“十二五”塑料機械自主創(chuàng)新的分析研究(十一)

張友根

(寧波海達塑料機械有限公司)

(上接2013年《塑料包裝》第2期)

7 節(jié)能降耗綠色新技術

7.1.5 蓄能器輔佐動力節(jié)能降耗高速運行

瞬時高速運行系統(tǒng)，在不增加系統(tǒng)裝載驅動動力情況下，采用蓄能器為動力，達到高速運行。

超大型注塑機泵源動力驅動系統(tǒng)一般都為定量泵系統(tǒng)，制品成型冷卻時間較長，傳統(tǒng)的根據注射速度全額配置的泵源動力驅動功率主要導致三個方面的能源浪費:泵源在制品冷卻階段排出液流全部通過溢流閥返回油箱，液壓系統(tǒng)發(fā)熱，導致能源浪費;驅動電機在制品冷卻階段做無成型需要的運轉，而且處于低負載狀態(tài)，電機的功率因數約為0.3左右，電能利用效率大幅下降;裝載功率很大，裝載功率浪費大，制造成本高，電機利用率低。

減少制品冷卻階段溢流量油，提高電機運轉功率因數及運轉效率，降低電機裝載功率，是達到提高能源利用率、節(jié)能的有效措施。超大型注塑成型加工，一般為低壓高速注塑。注塑成型為間歇工作循環(huán)周期。應用蓄能器液壓節(jié)能系統(tǒng)，符合注塑成型的工藝要求。蓄能器在定量泵液壓系統(tǒng)中，在制品冷卻階段時，輸出流量不必通過溢流閥回流至油箱而產生損耗，而是蓄能器供油充壓，然后在注射時釋放出來，達到泵和蓄能器一起輸出增加執(zhí)行器的工作速度，泵源系統(tǒng)進行保壓，這樣就不必為滿足系統(tǒng)流量而配置最大流量泵，電機裝載功率也可明顯減小，同時電機處于高負載的高效率的狀態(tài)，提高了能源利用率。蓄能器成為注射的主要動力源。

獨立電動動力驅動塑化+液壓動力驅動儲料+蓄能器注射的液電復合互補驅動的三階擠注復合系統(tǒng)的KH－4000托盤注塑機，塑化注射量40000cm3，注射油缸直徑 320mm，注射行程2000mm，注射柱塞直徑為 160mm，注射壓力80MPa，液壓動力驅動系統(tǒng)額定工作壓力32MPa，定量泵系統(tǒng)。注射工藝要求:注射時間8S，即注射速度需達到250mm/s，注射速率達到50003cm/s。要達到這樣的大功率高速注射，常規(guī)的方法是設計大流量的動力驅動源，達到注射時間的要求，需液壓流量1200L/min，電機驅動總功率需220kW。從該機的泵源動力驅動系統(tǒng)功能分析，系統(tǒng)泵源動力驅動僅用于注射、開合模、頂出制品、輔佐儲料及供料，大功率的塑化為交流電機驅動的獨立擠出，不占用系統(tǒng)的液壓動力驅動功率。再從該機的注射成型特點分析，注射時間僅占成形周期的約5%，成型周期中很大一部分時間應用于制品冷卻。如按常規(guī)的設計方法，僅為滿足注射速度要求而配制大功率的驅動系統(tǒng)，勢必造成泵源動力配制的浪費和能源的浪費。根據該機成型的特點，注射液壓油路配置了8個200L的大容量蓄能器作驅動力，注射油缸油液160L，給蓄能器充油時間60s，冷卻時間足夠保證蓄能器有充足的時間蓄能，注射時，泵和蓄能器一起輸出達到注射塑度的要求，系統(tǒng)泵源動力提供制品保壓所需高壓能量。蓄能器利用制品冷卻時間蓄能，充分利用了整機液壓系統(tǒng)驅動裝載功率，同時減少了溢流損失，提高了能量利用率，大大降低了系統(tǒng)發(fā)熱量，大幅度減小了冷卻器容量。整機液壓主系統(tǒng)的主電機驅動功率由220kW下降為37kW，達到了注射速度及成型工藝要求，又節(jié)約了能耗和降低了制造成本。圖7－11為獨立塑化驅動的KH－40000三階擠注復合機構，圖7－12為獨立塑化的三階擠注復合機構及蓄能器驅動注射的KH－40000注塑機的液電復合互補驅動系統(tǒng)的方塊圖。

