塑料成型設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

1、塑料成型設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)擠吹中空塑料成型機(jī)是中空容器成形的主要設(shè)備， 世界上80疥90%勺中空容 器是采用擠吹成形的。在我國(guó)中空塑料成型機(jī)的發(fā)展歷程中， 擠吹中空塑料成型 機(jī)是發(fā)展最快最完善的中空塑料成型機(jī)， 特別是小型擠吹中空塑料成型機(jī)的發(fā)展 速度特別快?，F(xiàn)在，我國(guó)已有多家制造廠家能生產(chǎn)成形 1000L單層中空容器的擠 吹中空塑料成型機(jī)。1多層共擠出中空塑料成型機(jī)多層共擠出中空塑料成型機(jī)是很有發(fā)展前途的中空塑料成型機(jī)。多層吹塑高阻隔性中空制品在中空制品領(lǐng)域內(nèi)占的比例越來(lái)越大。多層吹塑制品不僅在食品包裝工業(yè)發(fā)展很快，而且在化學(xué)品、化妝品、醫(yī)藥衛(wèi)生及其它工業(yè)包裝方面也迅速增長(zhǎng)。多層共擠國(guó)際上

2、，近年來(lái)，多層共擠出中 同時(shí)技術(shù)進(jìn)步也很快。國(guó)內(nèi)也有一些品種推出，例如，衡陽(yáng)多層共擠中空塑料成型機(jī)在我國(guó)擠吹中空塑料成型機(jī)領(lǐng)域中是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。 中空制品的發(fā)展促進(jìn)了多層共擠出中空塑料成型機(jī)的發(fā)展。 空塑料成型機(jī)發(fā)展的速度很快，華意機(jī)械橡塑機(jī)有限公司開(kāi)發(fā)的HYB-75D三層共出擠出雙工位模內(nèi)貼標(biāo)中空成型機(jī)，采用四模頭雙工位，配備精確的集成PID溫控系統(tǒng)，各螺桿擠出壓力實(shí)時(shí)檢測(cè)，自動(dòng)去飛邊,精確的西門(mén)子全電腦控制在不影響制品阻透性品質(zhì)情況下減小中層及內(nèi)層厚度(0.03-0.05mm)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。陜西包裝塑料機(jī)械廠能夠生產(chǎn)六層500L的共擠出中空塑料成型機(jī)，達(dá)到德國(guó)同類機(jī)的水平。1.1研發(fā)重點(diǎn)

3、多層共擠出中空塑料成型機(jī)的研究主要有以下三點(diǎn):(1)研究一定范圍的共擠出機(jī)頭(2)研究組合包裝系統(tǒng)，它能根(模頭)，以滿足不同材料、不同層數(shù)、機(jī)頭直徑等要求;據(jù)不同的原料特制出可能允許的組合數(shù)的機(jī)頭;研究基礎(chǔ)機(jī)械程序，它可用不同數(shù)量的模塑工位和包括生產(chǎn)速度和制品設(shè)計(jì)的平臺(tái)尺寸。1.2開(kāi)發(fā)產(chǎn)品品種的重點(diǎn)家用衛(wèi)生清潔劑基本上采用多層中空塑料容器包裝，而我國(guó)絕大多數(shù)仍采用單層中空塑料容器包裝。隨著人民生活質(zhì)量的提高，對(duì)化妝品及家用衛(wèi)生清潔劑中空塑料容器的耐化學(xué)性、抗阻透性的要求會(huì)越來(lái)越高，多層高性能的化妝品及家用衛(wèi)生清潔劑中空塑料容器會(huì)有更大的市場(chǎng)。46層共擠出汽車油箱中空塑料成型機(jī)。多層共擠出中空

