塑料機械行業(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械行業(yè)發(fā)展迅速,其發(fā)展速度與所創(chuàng)主要經(jīng)濟指標在機械工業(yè)的194個行業(yè)中名列前茅。塑料機械年制造能力約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。新興塑料機械企業(yè)掌握高新技術,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生產(chǎn)基地,年生產(chǎn)量占國內(nèi)注塑機年總產(chǎn)量1/2以上,占世界注塑機的1/3。

塑料模具行業(yè)的更新?lián)Q代,技術創(chuàng)新也出現(xiàn)了喜人變化。廣東汕頭地區(qū)大部分企業(yè)已全套引進德國、法國、意大利及我國臺灣省的計算機自動化模具加工技術,大大提高了模具技術性能、質量檔次。

中國塑料機械雖然發(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裝備,個別產(chǎn)品也進入世界前列,但與工業(yè)發(fā)達國家如德國、日本、意大利相比,中國塑料機械還有一定差距,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。

目前中國塑料機械產(chǎn)品主要集中在通用的中小型設備上,技術含量低,20世紀80-90年代的低檔產(chǎn)品供大于求,機械制造能力過剩,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,仍需進口。據(jù)2001年統(tǒng)計,中國進口塑料機械使用外匯11.2億美元,而出口塑料機械創(chuàng)匯只有1.3億美元,進口遠大于出口。

中國加入世界經(jīng)貿(mào)組織(WTO)后,國外的機械制造業(yè)加速對華轉移,世界一些知名的塑料機械企業(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"進駐"中國,有的還進一步設立了技術中心。國外塑料機械制造商的進入給中國塑料機械行業(yè)帶來了發(fā)展活力,同時也使中國塑料機械制造企業(yè)充滿了機遇與挑戰(zhàn)。

1.塑料機械的發(fā)展現(xiàn)狀與水平

1.1開煉機

開煉機即雙輥筒煉塑機,亦稱開放式煉塑機,是塑料機械中最基本的一種設備。它主要用于塑料的混煉、為壓延機喂料和配合煉機壓片使用。

目前世界各主要工業(yè)國家開煉機的生產(chǎn)早已形成系列,規(guī)格、尺寸、外形大致相似。20世紀90年代以來,中國對開煉機的改進主要是提高機械化程度、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)廠家對開煉機構做了很多改進,如將減速系統(tǒng)設置在左右支架內(nèi),安裝在接料盤下面,在機架上設置了翻料裝置,采用了液壓調(diào)輥距和液壓安全裝置,盡量減小設備的自重和占地面積,努力提高設備的使用壽命等。目前國內(nèi)的開煉機也已形成完整系列,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的系列化改型開發(fā),開煉機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),結構緊湊、傳動效率高、潤滑條件好。輥筒調(diào)距既可單調(diào)也可同時進行雙調(diào),操作方便自如。為減輕機器振動,機體與減速機分別安裝,采用尼龍棒銷萬向聯(lián)軸器。這種機器已達到國際水平,獲得國內(nèi)外用戶青睞。

1.2密煉機

密煉機亦稱密閉式煉塑機,主要用于塑料的混煉及其它物料的混合等。對上述用途,密煉機完全可以代替開煉機,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；

(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；

(3)以英國弗蘭西斯?肖公司產(chǎn)品為代表的K系列密煉機；

(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。

20世紀90年代以來,這4種類型密煉機都在向快速、高壓、大容量和加料與操作程序自動化方向發(fā)展,并用微機控制。總體上,前3種系列的密煉機基本結構相近,其主要差別在于轉子的構型及密煉室結構不同。而第4種MS系列的主要結構與前3種系列相比,有較大的變化。上述幾種密煉機,按時間順序來講后者對前者既有借鑒與繼承,也有改進和創(chuàng)新。在國際市場的競爭中,它們之間既有相互吸收,也有自我改進和發(fā)展,各具特色。

中國生產(chǎn)的密煉機基本上屬于F系列、GK系列和MS系列,技術參數(shù)與主要性能與上述3種系列相當,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。它無下頂栓,采用密煉室翻轉排料,占地面積小,可以在地面上安裝,節(jié)省工程費用。加壓式捏煉機在日本已形成完整系列,小的密煉室總容積為1L、捏煉室總容積為3L,密煉室總容積為500L,共有27個規(guī)格。

