美国2000国家塑料博览会回顾(2)

　　美国国家塑料博览会回顾(2)廖正品张玉霞(中国塑料加工工业协会， 100740)李坚杨惠娣(中国轻工机械总公司， 100032)简介美国2000国家塑料展览会(NPE 2000)上展出的塑料机械和塑料模具方面的新技术、新产品。

　　0前言塑料机械总是塑料展览会的重点，NPE 2000上国际上有名的塑料机械厂商基本上都登台亮相了，中国的德马格海天塑料机械有限公司也参加了展览。总体而言，塑料机械继续朝着快速、高效、节能、精密、占地面积小、环保，以及低成本的方向发展。这里，从技术和经济的角度介绍一些留下较深印象的内容，供读者参考。

　　1注射成型机1 .1电动注射成型机电动注射成型机虽然有着显著的节能特性，但是，在相当一段时间内由于种种原因，尤其是由于受到使用的伺服电机的限制，全电动注射成型机被限制在300 t以下的小型机的范围内，一时间甚至被人们认为全电动注射成型机只适合于小型机。而从本届参展的国外主要注射成型机生产厂商的展品看，这一限制已经被突破， Ube Machinery公司展出了当今*大的全电动注射成型机，锁模力达1550 t ，共采用了7台伺服电机。Milacron公司展出了锁模力为935 t的世界第二大的全电动注射成型机。

　　在1999年日本国际塑料展上电动注射成型机展出台数超过了液压注射成型机，这一现象在NPE 2000上重现。许多国际著名的注射成型机生产厂商都推出了具有各自特点的电动式注射成型机。电动式注射成型机将成为注射成型机重要的发展方向。

　　电动注射成型机有全电动注射成型机、电动注射/机械锁模电动注射成型机和液压注射/电动锁模电动注射成型机等。日本Nissei America公司展示的15台注射成型机中有9台电动注射成型机，锁模力7～275 t　Niigata公司展出了4台全电动注射成型机，锁模力55～385 t Toshiba公司展出了7台全电动注射成型机，1台液压注射成型机，锁模司展出2台全电动注射成型机，锁模力20 t中国塑料各参展厂商的电动注射成型机虽各有特点，但是，所有特点均围绕着快速、高效、精密、专用这些可说注射成型机永恒的课题方向进行开发。日本Toshiba Machine公司在北美的公司展示了数台全电动式注射成型机，成型周期缩短了0 .5 s ，在NPE 2000上展示的锁模力1000 kN的全电动注射机，一模四腔，成型容器，成型周期仅为2 .6s ，而NPE 97上展示的锁模力800 kN的超大泵液压式注射机，使用同样的模具，成型周期需要3 .2s ，动注射成型机的注射速度*高可达600 mm/公司的全电动注射成型机利用四台线性电机将使注射速度达到2000 mm/s ，成型周期仅为0 .017 s ，比其现有的标准机Roboshots快26倍，它可以在0 .02 s的周期内成型0 .15公司展出的全电动注射成型机，注射速度达300 mm/s ，应答时间30 ms.高速电动注射成Demag公司展出的锁模力250 t的高速电动注射成型机带有一个蓄压器成型聚碳酸酯光学棱镜只需10 s ， Sodick公司的型号Tuparl EH系列的电动注射成型机注射速度达1500电动注射成型机除了在吨位、速度上突破的同时，在其他性能和功能上也有显著进展，NPE 2000上展出的各色电动注射成型机，如Kawaguchi公司的全电动注射成型机用于双组分共注射，Nissei公司也展出了多材料共注(或重叠注射成型)电动注射成型机En gel公司开发了世界上**台电动无拉杆注射成型机，兼具电动注射成型机的节能、清洁、低噪音的优点，又有无拉杆注射成型机模板有效利用面积大、装卸模具方便的优点，预计这种新型注射机将于2001年初供应市场，出MuCell工艺用的*大注射成型机Krauss Maffei公司的两板式电动注射成型机，一模三十二腔成型聚丙烯小药瓶Mitsubishi的全电动注射成型机的拉杆间距增大，可以成型大尺寸平板制件德国Battenfeld公司的世界*小电动注射成型机，锁模力仅为5 t 展出微型电动注射成型机有Nissei、Sumitomo Plas ery公司的全电动注射成型机目标于超小和超薄制品，现场演示的制品是仅为0 .3g的1功地生产了立式全电动注射成型机，立式嵌件成型电动注射成型机还有Nissei、JSW Plas示的全电动注射成型机，主要目标是光学棱镜、钟表零部件等精密塑料制品，要求超低速充模。

