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塑料加工机械

       

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  随着中国塑料工业的发展,近几年来中国塑料机械工业的年增长率都在30%左右,利润率增长也远高于工业总产值的增长,是中国机械行业中增长最快的产业之一。目前中国生产的塑料加工机械已可以满足国内的基本需要,但与世界先进水平相比,中国塑料加工机械在质量稳定性、自动化程度等方面还有一定差距。据不完全统计,2002年中国塑机业产值大约为100亿元左右,而同期国内巿场需求大约在200亿元,还有很大的巿场空间。

  上个世纪五十年代后期,中国生产出了第一台注塑机,不过由于当时设备的技术含量较低,只能用通用塑料来生产技术要求较低的日用品,如塑料盒塑料桶、塑料盆等。

  八十年代以后,中国注塑机行业发展很快,年增长率在20%以上,并逐步形成了以浙江宁波、广东东莞、顺德等地为主的加工基地。其中宁波的注塑机产销量占全国总产销量的六成以上。2002年的整机产销量已达到30000台,2003年预计可达到35000台,约占到中国大陆年产量总数的60%、世界总产量的30%左右。仅宁波一个巿,就有大小注塑机整机生产企业100多家,其中包括全球产销量第一的中国海天机械有限公司和10多家外资企业,涉及到的零部件配套企业更达数百家之多。

  中国大型骨干注塑机生产企业大多是合资企业,引进了国外先进的技术和管理模式。在技术方面,中国生产的注塑机已从普通机型向大型机、全电子机、油电复合机和专用注塑机方面发展。其中海天开发出了中国最大锁模力的注塑机,用于汽车配件的生产;震雄开发出了全电动用于光盘生产的专用机和用于PET瓶坯注塑的专用机型。虽然从整体上看,中国生产的注塑机还主要是低端产品,但以海天和震雄为代表的注塑机生产企业正努力向中端巿场发展。

  在应用方面,中国注塑机以通用型为主,一般性的塑料制品如玩具、文具、日用品、家具、装修材料的生产占据最大的巿场份额。

  其次,注塑机主要用于大型家电,如冰箱、彩电、洗衣机、空调机、计算机壳体等的生产,这一巿场使用了中国工程塑料总量的40%以上,国产注塑机在这一巿场上占有率较高。

  注塑机应用的另外一个重要领域是包装制品的生产,主要用于PET瓶坯、塑料瓶、瓶盖等产品。其中PET瓶坯专用注塑机巿场主要为进口设备把持。

  光盘(CD)、数字影像光盘(DVD)、磁光盘(MD)以及微型光盘(MDS)作为记录数据的介质,在全世界的销售量迅速增长。中国已开发出光盘专用注塑机,但还没有得到广泛应用。

  一些专用注塑机如用于生产精细陶瓷元件的陶瓷注塑机和生产钕铁硼电子元件的磁性注塑机,由于用量不太大,没有得到机械生产企业的重视。但随着巿场的进一步细分,开发相关专用机型具有重要意义。

  与之相类似的是用于薄壁或特种工程塑料制品生产的专用注塑机在中国还是空白,主要为进口设备所占据。以手机壳为代表的薄壁产品需求旺盛,这一巿场的发展潜力巨大。

  在出口方面,注塑机在中国塑机出口巿场上占有重要地位,约占出口总量的60,4%,创汇更是占到了74,1%,是当之无愧的出口主力。

  在中国塑料加工业中,几乎1/3-1/2的塑料制品是通过挤出成型来完成的。作为塑机的第二大类产品,挤出成型机组的产量和销售额约占塑料机械的20-25%,挤出机的品种占塑料机械品种的30%,这个比例还有逐年上升的趋势。

  中国现有100多家挤出机生产厂,多数为民营或乡镇企业,主要集中在塑料加工业发达地区,如江浙、辽宁、山东、广东等沿海地区。全国124家主要挤出机企业工业总产值为38,7亿元,沿海地区就占了70%以上。每年能够生产300台(套)以上挤出机组的厂家仅有三四家,大部分企业只能生产低档次的老产品,难以达到经济规模,尤其在控制水平、效率、精度、可靠性和成套性等方面与发达国家相比差距较大。

  中国生产的挤出成型装备,主要集中在一般中小型通用机械上。大型的、精密的挤出机组主要靠进口。

  受到政策扶持,中国各种塑料管材和用于塑料门窗塑料异型材发展十分迅速,年增长率达15%,位居世界第一位。塑料门窗和塑料管材在塑料制品巿场上的占有率分别为13%和10%左右。预计今后几年,塑料管材的年平均增长速度可达20%。

  中国塑料管材生产企业虽然已超过1000家,但万吨级企业只有30多家,绝大多数企业的生产规模不足3000吨/年,达不到经济规模(国外经济规模一般在2万吨/年以上)。中国塑料管生产设备最初是从国外引进的,已基本上实现了国产化。除了用于大口径波纹管的生产挤出机组外,基本能满足市场需求。

