塑机大禹机械为国家高新技术企业，致力于塑机行业的技术突破及创新。研发的立式转塔、转盘双功能双色机，采用两组射出系统，一个锁模系统，一个转塔系统，一个三工位转盘系统。此款产品有两个可同时注射的射出单元满足双色（双物料）产品的成型需要；主要具有中心塔托起并转动的功能的转塔机构，配合A、B两组模具，达到产品在一次注射后通过中心塔托起并转动到另一个模具内注射，实现产品上下两个面同时包胶，突破了原来双色注塑机由于产品跟随模具旋转、只能注射一个面的瓶颈。中心转塔转动的结构为中心塔盘、齿轮传动机构、转塔升降油缸、转塔转动驱动动力单元组成。机器工作时先在模具A中做产品的第一种物料注射，开模后转塔上升，产品成型脱模后由转塔盘带动已注射第一种物料产品旋转120度，放入模具B进行进行注塑第二种物料，此时模具A同时注射第二个产品的第一种物料，开模后后转塔上升，产品成型脱模后由转塔盘带动已注射第二种物料的产成品至取件工位取出产成品，同时已注射第一物料的产品旋转至B模具，完成一个循环。此后每转120度，出一次产成品。由于机器下模板配备三工位转盘系统，机器在实现转塔双色成形的功能外，由两个上模配合三个下模，既可作为转塔成型双色又可作为转盘双色机成型，填补了国际注塑界的空白。　　高性能多层共挤设备佛山市顺德区捷勒塑料设备有限公司研发的7层共挤PVDC高阻隔吹塑薄膜成型设备，由7台螺杆直径为60mm高扭矩挤出机、7层共挤低型体螺旋式IBC模头、专利的AutoKu全自动双风唇风环、IBC内冷控制、旋转扫描的非接触式膜厚控制系统、导辊式稳泡架、碳纤维辊式电动调节人字板、专利的齿轮旋转水平牵引装置、全气动纠偏系统，带自动张力控制的二级牵引装置、全自动高速中心-表面收卷机、称重料斗控制每层物料比例、整线电脑控制系统等组成。7层共挤PVDC高阻隔吹塑薄膜以PVDC为阻隔层，进一步降低薄膜的成本，同时提高薄膜的综合性能，广泛应用于食品、奶制品、军品等的包装领域。　　高效节能中空成型机顺德考特斯塑料科技有限公司研发的KCC5-D中空成型机，采用“底对底对吹”的方法，可配14腔型坯头，移模和型坯头升降采用比例控制，最新的带远程诊断的Beckhoff控制器，自动打飞边等功能，从而实现全自动、低能耗、高产量的生产，空循环时间为1.9s，是目前国内同类机器中空循环时间最短的机器，同比国内同类型机器可节锥形同向双螺杆挤出机舟山市定海通发塑料有限公司在无任何参照物的情况下多次试验终于2003年6月自行研发出世上双螺杆挤出机的第四种“锥形同向双螺杆挤出机”（以下或简称“锥同双机”。“锥同双机”既保持了“锥异双机”挤出力大的特点，又达到了“平同双机”塑化性能好的特性，它可以在很大程度上满足物料加工的要求，达到了高混合、高剪切、高混炼、高塑化的效果，既可用于塑料造粒，也可用于各类管材、型材、板/片材、木塑混炼制品挤出成型，还可以加工二氧化碳发泡板材、超高分子量聚乙烯、交联聚乙烯的回收料等高难度产品，广泛应用：建材、能源、包装、农业等领域，比其他同类产品产量增加一倍以上，省电30%50%以上。广东一家窗帘厂生产硬质PVC窗帘片，需要将含有发泡剂的硬质PVC粉料造粒。据该厂技术员介绍，该料带有发泡剂，在造粒加工过程中不能让它发泡。该公司平时用的是0110单螺杆，产量只有140kg/h，而主电机消耗功率40kW.