圖7－11 獨立塑化驅動的KH－40000三階擠注復合機構

圖7－12 獨立塑化的三階擠注復合機構及蓄能器驅動注射的KH－40000注塑機的液電復合互補驅動系統(tǒng)的方塊圖

圖7－13為KH－4000托盤注塑機能源高效率利用的蓄能器輔佐動力的單作用注射油缸的注射機構及原理簡圖。

圖7－13 KH－4000托盤注塑機能源高效率利用的蓄能器輔佐動力的單作用注射油缸的注射機構及原料簡圖

蓄能器輔佐注射，使用于一級注塑的制品成型取得的效果良好。如需多級注射，注射液壓回路應采用高動態(tài)相應性能的伺服閥，普通的開關閥由于動態(tài)相應性能差，無法達到實際的高注射深度動態(tài)切換的性能要求，導致注射速度調節(jié)不明顯或難以控制，軟管震動厲害等不良狀況產生。

7.2 機筒節(jié)能降耗新技術

7.2.1 機筒散發(fā)熱能再生利用節(jié)能干燥系統(tǒng)

節(jié)能干燥裝置熱能回收系統(tǒng)從能量回收利用的思路出發(fā)，把加熱圈散發(fā)的熱量收集起來，將熱能收集，送入干燥加料斗，轉為烘料熱量使用，節(jié)省干燥料斗原需電加熱供給的烘料熱能，同時不會對注塑機的正常使用產生任何影響。由于阻止了加熱圈熱能外傳，達到降低生產車間溫度、改善周邊環(huán)境的效果。在收集熱能的同時也可以對剛開啟的機筒達到保溫的作用，縮短注塑機的開機的機筒預熱時間，減少企業(yè)內部電力系統(tǒng)的負載容量，減少電損，緩解變壓器的負荷。

注塑機的塑化機筒加熱裝置一般都采用電阻絲加熱裝置，主要有以下三種型式:采用不銹鋼皮云母電熱絲制造的加熱圈;鑄鋁電熱絲制造的加熱圈;陶瓷電熱絲制造的加熱圈。機筒采用電阻絲加熱圈的加熱效率約僅為50%，其余大多數熱能都散發(fā)入周圍空間中，加熱圈外表面溫度高的達到200～300℃，不但能量浪費，而且破壞了周圍的環(huán)境。為了減少加熱圈的熱量損失，在加熱圈的外層設置了保溫層，實際證明這種措施所起的作用是有限的，仍有大量的能量散發(fā)掉。同時注塑機的塑化系統(tǒng)為保證進入機筒塑化的塑料原料達到干燥標準，加料斗設電熱能干燥系統(tǒng)，消耗熱能。上面塑化過程中的兩種能量消耗情況表明，如能把加熱圈散發(fā)的熱能收集起來變?yōu)楦稍镌系臒崮埽瑢崿F回收利用，達到節(jié)能。

圖7－14為注塑機節(jié)電干燥裝置由熱能回收系統(tǒng)原理圖。整個系統(tǒng)為氣體循環(huán)的封閉系統(tǒng)，熱量得到充分利用。節(jié)能干燥裝置熱能回收系統(tǒng)采用獨立式的雙重過濾進氣系統(tǒng)，機筒集風罩具有空氣過濾功能，保證了能量交換媒體的熱風空氣的清潔度。

圖7－14注塑機節(jié)熱能回收利用的干燥裝置系統(tǒng)原理圖

廣東某塑料廠安裝了深圳市百年業(yè)工貿有限公司開發(fā)的注塑機熱能回收利用的干燥裝置系統(tǒng)，節(jié)能效果顯著。該企業(yè)有30多臺注塑機，機筒加熱功率5kW，耗電5kW·h/h，每天工作16小時，每月26個工作日，月耗電:30臺×5×16×26=62400 kW·h;減去恒溫消耗功率，以負載功率75%計，月耗電46800 kW·h(其實恒溫工作時也耗電)，每度電0.80元，年電費45萬元。安裝注塑機節(jié)電干燥裝置由熱能回收系統(tǒng)后，完全節(jié)省烘料機因烘料而損耗的電費，等于年省電費45萬元。同時，由于減少了對周圍環(huán)境的發(fā)熱量，整體車間溫度大大下降，既環(huán)保又利于工人的健康，工廠用節(jié)省的電費償還了設備款，從而獲得長遠的經濟效益。

7.2.2機筒智能補償加熱節(jié)能系統(tǒng)

圖7－15為機筒智能補償加熱節(jié)能系統(tǒng)。機筒加熱圈仍采用常規(guī)的電阻絲加熱圈，加熱圈外側包覆智能補償加熱節(jié)能罩。智能補償加熱節(jié)能罩由高溫絕緣罩、散熱罩、中空纖維儲能隔熱棉、鈦合金編織層、熱激發(fā)自生熱層等組成?？刂蒲b置由熱激發(fā)定時器、熱激發(fā)附件、熱激發(fā)轉換器等組成。