4、塑料成型在汽車油箱上廣泛的發(fā)展前途，隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高， 單層油箱已不能滿足環(huán)境保護(hù)的要求， 使用高阻隔性 的多層油箱已成為發(fā)展趨勢(shì)，例如，使用 PE/增粘劑/E-VAL/增粘劑/回用料/PE-HD的六層共擠出油箱。多層共擠出中 '空成型不但提高了制品的適應(yīng)性能，而且由于各層材料的合理組合，提高了制品的剛度，降低了制品的重量。美國(guó)90%以上的汽車油箱采用多層共擠出中空塑料成型件，值得我們學(xué)習(xí)與思考。 我國(guó)生產(chǎn)多層共擠出汽車油箱的中空塑料成型機(jī)主要是進(jìn)口的，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備還處在推廣應(yīng)用階段。大型多層共擠出中空塑料成型機(jī)。 該類大型多層共擠出中空塑料成型機(jī)主要生產(chǎn)滿足化學(xué)品、危險(xiǎn)品運(yùn)輸

5、的容器。Mauser公司推出了雙工位三層共擠的中空塑料成型機(jī)，該機(jī)配備了四臺(tái)擠出機(jī)，用于生產(chǎn)滿足危險(xiǎn)品運(yùn)輸要求的三層 220L的大型桶，內(nèi)層為抗撕裂的HDPE, 外層為抗紫外線層，中間層為高相對(duì)分子質(zhì)量的 HDPE,每小時(shí)能生產(chǎn)80個(gè)到100個(gè)桶,每個(gè)桶 重8.5kg。2注吹大型中空塑料成型機(jī)注吹大型中空塑料成型機(jī)是在擠吹大型中空塑料成型機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，適合成型單層大型中空塑料制品。注吹大型中空塑料成型機(jī)是把注塑機(jī)的注射塑化機(jī)構(gòu)與擠吹中空塑料成型機(jī)的吹塑合模機(jī)構(gòu)互相結(jié)合起來(lái)的綜合型中空塑料成型機(jī)，吸取和發(fā)揮兩種機(jī)械的各自特長(zhǎng)，達(dá)到型坯重量重復(fù)精度高、塑化能力高、換色換料時(shí)間短、熔體融合縫區(qū)

6、的強(qiáng)度高。擠吹大型中空塑料成型機(jī)一般采用？a鮮交？頭，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件多，所以從 ？a鮮交?頭本身的特點(diǎn)，不可避免存在換色換料時(shí)間長(zhǎng)，計(jì)量精度不準(zhǔn)等缺點(diǎn)。 注吹大型中空塑料成型機(jī)的機(jī)頭把擠吹中空塑料成型機(jī)？a鮮交？頭中的？a蝦妥浼煩魴團(tuán)叩牧街止S芊擲氤隼矗由注射塑化機(jī)構(gòu)完成，這樣，使機(jī)頭具有連續(xù)式機(jī)頭易換色換料的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，簡(jiǎn)化了 機(jī)頭的結(jié)構(gòu)，再加上合理的流道設(shè)計(jì)，從根本上解決了擠吹中空塑料成型機(jī)？a鮮交？頭換色換料時(shí)間長(zhǎng)的缺陷，同時(shí)不影響型坯壁厚控制伺服系統(tǒng)的安裝。3 “一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)，中、小型機(jī)主要成型PET碳酸飲料瓶、礦泉水瓶，大型機(jī)主要成型

7、PC純水瓶?！耙徊椒ā弊⒗抵锌账芰铣尚蜋C(jī)是把注射型坯、加熱型坯、拉伸型坯與吹塑、成型制品脫模等工序在同一臺(tái)設(shè)備上連續(xù)進(jìn)行的高效設(shè)備?，F(xiàn)在，我國(guó)使用的注拉吹中空塑料成型機(jī)基本上都是日本青木固和日本日精的設(shè)備，這值得每一家中空設(shè)備生產(chǎn)廠家深思。注拉吹中空塑料成型機(jī)有其自己的特點(diǎn)，是其它吹瓶機(jī)不能替代的。國(guó)外廠商看好中國(guó)市場(chǎng)，據(jù)他們估計(jì)，飲料包裝行業(yè)，中國(guó)市場(chǎng)還需要不少于800臺(tái)生產(chǎn)PET瓶“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)。3.1研制存在問(wèn)題分析經(jīng)過(guò)近十年的研制，為什么我國(guó)的注拉吹中空塑料成型機(jī)還達(dá)不到商品化水平。3.2開(kāi)發(fā)思路誤區(qū)只重主機(jī)開(kāi)發(fā)，忽視模具開(kāi)發(fā)。注拉吹中空塑料成型機(jī)是主機(jī)與模具兩者結(jié)合