　　电动注射成型机的传动方式趋向多样化Nissei公司有伺服电机用皮带和不用皮带传动两种方式， Ube Machinery公司采用循环球司采用齿盘齿条方式。

　　NPE 2000上参展电动注射成型机的厂商还有德国的Arburg公司，意大利的Plasti公司等。

　　电动注射成型机正取得飞速发展，目前，以国家来分，日本的注射成型机厂商几乎每家都有电动注射成型机。据资料，日本1999年生产1 .2万台注射成型机，其中15 是全电动注射成型机。在美国、日本几乎有1/2加工厂家准备选择采用电动注射成型机，相对而言，欧洲使用全电动注射成型机较少，目前还是以油压式为主，但是，相信这种情况将会发生变化，电动式注射成型机还会以更快的速度进一步发展。

　　中国塑料1 .2无拉杆和两板式注射成型机无拉杆注射成型机是著名的加拿大En gel公司首先开发成功的。无拉杆注射成型机由于可以有效利用模板面积、便于更换模具和安装模具辅助部件，如用于管件生产时可以方便地安装抽芯油缸等，在市场开拓方面取得了进展，已经从中型注射成型机向着大吨位机型发展，在NPE 2000上，Engel公司展出了660 t的无拉杆注射成型机。公司还将无拉杆注射成型机技术应用到注射成型机的各个领域，如展出的立式双工位嵌件成型用无拉杆注射成型机、薄壁注射成型机、模内装饰注射成型机、多成分注射成型机以及全电动注射成型机等，展现了无拉杆注射成型机的发展前景。HPM公司也展示了无拉杆注射成型机(800 t和1375 t)。两板式注射成型机在展会上随处可见，也代表了注射成型机节能和节材的方向。

　　1 .3注射成型机的自动化注射成型机在主机上的塑化、注射、保压、开合模等的控制方面的自动化随着计算机技术的进步已经取得很大的进展，控制精度也越来越高，处于成熟阶段，而与之匹配的制品取出等辅助工序的自动化成为整个注射成型机自动化、无人化的关键。为此，注射成型用的机械手的进展受到关注，发展较快，NPE 2000上展出的注射成型机几乎都安装有机械手，趋势是大型、灵活性、快速、多功能、多样化。其功能包括取出制件、嵌件安放、模内贴标的标签安放、模内装饰的装饰件的安放、翻转制件、去除飞边等。

　　NPE 2000中展出机械手的厂商有日本Husky ，中国台湾的震雄公司等，展品各有特点。

　　HP型高速长行程机械手是目前世界上*大的机械手，水平行程6 .40 m(21 ft)、垂直行程3 .65 m(12 ft)，机械手有6轴。另外生产大型机械手的厂商还有Mark 2 Automation公司，产品型号HLH Model RPT公司，展品为有轨6轴机械手，水平行程3 .65 m(12 ft)，取Engineering公司安装在Arberg注射成型机上的机械手搬运箱子路程达18 .288 m(60 ft)。

　　机械手也越来越灵活， Conair公司展示了带有关节的机械手，用于立式嵌件成型机取出轴带关节顶进入及边进入机械手。Plasti Matix LLC公司也展出了6轴机械手。

　　机械手的速度越来越快，Conair公司PIP 3020 HP制件取出速度0 .5 s ，每个周期3 .5 s ， Ichikoh公司的机械手的速度达到0列伺服驱动快速机械手，展出快速机械手的机械手的功能越来越多， Star Automation公司的机械手有气动和电动两种，气动的行程为0 .6～0 .8mm ，电动采用伺服电机，行程为0 .4～2 .0mm ，公司推出双臂机械手，适用于较重的制品取出。处理多腔模具的制件取出机械手有Sailor公司的高速机械手，用于于模内贴标。Van Dorn Demag公司的高速贴美国2000塑料橡胶工业博览会回顾(2)标机械手配在锁模力500 t的成型机上，驱动机械手进行贴标操作。CBW Automation还和Husky合作展出了用于盖子的机械手系ment公司合资生产的用于医用产品处理的机械手。