1.3注塑機

注塑機是塑料機械的主要品種之一,占塑料機械總產(chǎn)值的38%,有1/3的塑料制品是由注塑機生產(chǎn)的。

目前中國生產(chǎn)注塑機的廠家較多,據(jù)不完全統(tǒng)計已超過60家。注塑機的結構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。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。如廣東震德塑料機械廠有限公司生產(chǎn)的捷霸CJ系列注塑機每一種規(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械有限公司生產(chǎn)的HTF80X-HFT3600X型系列注塑機,可用于生產(chǎn)各種高精密的熱性塑料制品,機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。

普通臥式注塑機仍是注塑機發(fā)展的主導方向,其基本結構幾乎沒有大的變化,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配置大、中、小三種注射裝置,組合成標準型和組合型,增加了靈活性,擴大了使用范圍,提高了經(jīng)濟效益?！踅鼛啄陙?世界上工業(yè)發(fā)達國家的注塑機生產(chǎn)廠家都在不斷提高普通注塑機的功能、質量、輔助設備的配套能力,以及自動化水平。同時大力開發(fā)、發(fā)展大型注塑機、專用注塑機、反應注塑機和精密注塑機,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。

注塑機是目前中國塑料機械中發(fā)展速度最快、水平與工業(yè)發(fā)達國家差距較小的塑機品種之一。但主要指普通型注塑機,在特大型、各種特殊、專用、精密注塑機的多數(shù)品種方面,有的產(chǎn)品尚屬空白,這是與工業(yè)發(fā)達國家的主要差距。
 

1.4擠出機及輔機(生產(chǎn)線)

擠出機也是塑料機械的主要品種之一,占塑料機械總產(chǎn)值的31%,用擠出機加工的塑料制品占其總量的1/3左右。

單螺桿擠出機無論作為塑化造粒機械還是成型加工機械都占有重要地位,近幾年業(yè),單螺桿擠出機有了很大的發(fā)展。目前德國生產(chǎn)的大型造粒用單螺桿擠出機,螺桿直徑達700mm,產(chǎn)量為36t/h。

單螺桿擠出機發(fā)展的主要標志在于其關鍵零件??螺桿的發(fā)展。近幾年以來,人們對螺桿進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。從總體而言,單螺桿擠出機向著高速、高效、專用化方向發(fā)展。

雙螺桿擠出機喂料特性好,適用于粉料加工,且比單螺桿擠出機有更好的混煉、排氣、反應和自潔功能,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已經(jīng)有很大的發(fā)展,各種形式的雙螺桿擠出機已系列化和商品化,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)按螺桿旋轉速度,有高速和低速之分；

(5)按螺桿與機筒的結構,有整體和組合之分。

在雙螺桿擠出機的基礎上,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)出多螺桿擠出機如行星擠出機等。

中國雙螺桿擠出機產(chǎn)品系列不全,規(guī)格較少。中國很多塑料制品企業(yè)仍采用進口的雙螺桿擠出機。20世紀90年代初,華南理工大學發(fā)明了電磁動態(tài)塑化擠出機,新的理論與概念引人注目。

近幾年中國塑料機械成套性已有很大進展。如塑料造粒機組從主機、供料計量、機頭、造粒和回收系統(tǒng),到加熱、冷卻、電控、溫控系統(tǒng)都達到了相當完善的程度。薄壁管、厚壁管、纏繞管、波紋管(單、雙壁)、復合管等各種管材機組的規(guī)格日趨齊全,產(chǎn)品水平、質量不斷提高。為適應多層復合膜的需要,復合共擠技術及其成型機組(吹膜機組)也發(fā)展迅速。如青島德意利集團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300mm。又如廣東金明塑膠設備有限公司吸收、引進德國萊芬豪賽公司關鍵技術制造的大型多層共擠復合膜機組,吹制膜單幅寬可達20m。該機組可吹制棚膜、農(nóng)膜和土工膜,是一機兩用設備,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。機組中除采用了內(nèi)冷技術及超聲波監(jiān)控技術外,還同時采用了機、電、氣動和液壓等多種技術,并有多項技術申請了技術專利。

1.5中空成型機

近幾年中國的中空成型機發(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)出的主要機型有:數(shù)控多坐標中空成型機、高效雙模注拉吹中空成機、直接調(diào)溫式注拉吹中空成型機等。這類機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計制造的BM系列中空成型機,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,確保設備的質量及運行的可靠性。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?、平穩(wěn),能耗低,裝卸模具方便。該技術已獲國家專利,該產(chǎn)品已進入國際水平行列。