塑料加工工艺和加工新技术

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-18 21:15:40点击率：

塑料加工工艺和加工新技术

作者：佚名文章来源：不详点击数：

木塑复合塑料的节能实质是利用天然木材加工的废料（如木屑、木粉、麻纤维、果壳、稻糠、纸浆、桔杆、竹粉等）进行超细化表面处理，与合成树脂共混，充填量可高达50%，成型的制品可锯、刨、钻，且吸水率低，受潮不变形，不含甲醛，符合环保、阻燃等安全要求。过去，木屑、木粉、废料等大都烧掉，既浪费大量资源，又造成环境污染。木塑复合料做为一种节能、节材、环境友好材料引起国际上普遍关注，研究成果也很多。10年来，北美木塑复合料每年以50% 的速度递增。发展木塑复合塑料在我国更具意义，因为2000年我国木材需求量高达10190万m3，供应量6390万m3，缺口高达3800万m3。

木塑复合材料主要用在建筑业（建筑铺板）、汽车业（门板、后搁瑩板、顶蓬、高架箱、防护板等），仓储业（托盘、垫板、包装箱），交通运输业（公路噪音隔板、防护栏、座仓隔板、铁轨枕木），农业（棚架、槽、水桶），设施（地板、露天桌椅、棚栏、梯子等）。以托盘为例，国内市场需求量约1亿，90%以上要改为木塑，需发展产量1000万吨，价值600亿人民币的新兴产业。

但是，生产木塑复合制品有许多关键技术：树脂、木粉的制造技术、木粉的干燥技术，木粉界面的处理技术；在注塑、挤出、吹塑设备中要求单螺杆或双螺杆对木粉有良好的分散性、浸润性、混炼、剪切、排气、脱水、脱挥、排除气泡功能；塑化部件要耐腐蚀、耐磨损；设备应具有对上述工艺条件及物料在各部位停留时间的精确控制的功能。

　TPE快速加工技术

　　据预测，在不久的将来，注射成型加工商在加工 SarM热塑性橡胶时，通过采用一种新技术可显著缩短加工周期。利用这一技术不仅可大幅度降低生产单个部件的成本，还可提高注射成型的加工能力。通过与这一先进的加工工艺相结合，一个SarM TPE新系列将很快以崭新的面貌出现，其加工速度将比通常的SarM橡胶牌号高25%。这些加工成型性能经过改进的材料还可显著降低注射成型加工商的生产费用。

　　据介绍，通过将这一的SarM橡胶技术投入市场，可帮助加工商节省生产费用，并提高生产能力，从而更有利于他们拓展业务。同时，这一快速加工新技术也进一步拓展了选择SarM橡胶替代热固性橡胶的经济性界线。

　　选择SarM橡胶替代热固性橡胶的其它优点还包括易于加工、设计适应性、可靠的部件一致性、可回收性，并可高效使用废料，这包括了在生产过程中以及在部件寿命期后产生的废料。

这一技术也可用于注塑、吹塑和挤出成型。然而能够从这一新技术中获益的是像注射成型那样需要较长加工周期的生产类型。

　包装机械控制技术发展新方向

　　今天的机械控制系统看似单一，但其内部却包含了逻辑和运动控制系统、人-机互动系统、诊断系统，甚至人工智能系统。以下来自包装机械制造业的一些实例，将揭示出机械控制系统的发展新方向。　

　和大多数技术一样，机械控制技术在发展过程中，也曾经历曲折。它从历史上简单而庞大的控制系统，发展到今天的小型多功能控制系统，将机械、运动控制和通讯系统有机结合在一起。

　初，在包装领域中所应用的代包装机械——Dubbed Gen1，结构很简单，是纯机械性的。由一台电机带动直线轴转动，并通过凸轮产生动力。采用可编程控制器（PLC）的控制系统，结构也很简单，由操作员直接控制机器。在大部分情况下，还没有采用人-机互动技术（HMI）。之后，出现了第二代包装机械。此技术诞生于十年前，包装机械仍采用传动轴驱动，只是结构更复杂一些，因为由伺服电机来控制速度，所以可以向一些特殊的动作发出指令，而且也采用了更为复杂的PLC可编程逻辑控制器。的确，第二代包装机械的可调性更好，但这一优点却需要付出更高的费用。这些费用包括更多的线路布置、更多的PLC可编程逻辑控制器输入/输出（I/O）装置，这些装置庞大而复杂，有更多的传感器和程序控制，甚至还包括更多的外围设备；而且对于故障的排除和处理也更加困难。

　现在的第三代包装机械，融合了所谓的“机械电子”概念，采用伺服系统和简单的机械装置，以达到执行复杂动作的目的。销售商追求的目标是：机器价格更便宜，工作速度更快、性能更好，占地面积小，所以根据需求而不断有新的技术推出也就不足为奇了。