  与之相类似的是塑料门窗异型材巿场。中国现有型材年生产能力在180万吨至200万吨之间,实际生产量在80万吨左右,总体表现是产能大,产量低。这既有管理和巿场的因素,也有因国产设备质量不稳定造成的问题。

  在包装方面,多层共挤技术发展很快,在很多领域获得应用。比如在中空容器生产上,包括双组分大型中空容器的挤出生产,中国生产的挤出机组都已经可以胜任。

  共挤出复合工艺作为塑料复合薄膜的一种加工方式以其独特的优势也已被广泛地使用,中国共挤出复合薄膜的生产已趋于成熟,采用此工艺生产的塑料包装薄膜具有多功能、质量轻、膜壁薄等特点。该工艺不仅大大简化了生产工序,而且用料少,同时降低原料使用量。采用此工艺生产相同结构的复合包装材料比其他工艺可以节省30%的生产成本。中国3层及3层以下的共挤复合薄膜国产生产设备已占主导地位,主要生产功能性复合热封基材、热收缩膜缠绕膜大棚膜等;5层及5层以上的共挤薄膜生产仍以进口设备为主。

  从产品结构上看,中国小型中空容器正在向多品种、多样化、专业化方向发展;而大型中空制品主要有聚丙烯或高密度聚乙烯中空吹塑制品及吹塑托盘等。

  相对于注塑机挤出机巿场,国产中空吹塑设备的研发需要付出更多的努力。一方面是因为国产设备适应面窄,生产方式比较单一。除挤吹方式以外,注吹、挤拉吹、注拉吹方式较少;另一方面是性能不过关,与国外产品在自动化控制和质量可靠性上相比有较大差距。

  中国用注拉吹方式生产PET瓶的巿场很大,增幅极为可观,不仅有像珠海中富和上海紫江这样的超级PET瓶生产企业,而且像娃哈哈、康师傅、汇源等饮料企业也均投入巨资引进设备生产PET瓶。中国每年用于引进国外先进PET瓶生产设备的资金不少于2亿美元。但是面对这样一个巨大的巿场,国内企业几乎无所作为。广州达意隆推出中国首台国产的旋转式吹瓶机,表明中国吹塑设备制造企业,开始进入高速吹塑设备生产领域。

  压延机是塑料压延生产中的关键设备,压延机的辊筒数目,至少有三辊,也有四辊或五辊。辊筒的排列方式有三角形,直线型,逆L型,正Z字型,斜Z字型,L型等。

  在塑料机械加工中,经常会遇到各种各样的塑料加工故障,这些故障在塑料机械行业中用什么样的专业术语表达更为精确,下面我们就来逐一分析一下塑料加工故障的专业术语。

  塑件表面的一种线状痕迹,是由注射或挤出中若干股流料在漠具中分流汇合,熔料在界面处未完全熔合,彼此不能熔接为一体,造成熔合印迹,影响塑件的外观质量及力学性能。

  由于熔料在模具型腔中的不适当流动,导致塑件表面产生年轮状、螺旋状或云雾状的波形凹凸不平的缺陷。

  指塑件表面产生有空隙的裂缝及由此形成的破损。由于长时间或反复施加低于塑料力学性能的应力而引起塑件外部或内部产生裂纹的现象称为应力开裂;由于塑件在特定温度下经受一定时间的恒定负荷作用而突然完一全破裂的现象称为应力破裂;某些热塑性期件过度暴露在较高温度下发生的裂纹及破裂称为热应力开裂。

  塑件表面产生的比较明显的微细裂纹称为龟裂,与龟裂相似的霜状微细裂纹称为白化,龟裂和白化都是没有裂隙的微细裂纹。当塑件暴露在某种化学品环境或处于应力条件下时,就会产生环境应力龟裂。

  在透明或半透明塑料薄膜、片材或塑件内存在未充分塑化的颗粒,用光透射时即可见到白色的粒点,这种粒点称为“鱼眼”。如果材料是不透明或有色时,这种粒点称为白点或亮点。

  塑料加工过程中,高温高压成型条件下,熔料由于过热分解而碳化,碳化的焦料掺混在熔料中,在塑件表面及内部形成斑痕的缺陷。

  在塑料加工充模过程中,如果熔料内残留大量气体,或模腔中的空气未完全排净,使得塑件成型后内部形成体积较小或成串孔隙的缺陷。

  塑件在塑料加工冷却固化时,由于内外的冷却速度不同,有时外层表面已冷却固化,但内部仍处于热熔状态,一旦中心部位冷却收缩时,塑件内部就会产生真空孔洞,这类孔洞一般称为真空泡或暗泡,亦称缩孔。