熱激發(fā)自生熱層采用航天熱激發(fā)材料。航天熱激發(fā)材料由四十多種稀有金屬和稀土組成，在高負壓狀態(tài)、超高溫、超音頻磁力線穿透等條件同時具備的條件下可改變自身特性，可使混合物在自然環(huán)境下當溫度超過121℃時在超音頻磁場作用下自身發(fā)熱，其自身溫度和環(huán)境溫度的差保持在10℃ ～30℃之間。

當機筒加熱圈工作溫度超過121℃時，在超音頻磁場的作用下，熱激發(fā)材料自身發(fā)熱，其自身溫度隨料筒設定溫度的高低而變化。當產生多余熱量時會被鈦合金中空纖維儲能隔熱棉吸收，當環(huán)境溫度低于鈦合金中空纖維儲能隔熱棉時，它會釋放多余的熱量，從而達到為加熱圈補熱的功效。實踐證明:采用本技術，發(fā)熱效率高，節(jié)能40% －80%;降低環(huán)境溫度;少用降溫設備，二次節(jié)電;熱能得到充分利用，減少預熱時間，提高工作效率;可使加熱圈工作時間減少一半，明顯延長加熱圈的使用壽命，減少維修費用，降低產品成本。

圖7－15機筒智能補償加熱節(jié)能系統(tǒng)

7.2.3納米紅外節(jié)能加熱圈

納米紅外節(jié)能加熱圈采用高分子納米發(fā)熱合金，加熱圈表面經高分子遠紅外材料做特殊處理后，能夠產生特定波長紅外線，傳熱過程熱損耗小，傳熱效率在99%以上，并有效提升加熱速度。加熱圈的表面溫度僅為50－70℃，對環(huán)境溫度影響小，且能有效的降低工作車間的室溫5－10℃。節(jié)能率高達40%－70%。

納米紅外節(jié)能電熱圈無任何外接設備，可做到傳統(tǒng)加熱圈的內徑一樣、寬度一致、段數一致、功率一致，直接用于取代傳統(tǒng)的加熱圈。

7.3 高速成型降低制品單位能耗的能源利用率新理念

塑料機械節(jié)能的標志是高速高效成型加工、降低成型加工制品的單位能耗，兩者不可分離，沒有高速成型加工的能力，只有低能耗的特征，這樣的塑料機械是沒有出路的，這種低能耗不能稱之為綠色技術。以前有一種錯誤的理解，認為降低整機的裝載功率，減少輸入功率，就是整機節(jié)能的特征，結果是成型加工速度低，制品單位能耗達不到理想水平。在有關能耗標準的制定上，也沒有把能耗和效率的兩者之間聯系起來，只講制品單位能耗，不講成型加工效率，標準體現不出先進性。國產塑機的整機裝載雖然比國際上同類機要低，但是整機的加工效率低、成型速度低、成型加工能力低，整機成型加工水平上不去，制品單位能耗高?，F在這種片面的認識逐步得到改變，展示說明，一些單位科學地處理整機裝載功率、成型加工能耗、成型速度之間的關系，提高設備的高速高效成型加工性能，達到降低制品單位能耗，根據這一目標配置有關技術參數。

上海金緯管道設備制造有限公司管材擠出機組，科學處理裝載功率與擠出產量之間的關系，達到降低塑料制品的單位能耗，提高市場競爭能力，比如常規(guī)的75/33擠出機采用110kW電機驅動擠出，產量為280kg/h，制品能耗為0.39kWh/kg。新設計的75/33擠出機采用132kW電機驅動，產量為480kg/h，制品能耗為0.29kWh/kg。后者比前者制品單位擠出能耗降低25.6%。上例說明，雖然整機的裝載功率提高了，但是由于生產效率的提高，降低了制品的單位能耗，達到制品成型加工節(jié)能和生產效率提高的雙贏。

7.4 節(jié)能成型加工的機構技術

圍繞節(jié)能成型加工展開機構創(chuàng)新，創(chuàng)新機構又提高節(jié)能技術的水平。注塑裝置、擠出機構的創(chuàng)新節(jié)能的重點在塑化系統(tǒng)，塑化系統(tǒng)主要包括驅動系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、加料系統(tǒng)，提高能源利用率、降低能耗損失是塑化系統(tǒng)節(jié)能技術的研發(fā)重點。

科倍隆有限公司展示了新一代ZSK Mc18雙螺桿擠出機，比扭矩提高30%，達到18Nm/cm3;橢圓形的機筒熱收縮襯墊改善了熱傳遞;改進的冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，保證了溫度的均勻分布。改進的機筒隔熱保護。這些改進措施有效地提高了能效，提高產量30%，同時降低了產品的單位成本。上海金緯管道設備制造有限公司管材擠出機組擠出螺桿采用雙螺棱設計，降低熔體粘度，達到低溫擠出，避免了大口徑管材擠出的融垂，保證了管材壁厚的均勻度，降低能耗20%以上。