该公司试用一台65锥形同向双螺杆造粒机，产量有550kg/h，而主电机消耗功率只有35kW.6台65锥形同向双螺杆造粒机替代了原来用的24台110单螺杆造粒机后，每天可为该企业省电12000度、36个人工海台机器工人需2人，同时可节省换网拆头所造成的材料损耗1吨左右。　　模块化双壁波纹管生产线潍坊中云科研有限公司PE/PP/PVC双壁波纹管生产线，最大直径达到2400mm；PE/PP/PVC实壁波纹管生产线，最大直径达到1600mm.创新的模块冷却方案，大幅度提供了产能。创新的成型机结构设计和标准化的波纹成型模块设计相结合，实现了大、小不同机型之间波纹成型模具的完全互换。　　钢带增强塑料埋地排水管（SRPCP生产技术及设备钢带增强塑料埋地排水管（SrpcP生产技术及设备是我国独立自主开发成功的，生产的PE螺旋管的直径范围为600~2200mm，有SN8、SN12.5、SN16等3个环刚度等级。PE钢带增强塑料管同比同规格的全塑缠绕结构管，材料消耗可减少一半，米重可轻一半，具有明显的成本优势。国产PE钢带增强塑料管生产线效率不低于国外全塑缠绕结构管生产线，例如，四川金石东方新材料设备有限公司开发的PE钢带增强塑料管生产线在生产内径1200mm管材的生产速度为12m/h，高于德国生产线10m/h的速度。　　塑机绿色技术技术进步的新进展展示，说明绿色化成为塑料成型加工设备新时期研发的方向。应用和研发有利于环境保护、节约资源等有助于可持续发展的绿色技术。节能、环保、洁净、节材、智能控制等是塑料成型加工设备重点研发的绿色技术。围绕绿色技术开展塑料成型加工设备的创新创造。绿色技术是不断发展进步的技术。塑料成型加工设备的绿色技术（GreenTechnology主要指能减少污染、降低能耗的技术体系，根据环境价值并利用现代科技的全部潜力的技术。高新技术应该“绿色化”，而且同时它也是可以“绿色化”的。绿色化是塑料成型加工设备的发展方向，绿色技术为塑料成型加工设备行业带来一场重大的革命。　　节能降耗的创新技术高配置功率实现高速高效节能成型加工塑机节能的标志是高速高效成型加工、降低成型加工制品的单位能耗。以前有一种错误的理解，认为降低整机的装载功率，减少输入功率，就是整机节能的特征，结果是成型加工速度低，制品单位能耗达不到理想水平；在有关能耗标准的制定上，也没有把能耗和效率的两者之间联系起来，只讲制品单位能耗，不讲成型加工效率。标准体现不出先进性，所以国产塑机的整机装载虽然比国际上同类机要低，但是整机的加工效率低、成型速度低、成型加工能力低，整机成型加工水平上不去。现在这种片面的认识逐步得到改变，展示说明，一些单位科学地处理成型加工能耗和效率之间的关系，提高设备的高速高效成型加工性能，达到降低制品单位能耗，根据这一目标配置有关技术参数。　　上海金纬管道设备制造有限公司管材挤出机组，挤出螺杆采用双螺棱设计，降低熔体粘度，达到低温挤出，避免了大口径管材挤出的融垂，保证了管材壁厚的均匀度，降低能耗20%以上。科学处理装载功率与挤出产量之间的关系，降低塑料制品的单位能耗，提高市场竞争能力，比如常规的75/33挤出机采用110kW电机驱动挤出，产量为280kg/h，制品能耗为0.39kWh/kg，新设计的75/33挤出机采用132kW电机驱动，产量为480kg/h，制品能耗为0.29kWh/kg，后者比前者挤出能耗降低25.6%达到了节能高效。上例说明，虽然整机的装载功率提高了，但是由于生产效率的提高，降低了制品的单位能耗，达到制品成型加工节能和生产效率提高的双蠃。未完待续