　　机械手开发呈多样化，如上所述有多轴、多手、多用途等以外，在驱动方面有气动和伺服电机电动两大类，采用线伺服电机驱动机Ranger Automation公司的产品机械手的安装有在动模板上的，也有在定模板上，Wittmann Robot Automation公司的机械手安装在定模板上，在机架范围进行操作进入方式有顶进入和边进入CBW Automation公司的机械手采用碳纤维杆，并可顶进入及边进入等。

　　1 .4热流道模具热流道的应用非常普遍(相比之下，国内的热流道应用尚属初级阶段)，并且用于多种成型工艺。如Alba Enterprises公司的多流道结构发泡制品注塑的多流道热流道系统，公司号称代表当今世界水平的热流道系统，JPI Tech公司的微型热流道系统， Orycon Control Tech公司的PCI980视窗兼容的热流司的模块化热流道系统。除此之外，还有大Controls公司展示的热流道控制系统以及件的展示。可见注塑用热流道系统在国际上的风行程度。

　　1 .5其他注塑工艺新技术中较为引人注目的还有(Roto HSP/2/BIC)结构发泡制件成型，公司、Conair公司等的嵌入成型，UBE Machin ery公司的模内复合装饰，Addmix公司的夹心结构注塑，HPM和Herzog USA公司等的气辅注射成型技术， Herzog USA公司的水辅注塑技术。

　　2挤出成型机及其生产线2 .1挤出成型生产线趋向高速高效NPE2000上展出的挤出成型机及其生产线，高速、高效的特征十分明显。有数家公司展示了时产以吨计的吹膜生产线，材料牵引速度大于12 m/min的比比皆是。

　　塑料包装薄膜在塑料制品中占1/4强，食品等的包装对薄膜性能要求越来越高，对挤出设备发出挑战。本次展览会上有众多薄膜挤出设备展出了各自在这方面的*新进展。

　　Reifenhauser公司在北美首次展出了其BF 3000系列三层共挤出薄膜生产线。这条生产线的独特之处在于：由两台直径60 mm、长径比为30的开槽式加料机组和一台直径80 mm、长径比30的光滑机筒挤出机组成的PP和茂金属树脂，适合于冷冻线较高的薄膜的吹塑，有固定的内泡冷却机头，稳泡架由12段组成。其另外一个特点是安装了该公司的UFA III双向高速卷取辊，卷取线速度高而且保证卷取表面平整，无凸起。

　　单螺杆挤出机的混合效果直接影响制品的质量，因此，为提高混合效果，开发新型混合器已受到越来越多的公司重视。Robert Barr公司开发出一种新型混合器???Fluxion Mixer，它能够对聚合物混合物以及各种聚合中国塑料物进行低剪切、高强度的无规流动混合，混合效果大幅度提高。Fluxion Mixer由一个转子和一个定子(轴套)组成。转子可以与螺杆做成一体，也可以做成单独的部件。轴套是一个环，固定在转子上，但使其悬浮在机筒内，而且以低于转子的速度转动。转子与定子之间的速度差使转子和定子间的聚合物产生完全无规流动，使聚合物间高度分布混合。

　　混合过程如下：许多径向环将Fluxion Mixer轴套分成多个截面，每一截面上都有许多垂直的孔，径向环阻止物料直接流到相邻的一截面。当物料流到**截面时，通过轴套上的孔流向转子。转子的外径上有相应的凹槽将环下的物料输送到轴套的另一截面。这种流动重复多次，直到物料流出混合器。Ad scotch螺杆的末端有一Hopscotch混合器，其上的螺旋带使料流交替中断，增强混合效果，压力保持恒定。

　　风环也是保证吹塑薄膜质量、提高挤出展出的Eliminator风环可以提高膜泡的稳定性，增产35 ，而且可以加工多种不同熔体强度的树脂。其关键技术是其上有一辅助锥体，两股气流被送到膜泡外部，主风孔中的气流沿着成型锥体对膜泡预冷，并使之稳定。