秦川未來責任塑料機械有限SC1500塑料中空成型機、中德合資格蘭威爾方力高速雙壁波紋管成型系統(tǒng)，采用高效節(jié)能“IKV”高效節(jié)能擠出結構，其HMWPE原料的輸送效率，名義比功率由常規(guī)的0.3 ～0.5 kW/(kg/h)提高到0.6 ～0.85 kW/(kg/h)，塑化量提高50%以上，且擠出量穩(wěn)定，加之合理的屏障段和混煉段設計，獲得高的塑化質量，降低單位能耗。

寧波華美達機械制造有限公司PET瓶坯注塑機，創(chuàng)新合模機構，提高模具合模精度和壽命。合模機構采用全液壓，合模力位于模具中心區(qū)域，壓力分布均勻，在較長時期內，合模精度保持不變。塑化注射采用雙階擠注復合系統(tǒng)。專用高速3工位冷坯機械手，制品頂出后在機械手內繼續(xù)冷卻，縮短在模具內冷卻時間。瓶坯在模具內成型后，外壁為水冷，內壁為風冷，放坯時，瓶坯冷卻到室溫。機械手驅動采用德國倫茨伺服系統(tǒng)。成型16g瓶坯，一模48腔，成型周期約9s。

7.5 節(jié)能成型的控制技術

成型控制系統(tǒng)的科學設計，創(chuàng)新機構、成型工藝，提高成型速度，縮短成型周期，提高加工效率，達到高速節(jié)能成型加工。

廣東伊之密精密機械有限公司48A－PET瓶坯注塑機，成型系統(tǒng)采用塑化與注射、開合模、頂出、機械手取出等工序的同步平行回路控制系統(tǒng)。多工位帶冷卻的取坯機械手與群腔瓶坯成型模具。通過以上科學的手段，大大縮短了成型周期，達到了高速節(jié)能生產?，F場展示的48腔PET瓶坯成型加工，周期12s，每小時最大產能達到14400個，達到低成本高產出。

上海銜能科技有限公司針對大型注塑機的伺服多泵動力驅動系統(tǒng)，把注塑機特點的工藝需求融入到控制元件算法中，研發(fā)了伺服多泵多組分流與合流的控制的多模式復合控制系統(tǒng)，與單純的多泵合流控制系統(tǒng)相比，動態(tài)響應更快、更節(jié)能、成型周期更短，把注塑機的能效發(fā)揮到最佳狀態(tài)。

BEKEM在中空吹塑領域的創(chuàng)新聞名世界，展示了新的全電動機型EBLOW，快速建立合模力并把位置精度控制在0.01mm，縮短干燥循環(huán)周期15%，節(jié)能15%，噪音最高為72dB。

超霸全電動注塑機同步進行塑化、開鎖模及頂針動作，提升速度及能源效益。

布魯克納公司在BOPET、BOPP薄膜拉伸線上，特殊設計“能源監(jiān)控系統(tǒng)”，優(yōu)化流延膜溫度控制，在降低原材料成本和薄膜厚度上達到精確的控制，達到既提高制品質量又降低能耗和成本的效果。

7.6 節(jié)能成型的工藝技術

擠出冷卻系統(tǒng)及性能決定制品成型的速度和效率，一直是擠出創(chuàng)新創(chuàng)造的研發(fā)重點。

中云科研全面革新的管材擠出?？炖鋮s技術，是帶有較高壓力的冷卻水注入密封是的模塊內部并進行高速循環(huán)，實現了波紋成型模塊的高速高效冷卻，其直接表現為PE雙壁波紋管生產線產量的大幅提高，擠出DN/ID400mmPE雙壁波紋管產量提高到了原來的3倍，每米的能耗降低約50%。

德國奧托瑪蒂克塑料機械有限公司新一代的SPHERO水下造粒機采用經改進的粒料－水混合漿直線出口設計，降低了對能量的需求，提高了產量，同時是工藝水流更好的得以控制。EGB帶式輸送系統(tǒng)，可采用空氣冷卻、水冷卻以及兩者相結合的冷卻方式，大大優(yōu)化了特殊領域的適用性和專業(yè)性能。

7.7 節(jié)能成型的系統(tǒng)技術

注塑節(jié)能成型原理的創(chuàng)新是節(jié)能的首要。低壓注塑工藝，直接降低注塑功率。加拿大HUSKY公司推出的低壓注塑成型技術，在鎖模力只有傳統(tǒng)技術三分之一時，仍可高質量的保證制品成型，使機器的體積和重量都大幅度降低，在節(jié)能和制品成本控制方面都具有重大意義。