  塑件在塑料加工冷却过程中,由于表层先冷却固化,内部或壁厚的部位后冷却固化,使得体积收缩时,内外的收缩速度不一致,塑件表层受到内部的拉伸形成凹陷,产生浅坑或陷窝。

  作为重要的技术装备,塑料加工机械广泛应用于建筑材料工业、包装工业、电器电子信息工业、农业、汽车及交通业、轻工业、石油化学工业、机械工业、国防工业等国民经济各个部门及人们生活的各个领域,在国民经济中日益显示出极为重要的作用。

  2001年中国塑机行业工业总产值81亿元,利润5,9亿元,利润率增长远高于工业总产值的增长。在全国机械工业的194个行业中,塑机行业的主要经济指标均居前列。2002年中国塑机业产值大约为100亿元左右,国内巿场需求大约在200亿元,还有很大的巿场空间。

  中国现有主要塑机制造企业500家左右,大部分分布在东南沿海、珠江三角洲长江三角洲一带。注塑机挤出机和挤出机生产线、中空吹塑机是中国应用最广、产销量最大的塑机品种。三大品种之和占中国塑料机械工业总产值、机台数和重量的85%以上,其中注塑机在三大品种中又占最大的份额,在50%以上。

  近十几年来,中国塑机行业取得了长足的进步,年产各种塑料加工机械10万余台,基本上能满足一般塑料原料加工与塑料制品加工、成型的要求。除几十个大型塑料企业集团拥有先进设备外,绝大多数塑料加工企业均以国产设备为主。

  由于在大型、精密和高速设备方面,国产设备还存在很多不足。中国进口的塑料机械的数量也在迅速增长,每年进口各种塑机数万台套。2001年中国进口塑料机械用汇11,2亿美元,而出口塑料机械只有1,3亿美元。2002年进口的塑料加工设备价值近20亿美元,约为国内塑料机械总产值的两倍,这说明国外先进的塑料机械制造商在技术上具有比较明显的竞争优势。特别是在某些产品的生产上,进口设备占据主导地位,如中国耐热PET瓶的生产,几乎全部是由进口设备完成的;高档薄膜生产设备也全部是引进的生产线。

  在应用方面,由于建筑材料工业、包装工业、电子信息工业、汽车工业的高速发展,加大了对塑料的需求量,也扩大了塑料机械的巿场。

  在建筑材料工业部门中,塑料机械主要用于下水管、上水管、门窗异型材、防水卷材、线管、遮光板等的生产;在包装工业中,塑料机械主要用于中空容器、各种包装膜片材、周转箱、塑料托盘等塑料包装品的生产;电器电子信息工业中的冰箱、电视机等产品的机壳、元配件、传输线及插头插座等的生产,各类信息载体光盘的生产都由塑料机械工业提供装备;塑料机械还广泛用于汽车保险杠、披覆件、内装饰件等的生产;现代农业中,暖房、双层棚顶、排灌管道系统、各类农膜等的生产均需使用塑料机械装备。这些产业的快速发展,有效地带动了塑料机械产业的发展。

  虽然中国塑机工业总产值在中国机械工业总产值中所占比例不足千分之五。但在国民经济中的地位越来越重要。除了新增巿场外,中国还有大约1/5的设备属应淘汰的高能耗、低产能设备、巿场前景极为诱人。专家预计,未来中国塑机巿场上,各种塑料加工机械所占比例将分别是:注塑机占35%、挤出机组约占25%、中空成型机约

  中国塑料机械总的发展趋势是要朝?组合结构、专用化、系列化、标准化、复合化、微型化、大型化、个性化、智能化方向发展,同时要满足节能、节材、高效的要求,以适应塑料原料、塑料制品加工企业节约成本的需要。

  在注塑机方面,注射成型技术发展迅猛,新技术、新设备层出不穷。高度电脑化、自动化、单机多功能化、辅助设备多样化、组合迅速且安装维修保养便利将成为趋势。全电动注塑机、油电复合型注塑机、气辅和水辅注塑成型技术、多层注塑技术方兴未艾。用于瓶坯、光盘、磁性材料以及生产特种工程塑料薄壁产品的专用注塑机将愈来愈重要。为配合汽车等重工业领域发展的大型、超大型注塑机也将有更大的需求。

  大型化和精密化是挤出设备的发展重点。如大型挤压造料机组是乙烯工程配套的三大关键设备之一,长期一直依靠进口。为满足石化工业发展需要,必须加快国产化进程。而精密化可以提高产品的含金量,如多层共挤复合薄膜等均需要精密挤出机。

  减少挤出机上的专用配件,努力提高装备生产的模块化也是大势所趋。模块化生产不仅可缩短新产品的研发周期,而且方便对成型装备的各个系统模块部件进行全球采购。这对保证整机质量、降低成本、加速资金周转十分有利。

  在中空吹塑设备方面,提高设备的自动化程度、加强稳定性是当务之急。可选择一些中等速度的专用设备,如用于医用塑料瓶生产的吹瓶机为突破口。

  总之,创新发展,是中国塑料机械工业发展的必由之路。只有不断研发,拥有自主知识产权的技术,才能避