　　辅风孔中的气流将截面冷却的膜泡沿径向向外拉向锥体顶部，使熔体变薄，提高热传导速率，从而提高冷却速率、产量，增加薄膜的透明度，但是风量很低。Eurochiller公司展出的空气吹塑薄膜(ABF)风环能够将冷却空气的温度降低至3℃，而且温度控制精度高，可达用于产能300 kg/h的LDPE生产线上，处理温度为15 0 .5℃的空气的速度可达3 000 m h ，平均能耗为12 kW/h ，产量提高15 ～20 .该系统的特点是：薄膜质量提高产量*高可提高35 可实现低温冷却，提高薄膜的光泽。

　　为提高塑化质量及利用当今材料科学的成果，挤出机的长径比有增大的趋势。如PTI/Processing Tech公司的共挤片材生产线，其主机长径比为32 Reifenhauser公司的MirexW聚丙烯片材生产线的主机长径比为膜主机的长径比为33 American Maplan公司的管材生产线主机的长径比为30 Plastimac公司的管膜生产线主机的长径比为30 Mer ritt Davis公司的流涎膜/片材生产线主机长径比竟达48.

　　气膜流延生产线通过对薄膜实施多次单向拉伸使薄膜具有透气性。所用材料为聚烯烃填的加入不受拉伸的影响，有利于薄膜形成微孔，孔的尺寸和数量可以通过拉伸比、拉伸温度和组分进行调整。生产的透气薄膜宽度可达2 m ，产量达450 kg/h.

　　规格为35 g/m的薄膜的透气性为?24h(水蒸气透过率)，据说这一性能较其他欧洲厂商的设备提高了了类似生产线。透气膜用于儿童及女用卫生用品在中国获得较好的市场前景。

　　机头是挤出生产线的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到吹塑薄膜的质量，在此次展览会上有多家专业公司推出高性能吹塑机头。Addex公司展出的专利技术机头Redi Die可以使薄膜厚度变化范围减小20 ～25 .Redi Die之所以能够做到这一点是因为聚合物熔体在流道中产生了两个同样的熔体流动，这实际上消除了薄膜的厚度波动。

　　另外，这种机头还可以实现不停机更换各种牌号的PE树脂，需要做的只不过是对模唇进行简单的调整。这种机头既可以用于单层薄膜的生产，也可以用于多层薄膜的生产。

　　美国2000塑料橡胶工业博览会回顾(2)利技术供料头Microlayer可以精确控制薄膜各层厚度的均匀性(包括整个膜厚方向上)以及料流分配器与口模宽度比，保证口模宽度增加时各层的均匀性不变。另外一个特点是各层熔体流厚度线性分布，保证相邻树脂流动特性不同时，料流性能更好。料腔有多个流道，分配各层物料，这比未分开的有更好的均匀性，这样多层薄膜的各层可以做得很薄，因此总的材料费用下降。DavisStandard Egan(StatPak)中间的内膜泡冷却(IBC)空间更大，min ，用于吹塑LLDPE和LDPE薄膜时产量提高15 ，薄膜厚度分布更均匀。

　　在欧洲和我国风行一时的铝塑复合管材生产线的旋风也刮到了北美。Karlville Devel Machinery公司分别展示了地板采暖等特殊用途的铝塑管材生产线。

　　2 .2双螺杆挤出成型机趋向大扭矩、高产量双螺杆挤出机朝着大扭矩、高产量的方向发展。ICMA San Giorgio公司展出了小型但性能先进的高扭矩混配用双螺杆挤出机小型机适用于生产批量小但要求快速清理和换料的热敏性聚合物和填料的混配。大批量生产时该公司的MCM70HT可满足用户要电机功率307 kW ，该机每根轴的扭矩为2 450 N/m ，转速为600 r/min ，适用于大量填充有机填料如锯末等物料的混配用。

　　American Leistritz公司的双螺杆挤出机螺杆转速高达1 200 r/min ，扭矩增加30 .