創(chuàng)新擠出混煉原理，達到高效節(jié)能。瑞士布斯混煉機，創(chuàng)新混煉技術，產能提高2.5倍，節(jié)能30%。創(chuàng)新的4螺片單螺桿，在旋轉的同時作同步的軸向往復運動，螺片的運動軌跡似正弦曲線。螺桿芯軸上經特殊設計的混煉螺片與固定于混煉機機筒筒體內的混煉齒或銷釘相互運動，使各種配方組分在螺片和銷釘之間受到比其它系統(tǒng)更直接更快的剪切。往復運動的螺桿使產品受到周而復始的剪切、分割、捏合、重取向、松馳，在軸向也得到高強度的混合。獨特的工作原理實現了原材料出色的分散和分布混合效果，特別是當配方組分間的熔體粘度和熔融范圍差異很大時，當需要加入液體組分或需加入高比例的纖維或填料時，布斯混煉機獨特的工作原理帶來的原材料出色的分散和分布混合效果會更加突出。與其它系統(tǒng)比較，布斯混煉機不會出現有損產品的壓力峰值，所以分散混合有效率更高。在每一次剪切循環(huán)后，物料重新釋放應力并被送到相鄰的螺槽中，開始新的剪切循環(huán):剪切、分割、捏合、重取向、松弛。由此帶來進一步的益處:與其它系統(tǒng)比較，極短的加工長徑比、物料停留時間短、較低的產品溫度以及出色的自潔性。獨特的連續(xù)性混煉加工的工作原理，用于多種電纜料混煉加工工藝過程，例如:混合、熔融、塑化、均化、分散、排氣、溶解、反應、晶化、造粒等等。

7.8 成型加工生產線節(jié)能技術及工藝的整體匹配

寧波康潤機械科技有限公司PE16－1600MM給水、燃氣管材生產線，體現出系統(tǒng)的綠色擠出成型理念。模塊化智能控制系統(tǒng)，實現對整條生產線的自動化控制和實時數據記錄及閉環(huán)控制。高效BM螺桿，IKV強制喂料溝槽套筒設計的機筒，達到穩(wěn)定高速生產。C4模塊化智能控制系統(tǒng)，實現對整條生產線的自動閉環(huán)智能控制。螺旋式擠出模具實現低溫、低壓的高速擠出。行星液壓式切割機采用旋轉切割的形式對管材進行切割和同步導角，PLC控制自動跟蹤切割和計長。真空分腔定型技術，保證穩(wěn)定的真空度和管材快速定型成材。噴淋箱采用優(yōu)化的噴水定位和優(yōu)化管路設計，有效保證大口徑管材強力和均勻的快速冷卻。數字式控制器控制的牽引機驅動技術實現準確的速度調節(jié)，消除了機械牽引力因分配不均而出現的打滑現象，提高了可靠性。高性能的共擠機可單獨控制，也可以與主機聯動控制，很好滿足了2～5層特殊用途復合管材的幾個。根據不同的管材生產，可選用濕口式、干法感應式、螺旋水膜式及可變徑定徑套等多種形式。

7.9 高動態(tài)反映的交流伺服電機動力驅動油泵節(jié)能系統(tǒng)的能源技術

伊之密公司的SH系列伺服注塑機，把交流伺服電機的節(jié)能性能與伺服泵的快速動態(tài)響應性能結合起來，運用高性能的日本油研公司伺服泵，組成全伺服動力驅動系統(tǒng)，實現壓力、流量全閉環(huán)控制系統(tǒng)，運動時壓力流量自動補償，保持壓力與流量的穩(wěn)定性，控制精度及重復精度高，射膠速度從靜止到最大僅需46ms的動態(tài)響應時間，取得了突破性的成果。

易霸伺服驅動注塑機EM－SVP/2，集合了震雄成熟的節(jié)能注塑機制作經驗再配置高效伺服電機油泵系統(tǒng)，比傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)省電及省水最高可達80%。

7.10 電交流伺服電機驅動節(jié)能動技術在塑機領域得到全面應用

交流伺服電機驅動執(zhí)行機構運行系統(tǒng)，無液壓驅動可能產生的油液污染、噪聲污染，并且動態(tài)反映快、大幅度節(jié)能，被稱為綠色設備。全電動綠色驅動技術，首先在注塑機上得到推廣應用，繼日本之后，中國已成為國際上第二位研發(fā)全電動注塑機的國家，但是技術水平、規(guī)模等各方面與日本是不可比擬的。