8、的設(shè)備，從主機(jī)與模具兩者對(duì)整機(jī)的重要性來(lái)說(shuō)，主機(jī)只占整機(jī)的40%,而模具要占整機(jī)的60%,主機(jī)開(kāi)發(fā)成功，并不等于整機(jī)開(kāi)發(fā)成功，只有主機(jī)與模具兩者共同開(kāi)發(fā)成功，才能說(shuō)注拉吹中空塑 料成型機(jī)開(kāi)發(fā)成功。日本青木固式“三工位”及日本日精式“四工位”機(jī)型的技術(shù)關(guān)鍵是模 具，而我們的一些塑料機(jī)械廠在開(kāi)發(fā)注拉吹中空塑料成型機(jī)過(guò)程中，沒(méi)有正確認(rèn)識(shí)到主機(jī)與模具兩者之間的關(guān)系， 只重視開(kāi)發(fā)主機(jī)，而沒(méi)有把開(kāi)發(fā)模具放在更重要的位子，失敗的原因主要在此。3.3模具技術(shù)水平達(dá)不到要求注拉吹中空塑料成型機(jī)的模具不同于注射成型模具，有其自己的特點(diǎn)。注拉吹中空塑料成型機(jī)的模具中，關(guān)鍵是注射型坯的模具，模具的材料對(duì)其性能有特殊要

9、求，熱？冷縮系數(shù)小，傳熱效率高，熱傳導(dǎo)率高，模具的結(jié)構(gòu)為熱流道形式。從目前我國(guó)的模具技術(shù)水平來(lái)看，還不能開(kāi)發(fā)制造出達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的注拉吹中空塑料成型機(jī)的模具。據(jù)了解，有的模具廠對(duì)注拉吹中空塑料成型機(jī)的模具采用那一種材料還不了解，怎么能開(kāi)發(fā)出模具？模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備，是最重要的工業(yè)生產(chǎn)手段和工藝發(fā)展方向，一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的高低在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平，模具工業(yè)的 發(fā)展水平是一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要 工藝裝備，是最重要的工業(yè)生產(chǎn)手段和工藝發(fā)展方向， 一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的高低在很大程度 上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平，模

10、具工業(yè)的發(fā)展水平是一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。模具工業(yè)稱作“黃金工業(yè)”。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的5大支柱產(chǎn)業(yè)分別為：機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑。五大產(chǎn)業(yè)的發(fā)展無(wú)一不是要求模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。，模具是被專家稱為“效益放大器”，由模具產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造的價(jià)值往往是其本身價(jià)值的幾十倍，幾百倍，甚至是幾千倍， 幾萬(wàn)倍。其生產(chǎn)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)準(zhǔn)，他也在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、 效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。模具是工業(yè)生產(chǎn)中最基礎(chǔ)的設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)少切削和無(wú)切削的不可缺少的工具，廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中的各個(gè)領(lǐng)域，如汽車、摩托車、家用電器、儀器、儀表、電子等，它們中60%-80%的零件都需要模具來(lái)進(jìn)

11、行制造；高效大批量生產(chǎn)的塑料件、螺釘、螺母和墊圈等標(biāo)準(zhǔn)件也需要模具來(lái)生產(chǎn)；工程塑料、粉末冶金、橡膠、合金壓鑄、玻璃成型等更需要用模具來(lái)成型。雖然我國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去10多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中占的比重較低;CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度加快，對(duì)模具的要求越來(lái)越高， 盡管改革開(kāi)放以來(lái)， 模具工業(yè)有了較大的發(fā)展，但無(wú)論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量上仍滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，目前滿足率只能