　第三代包装机械诞生于4年前，其开发焦点转移到了单箱控制技术，其具有逻辑性的PLC功能和I/O装置，如果需要，还可以配备HMI技术、甚至是以太网和网络通讯服务系统以方便企业间沟通。以前，第二代包装机械需要一个编码器和可编程限位开关（PLS）来确定伺服位置。现在，由于第三代包装机械拥有I/O装置的缘故，伺服控制系统存在于一个处理器内，当伺服系统就位时，就会产生传感动作，并通过总线发出信号，起动任何一个需要的工艺流程。

　工程热塑性塑料的二步法造粒

　　德国WEIMA机器公司在2006年2月14-18日米兰塑料展上展示了二步法造粒设备的成果，其特色是主次两台造粒机。该设备适用于ABS、PA、PBT、PC、POM、PPA、LCP等工程热塑性塑料的经济型造粒，尤其是增强级玻璃纤维的造粒，形式为开机大废料块或大体积生产剩料。

　　在两步法造粒中，待造粒材料在WLK型坚固单轴主造粒机中被预造粒成约40mm大小的粒子，然后利用 NZ型后续次造粒机被进一步造粒成为约3-10mm的终颗粒，这是为对于预造粒材料的次级造粒而特别设计的。

　　为了避免造粒出现故障，需要向破碎机持续地适量加料，而这些要求通过手工操作一般是难以保证的。一旦喂料过量，通常会引起造粒不均匀，产生波动，并伴随有高标噪音的发生，其结果便是导致物料累积或正在被粉碎的物料因为摩擦而致使其热能削弱。此外，对于干扰性材料的较高灵敏性，以及造成频繁更换刀片的普通较高刀片磨损都还有待观测。

　　与之相比，二步法造粒能使主造粒机非连续加料，在这里料斗发挥了缓冲器的功效。以这种方式的喂料对整套生产流程进行优化意义重大，因为那些操作人员不必再不间断地操作造粒机，从而使其能够忙于其它工作。

　通过一个间停开关的控制，预造粒的粒子现在被很好地加入到NZ 型次级造粒机中。两台造粒机的排列可以选择为一个在另一个上方或一个在另一个之后。次级造粒机根据切割机的工作原理工作，且专为预造粒的粒子而设计。较之于普通型的造粒机，第二代造粒机体积要小得多，只需借助较少的整机驱动能量。由于其喂料均匀，以近似450min-1的转速运转，都不曾有故障发生。当这样一个造粒机用于预造粒材料的第二次粉碎时，所产生的噪音水平较之于转速相同(n=450-500min-1)的一步法加工也要低得多。

　考特斯将展示20D挤出吹塑机

　全球吹塑机械制造领域的先驱——考特斯机械制造有限公司将再次参加于4月26至29日在上海举行的国际橡塑展。

　在今年的展台（W2展厅，E03站台）上，考特斯将展示一台 20D的挤出吹塑机。它配备有中心距为100 毫米的ZWVP30四型腔模头。在此次展示中，这台机器将以每小时2400只的产量生产0.75升圆形瓶。
考特斯可以提供广泛系列型号的吹塑机。用于连续挤出式或蓄料缸模头的生产，配有移动式合模装置，或者在生产容量从几毫升到30升的包装容器，甚至到10,000升的大型容器，六层或七层共挤燃油系统以及在生产三维旋状管件时，都装配有型坯进料装置。这样可以达到飞边小化，以满足汽车管道、家用电器和其他技术部件的使用要求。

　　单夹芯注塑与汽车工艺

　汽车工业继续面临着对灵活性和不断改进生产方法的需求所带来的巨大压力。与削减成本和满足日益严格的环境法规（例如排放物的减少和旧车辆的处置）的不变要求一起，还有包括五星欧洲NCAP分级系统在内的安全问题。

　现在的趋势，例如针对特定市场的汽车款式种类越来越多，要求在平台共享政策、零配件共享系统和组合式设计方法这些方面有更进一步的发展。其它热门话题包括增值、功能改善和车重减轻。

　　塑料工业现在能在轻质结构、多功能性和设计灵活性几个领域做出不俗的贡献。而且，类似单夹芯的工艺、多组份解决方案、缩短的周期时间和能耗降低都能帮助整体成本的降低。图1正是显示出降低的材料需求和较短的周期时间，即提高的产量，能对与单一组份汽车部件有关的生产成本起到多大的作用。

　单夹芯注塑与汽车

　　针对具有不同芯层和皮层材料的单夹芯工艺具有巨大的竞争优势。下表对两种工艺进行了总结。

　　尤其对大型部件来说，通过在芯层使用回收材料所实现的材料成本降低能对整体成本节省做出很大的贡献。Ferromatik Milacron公司在去年举行的工厂开放日活动中，展示了使用单夹芯注塑来实现部件成本降低的两个应用。

　　代表着典型的单夹芯工艺，装备有附属挤出机的K-TEC 350 MSW机器被用来生产轿车门的内面板。在注塑之前，回收材料被引入到注射装置当中。随后回收材料与（皮层用）纯料被一次性注射到模具当中。

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