恩格爾e－motion 2440/380 T注塑機，采用全電動注射單元，各個獨立電動馬達并行操作，節(jié)省了機器的空循環(huán)時間，從而提高了效率，產品的效率也得到進一步的提升。其配備Schoettli XLight與用於生產直徑26毫米、重量僅1克瓶蓋的96腔模具組成完整的生產單元，此單元同時包括對成型瓶蓋的光學檢驗裝置。循環(huán)周期僅2.96秒。

全電動動力驅動在擠出機、中空成型機等其它塑料加工設備上也得到應用和推廣。戴維斯－標準有限公司在軟包裝成型、塑料加工和橡膠行業(yè)是全球的領導者，展示了全新的低速大扭矩交流伺服電機直接驅動擠出螺桿，可提供擠出機螺桿直徑范圍0.75英寸～3.5英寸，提高了傳動效率，相比傳統(tǒng)的齒輪減速箱可節(jié)約15～20%的能耗。BEKUM在中空成型機領域的創(chuàng)新聞名世界，新一代的EBLOW－XO7系列采用全電動驅動，位置精度0.01mm，縮短成型加工周期15%，節(jié)能50%，噪音72dB。BECKUM公司研發(fā)的新一代拉伸包裝機，由變頻扭矩電機改為伺服電機，采用分散伺服技術控制機器動作，從而使調節(jié)工作得到較大簡化、機器的功能得到更好的執(zhí)行并且簡單。伺服電機共同的直流總線式的能量分布均等，達到既節(jié)能也消除了制動阻力。Atlas公司推出的環(huán)境友好型的雙軸分切和分卷設備ER600，采用全電動控制而不是液壓控制，切割速度達到450/min，分切寬度最小為35mm，精確的分切減少了浪費。銓寶工業(yè)股份有限公司PN－CSS9000雙軸拉伸全自動吹瓶機，采用全電動驅動，確保機臺高速運轉和精密定位，最大產能達到12000PC/h，最大吹到 0.6L。

加拿大賓頓工程公司FlexWIN收卷機，伺服電機直接驅動，實現精確的力矩控制，節(jié)省能源。

全電動注塑機向高端塑料制品領域的步伐加快，體現出了更高的綠色技術附加值，同時促進了自身的綠色技術革命。發(fā)那科機器人制造有限公司一直保持著全電動注塑技術和產品方面的領先優(yōu)勢，經過18年的努力，全電動注塑機具有更先進的功能、更精密的控制精度、更快的成型速度以及更低的能耗，突出的節(jié)能環(huán)保優(yōu)異性能，廣泛應用于精密光學、汽車電子、精密齒輪、數碼電子和微型連接件等高端注塑行業(yè)中。威猛巴頓菲爾全電動驅動運用于醫(yī)用微型精密注塑機，精密注塑微型醫(yī)療器具，既推進了醫(yī)療器具的發(fā)展，又提高了全電動注塑機的附加值。

7.11 料斗原料干燥節(jié)能新技術

7.11.1料斗干燥原料的新型加熱節(jié)能系統(tǒng)

傳統(tǒng)干燥機節(jié)能發(fā)熱元件是電熱管及陶瓷紅外線等耗電高、壽命短之加熱元件。采用可調高效率熱風元件，瞬間產生的磁熱分子，利用鼓風機將熱分子吹送到需熱干燥的塑料原料上，達到干燥加溫的效果。發(fā)熱元件所產生的熱量95%，由風扇的對流空氣傳達支被加熱的物體上。傳統(tǒng)加熱鎢絲只能吹出30%的熱量。升溫快、溫度恒定、節(jié)電可達30%以上。

張家港市聯達機械有限公司LDYW－200型紅外線結晶除濕干燥系統(tǒng)，結晶－除濕－干燥三位一體一次完成，時間短、效率高、能耗低，幾乎不破壞原料結構。

TrueBlendPETTM回收料混合器，始終保持回收材料和新料在被喂入注塑機之前處于分離狀態(tài)，可避免在喂入過程中可能造成的物料比例的變化。具有不同體積密度和流動性能的新料和再生料的混合料到達喂口德速度更快。獨特的干燥系統(tǒng)和隔熱結構，混合過程中物料干燥不需要熱量輸入，降低了能耗。

7.11.2柔性PET原料節(jié)能干燥系統(tǒng)

在PET瓶坯生產中，30%的能耗是在干燥過程中被消耗的。意大利輔助設備生產商Moretto S.P.A新開發(fā)了幾種不同尋常概念的大型干燥系統(tǒng)，根據輸入原料的類型、成型干燥所需的數量、希望達到的生產速率，Flowmatik中央控制器就能自動運行，提供的氣流可與生產速率相適應，達到降低生產速率的時候節(jié)省更多的電能，故稱之謂“柔性”PET干燥系統(tǒng)。