12、達(dá)到70%左右，造成產(chǎn)需矛盾突出的原因：一是專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，除少量標(biāo)準(zhǔn)件外購(gòu)?fù)?，大部分工作均需模具廠去完成，加工企業(yè)管理體制上的約束，造成模具制造周期長(zhǎng)， 不能適應(yīng)市場(chǎng)要求;二是設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)落后，如模具CAD/CAM 技術(shù)普及率不高，加工設(shè)備數(shù)控化程度低等，也造成了模具生產(chǎn)效率不高， 周期較長(zhǎng)。衡量模具產(chǎn)品的水平， 主要有模具加工的制 造精度和表面粗糙度，加工模具的復(fù)雜程度、模具的使用壽命和制造周期等， 國(guó)內(nèi)外模具產(chǎn) 品水平仍有很大差距。我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)已經(jīng)可以提供成套的高精度模具加工設(shè)備，如加工中心、數(shù)控銃床、數(shù)控仿形銃床、電加工機(jī)床、座標(biāo)磨床、光曲磨床和3坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。但在加工和定

13、位精度、加工表面粗糙度、機(jī)床剛性、穩(wěn)定性、可具企業(yè)大都是微利甚至虧損。2.4管理及其他方面國(guó)內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯。管理上差距所帶來(lái)的問(wèn)題往往比技術(shù)上的差距更為嚴(yán)重。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)管理在國(guó)外企業(yè)中已十分廣泛，而國(guó)內(nèi)還 很少采用。到目前為止，通過(guò)ISO 9000 認(rèn)證的模具企業(yè)全國(guó)還不到1%。3.塑料模具的主要發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)，全球制造業(yè)正以垂直整合的模式向中國(guó)及亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移，中國(guó)正成為 世界制造業(yè)的重要基地。 制造業(yè)模式的變化，必將產(chǎn)生對(duì)新技術(shù)的需求，也必將導(dǎo) 致CAD技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大面積應(yīng)用，正如10年前由于成 本的大幅度下降，使得微機(jī)進(jìn)入千家萬(wàn)戶改變我們的生活

14、一樣，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及將在更大程度上改變制造業(yè)的模式。隨著中國(guó)加入WTO，逐漸成為世界制造業(yè)的重要基地，將要求我國(guó)的產(chǎn)品要有創(chuàng)新性，并且要有更高的質(zhì)量、更低的成本并在更快的時(shí)間內(nèi)提供給市場(chǎng)。 3.1協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計(jì)將成為模具設(shè)計(jì)的主要方向制造業(yè)垂直整合的模式使得世界范圍內(nèi)產(chǎn)品銷售、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和模具制造分工更明確。為了縮短產(chǎn)品上市周期，使模具設(shè)計(jì)更充分理解產(chǎn)品設(shè)計(jì)的意圖，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，模具設(shè)計(jì)即同時(shí)開(kāi)始，產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師和模具設(shè)計(jì)工程師需盡早進(jìn)入?yún)f(xié)同設(shè)計(jì)狀態(tài)。另外，模具制造廠家所需要的模具標(biāo)準(zhǔn)件一般都由模具標(biāo)準(zhǔn)廠家提 供，最好在模具設(shè)計(jì)階段就參照各類標(biāo)準(zhǔn)，充分利用模具標(biāo)準(zhǔn)件廠 家提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