　　增加了直径75 mm和104 mm两种规格，螺杆系列同向双螺杆挤出机直径从20～133 mm ，长径比从24～56 ，特殊的螺杆和特殊的螺纹元件可以大幅度增加扭矩。

　　2 .3在线检测在线检测设备和专门生产在线检测设备的公司多得不胜枚举。如， PLV System公司的NCP1000的非接触式高速摄像型材在线检测反馈系统Davinor公司的复合膜厚和膜层在线检测，OCS公司的高速成像在线膜类检测系统、Addex公司的膜泡和膜厚在线检的PMCB流涎膜片及挤出涂层和复合层厚度在线检测仪，Beta Lasermike公司的非接触式超声膜厚及疵点在线检测系统， Pressco Tech公司的PET瓶胚及瓶的在线检测系统，公司的膜类鱼眼和黑点在线检测等。

　　3中空成型机PET注拉吹成型中空容器是目前世界上增长速度*快的领域，年均增长约为10 ，美国的增长率可能还要更高些。Krupp Kau tex Maschinenbau公司推出了一步法注拉吹成型机，型号Ecomax 10/2 ，用于各种PET瓶类的生产。该成型机是公司与其姊妹公司的。其由一模十腔的型坯注射成型工序和用红外加热的一模两腔的型坯吹塑工位构成。

　　两个工位型腔比例5∶1是*佳搭配，使成型周期*快，生产效率达到*高，产量可达2 400个/h.高性能的加热系统可以灵活进行温度控制，对制品的不同部位可以加以不同的温度，使壁厚更加均匀，尤其是对椭圆型的瓶，重量可达到*低。更换产品只需置换很中国塑料少的零部件，所有的参数设置可以储存在控制柜中。Ecomax 10/2一步法PET成型机的市场定位在两大领域，一是食用油、洗涤液、盘碗等食餐具用洗涤液、护肤用品等家用或工业用液体或膏体用容器二是软饮料、矿泉水、酒精或汽水用瓶。前者由Krupp Kautex了PC水瓶成型专用设备，型号KBS　，可生产容积10～20 L的瓶，重量仅为480～750 g.设备价格仅为通用型的70 .挤出机螺行低熔体粘度成型，产品强度高，瓶颈和瓶底、瓶肩和瓶壁温度可分别控制。

　　4其他4 .1塑料机械的模块化设计不论挤塑还是注塑，从飞机制造业和汽车工业而兴起的模块化设计也已广泛在塑料机械行业使用，经初步测算在发达国家已达80 左右。但在亚洲还属凤毛麟角，在我国基本上尚未出现。原因大致可判定为高科技人才的匮乏、企业创新能力较弱、对国际技术流行趋势敏感度不高及捕捉高科技信息能力较差所至。

　　4 .2塑料机械的专业化生产为塑料机械专门配套的各种控制系统、软件包括主机、辅机的各种参数控制的专门开发商多得不可胜数。其中很多控制系统均与当今高科技IT产业紧密结合。比如，具有国际标准传输I/O的分别专用于挤塑、注塑及中空成型的控制系统。具有代表性的产品注塑及中空成型工艺参数控制器以及老牌的司的挤塑、注塑、中空成型和热成型控制包Moog公司注塑和中空成型控制包。再如，很多开发商的软件与DOS或Windows公司兼容使微机与塑料加工工艺过程的监控相结司的与Windows兼容控制系统都使办公室远程控制成为可能。更有甚者，基于IE 4 .0可通过Intranet或Internet监控工艺和生产过程的控制系统在本次展览会上大量涌现可以视为以北美为基地的网络化的又一亮点。RJG公司的eDART整厂监控和分析系统Branden商务系统(包括在制品、零部件、订单、售后服务和多种生产数据的处理)，挤出生产线e系统等标志塑料成型加工跨入了电子网络的新时代。

　　由于水平和时间所限，介绍中错误在所难免，希望得到读者批评指正。

　　美国2000塑料橡胶工业博览会回顾(2)展会信息由天津市经济委员会和天津塑料集团有限公司(天津市塑料加工工业协会)主办的2001年第二届北方国际塑胶机械及原料展览会将于2001年9月11日至14日在天津国际展览中心举行，同期举办第三届北方国际模具技术和设备展览本届展览会不仅是在天津塑料集团有限公司准备股票上市，而且还是在摩托罗拉(中国)有限公司和日本丰田汽车公司及美国迪尔(拖拉机)公司相继宣布从2001年开始在天津继续投巨资扩大生产和合资生产之即举办。我们相信围绕着塑料特别是工程塑料行业在天津将会出现巨大的商业机会。

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