Eureka系統(tǒng)包括新型的X Max干燥機、Flowmatik中央控制器和新型的OTX料斗。這一大容量系統(tǒng)可包括3～10臺干燥機，以及多達32個料斗，允許的最大加工能力大8000kg/h。與典型的雙床/雙塔設計不同，X Max干燥機采用了干燥面積比標準干燥床大50%的單干燥床設計，且不需要冷卻水和壓縮空氣。每個干燥機擁有獨立的空氣環(huán)路，并有一個露點儀控制，混合空氣的露點溫度始終保持在－65℃。多塔系統(tǒng)在整個運行過程中，獲得比其它系統(tǒng)更好的露點一致性。干燥床由充滿干燥劑的金屬管和中心帶有加熱器的空氣流動通道構成，可在更小的氣流下提供更均勻的加熱和更高的再生效率，由于內部環(huán)路是一個熱交換器，使再生的能量得到完全回收，從而節(jié)省大量的能耗。

這種大型系統(tǒng)與小型系統(tǒng)一樣具有調節(jié)柔性，即在不犧牲效率的前提下，允許降低產量，以更好適應市場經濟。OTX料斗設計了中央更大的魚雷頭，干燥空氣從干燥床的四周而不是從中間進入，增強了物料水分控制和干燥均勻性的控制水平，干燥溫度從180℃降至175℃，干燥時間從6h降至4h，并且節(jié)約了40%的干燥氣流。PET干燥過程需經過兩個料斗:第一個料斗容量較大，干燥溫度相對較低;第二個料斗容量較小，干燥溫度為180℃，使氣流的需求量減少50%以上。Flowmatik中央控制器智能運行，掌握每個料斗的容量和原料的堆積密度、被期望的停留時間、溫度以及空氣流動速率。

7.12 資源循環(huán)利用成型加工設備及技術

塑料廢棄物造成的危害已引起社會的廣泛關注。盡可能對廢棄塑料進行回收再生、循環(huán)使用，并逐步開發(fā)、應用可降解塑料，乃是當務之急。熱塑性塑料是可循環(huán)再生利用的資源。展示的回收料再生利用設備說明，提高回收料的物理回收方法的利用率、性能、特性等綠色技術研發(fā)越來越引起重視。

7.12.1 回收料混合器

TrueBlendPETTM回收料混合器，始終保持回收材料和新料在被喂入擠出機和注塑機之前處于分離狀態(tài)，可避免在喂入過程中可能造成的物料比例的變化。具有不同體積密度和流動性能的新料和再生料的混合料到達喂口德速度更快。獨特的干燥系統(tǒng)和隔熱結構，混合過程中物料干燥不需要熱量輸入。

7.12.2提高回收料長期循環(huán)利用壽命

嘉洛斯公司展示了為幫助PET容器實現長期可循環(huán)使用而開發(fā)的Joule RHB和SmartHeat吸熱劑，提高產品的可循環(huán)性，并最終降低工業(yè)能源成本與CO2排放量。

7.12.3 回收料優(yōu)質再生

低水平回收造粒越來越不適合綠色技術的開拓，提高回收料的附加值，實現優(yōu)質再生，成為回收料循環(huán)利用的發(fā)展方向?；厥樟显跀D出造粒過程中，加入各種助劑來賦予材料新的功能，進行共混改性，拓展其使用范圍。適合不同回收料、達到優(yōu)質再生料的不同性能和功能的綠色技術擠出造粒設備應運而發(fā)展，例如一體化擠出造粒、雙螺桿改性擠出造粒、低剪切低降解擠出造粒、雙階單螺桿造粒等等。

7.12.4“瓶到瓶”循環(huán)利用加工設備

“瓶到瓶”，即將廢舊PET瓶子做成食品級PET切片，然后再生產出新的瓶子，瓶子用完后，再做切片，這樣，資源就可以多次循環(huán)，實現用PET回收料生產PET飲料瓶。由此，減少廢品排放量，有效利用PET原料，引領PET瓶坯成型的低碳時代。2010年廢棄PET全球回收利用量不超過430萬噸，綜合回收率不超過30%。這個數據說明廢棄PET回收潛力還很大，但也說明沒有發(fā)達國家回收率的大幅提高，全球廢棄PET資源的充分利用還有相當長的距離。