15、由于在制造流程中各個(gè)環(huán)節(jié)所采用的CAD系統(tǒng)可能不一定相同，這就要求 未來(lái)的CAD系統(tǒng)要具備協(xié)同的能力，對(duì)上下游的數(shù)據(jù)要能夠隨時(shí)交換，對(duì)所產(chǎn)生的 數(shù)據(jù)彼此能夠處理，數(shù)據(jù)產(chǎn)生及處理也需要標(biāo)準(zhǔn)化。因?yàn)楫a(chǎn)品需要?jiǎng)?chuàng)新，因此，模具設(shè)計(jì)也需要能夠體現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新，如在逆向工程中更重要的是對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品的外觀進(jìn)行創(chuàng)新再設(shè)計(jì)。3.2模具制造信息將更加豐富，制造過(guò)程將更有效目前，模具制造廠已經(jīng)較廣泛地采用了數(shù)控加工。為了保證加工質(zhì)量、提高加工效率、改進(jìn)制造流程，有較多的模具制造廠開(kāi)始使用多坐標(biāo)數(shù)控加工、高速銃削加工及基于快速原型的模具制造等方法。由于制造設(shè)備的豐富，制造信息的增加，我們將看到，今后的制造信息將不僅

16、僅是只提供數(shù)控編程加工的G代碼，更重要的 是，從設(shè)計(jì)開(kāi)始，將進(jìn)行制造過(guò)程的設(shè)計(jì)，即提供模具制造的工藝流程，不僅包含工藝表格、加工參數(shù)，還包括模具加工的卡具設(shè)計(jì)、 加工的裝卡過(guò)程及各工序的G代碼，并且在各部分工序過(guò)程均有仿真，還可以在網(wǎng)絡(luò)上共享8。CAM 將充分利用 網(wǎng)絡(luò)及仿真等技術(shù)，通過(guò)合理地規(guī)劃制造過(guò)程，有效地組合機(jī)床、刀具和人的經(jīng) 驗(yàn)，使企業(yè)發(fā)揮更大的潛力，取得最大的效益。3.3激光技術(shù)的應(yīng)用日益受到重視 激光技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用主要是在快速成形與一些特殊模具的加工兩個(gè) 方面?？焖俪尚问歉鶕?jù) CAD的數(shù)據(jù)，不借助任何機(jī)械加工工具，通過(guò)逐層增加材料的 方法（如聚合、粘結(jié)、燒結(jié)等）快速制造出

17、零件原型或零件實(shí)物，故也稱快速原形制造（縮寫(xiě)為PRM）技術(shù)。快速成形技術(shù)主要有立體光固造型 （SLA），選擇性激光燒結(jié) （SLS），分層實(shí)體制造（LOM）等9。該技術(shù)將 CAD技術(shù)、激光技術(shù)、CNC技術(shù)、材料 加工和材料科學(xué)技術(shù) 有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，給模具制造業(yè)帶來(lái)了根本性的變革。與傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)制造相比，它能比數(shù)控加工更快、更方便地設(shè)計(jì)并制造出各種復(fù)雜的原型，使模具的制造成本和生產(chǎn)周期減少1/2，明顯提高生產(chǎn)率。國(guó)內(nèi)的一些大型企業(yè)集團(tuán)，如海爾、春蘭和科龍等公司已經(jīng)應(yīng)用激光快速成形于新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等方面，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益10。激光技術(shù)應(yīng)用于模具制造方面主要有激光切割、打孔及打標(biāo)、刻花與刻字等方面，

18、如用于深孔、型孔、中空體以及復(fù)雜的冷卻水道加工等；在金剛石拉絲模和噴絲板本身的小孔加工中，傳統(tǒng)方法是在細(xì)鎢棒上粘金剛石粉進(jìn)行旋轉(zhuǎn)研磨打孔，加工時(shí)間長(zhǎng)達(dá)IO25 h11，而若采用多脈沖激光打孔，幾分鐘即可完成。采用激光打標(biāo)、刻花和刻字，不僅速度快、成本低，而且克服了沖頭作用模具表面時(shí)常見(jiàn)的毛邊、尖銳的邊緣畸變。3.4模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大作用高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)已在我國(guó)200多家模具廠點(diǎn)得到應(yīng)用，取得良好效果。該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)可快速安裝在已有的數(shù)控銃床及加工 中心上，用雷尼紹的 SPZ-1掃描測(cè)頭實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)通過(guò)軟件可自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序及