克朗斯公司研發(fā)的“瓶到瓶”成套回收設備，該流程生產出的PET絮狀料，可以作為直接與食品接觸的原料，符合美國食品藥品管理局(FDA)的規(guī)定和德國聯邦風險評估所(BfR)的準則?？死仕乖O備方案采用模塊式結構，能力分別為500千克/小時和1000千克/小時。PET回收流程由一個清洗模塊和一個瓶到瓶模塊(B2B)組成。流程步驟包括材料處理、浸泡/清洗/沖洗、分離PET和PO、后續(xù)機械/熱力干燥和厚薄分離，最終在“超級清洗”中去除游離的內含雜質。

7.12.5“材到材”循環(huán)利用加工設備

寧波康潤機械科技有限公司BFPET－Z生產線，可以全部用PET廢舊瓶片做原料直接生產打包帶。PET打包帶又稱塑鋼帶，是一種直接取代鋼帶的高強度打包帶。

格諾斯塑膠技術有限公司MAS擠出機，行星輪式多螺桿結構，8條衛(wèi)星小螺桿通過環(huán)形齒輪，使用非常簡單的水封真空泵去加工未經預干燥的PET回收料成型高質量的制品。

廣東達誠機械有限公司雙螺桿片材擠出機，可利用100%邊角料、回收料生產，并且無需預結晶干燥，直接擠出片材，并達到高產低能耗。

青島順德塑料機械有限公司PET片材生產線，體現出回收料再生利用的理念。可使用100%的回收料，無需干燥結晶。螺桿機筒經過優(yōu)化設計，塑化均勻、擠出穩(wěn)定、產量高、壽命長。精密的定型壓光裝置具有調整功能，可確保片材的良好定型。制得得片材具有良好的氣體阻隔性、韌性、延伸性合優(yōu)良的回收性，可經成型加工成各種包裝產品。該公司的三條PET片材生產線于2010年底銷往英國。

7.12.6回收料處理周邊設備

太倉摩丹卡勒多尼塑料機械公司MINICOLOR定量給料裝置，有效解決了由于散裝材料特性而導致的螺桿喂料不夠精確的情況，給料可以與注塑設備的塑化同步，也可以連續(xù)與擠出機的螺桿轉速同步，成為快速循環(huán)注塑成型和壓力進給擠出機的理想選擇，提高了加料精度。

張家港市聯達機械有限公司LDYW－200型紅外線結晶除濕干燥系統(tǒng)，結晶－除濕－干燥三位一體一次完成，時間短、效率高、能耗低，幾乎不破壞PET原料分子結構，適應回料注射和擠出的自動加料。

7.13 液電復合互補動力驅動高性能成型節(jié)能系統(tǒng)

高性能成型的節(jié)能系統(tǒng)梗具有生命力。對節(jié)能的理解，從單純節(jié)能提升到高性能成型節(jié)能，是一個質的飛躍。

液電復合互補驅動就是把液壓動力驅動和電動動力驅動和諧結合成一體，發(fā)揮各自的性能優(yōu)勢，互補各自的功能缺陷，實現多能化、節(jié)能化、環(huán)?；?、低碳排放化的成型，同時提高了成型的性能，擴大了成型功能和應用領域。歐洲注重于液電復合互補動力驅動技術的開發(fā)和應用，實現高產能成型節(jié)能成型。擠出塑化可設計不同功能型式，達到節(jié)能塑化。用戶可以根據自己注射成形制品原材料的要求，直接把填充劑、添加劑和塑料原料一起喂入擠出機混煉塑化，取消了傳統(tǒng)工藝中擠出、熔融冷卻、造粒、烘干等過程及設備，避免物料再次加熱熔融以及分子量再次下降，節(jié)省了一次加熱、塑化和冷卻過程需要的能耗，從而使最終制品的工藝過程具有工序少、流程短、能耗低、成本低、減少環(huán)境污染、不需預混料等特點，注射成形制品。

液電復合互補驅動，打破了傳統(tǒng)的塑化動力驅動的觀念。獨立塑化擠出理念，使傳統(tǒng)注塑機向復合型擠出注塑機發(fā)展。擠出塑化設備可用單螺桿、雙螺桿、三螺桿等擠出機，擴大了注射塑化原料的使用范圍。Engel公司以模塊化方式把鎖模力10，000kN的Duo 7050/1000二模板大型注塑機與德國Leistritz的長徑比為36的直徑50mm的螺桿同向混煉平行雙螺桿擠出機組合成一套在線配混的擠注復合設備。東華機械有限公司與華南理工大學聚合物新型成型裝備國家工程研究中心合作，把鎖模力650噸、注射量3000克的注塑機，配電驅動的螺桿直徑50mm的三螺桿擠出機最大擠出塑化量達到250kg，成型同樣一個材料為PP加30%玻纖的制品，能耗降低45%、成型周期縮短20%，制品的力學性能得到提高。