與市場無縫結(jié)合創(chuàng)新包裝塑料機械

寧波海達(dá)塑料機械有限公司 張友根

塑料機械是食品、醫(yī)療、飲料等包裝塑料制品生產(chǎn)的重要設(shè)備。中國塑料機械工業(yè)是新世紀(jì)以來增長最快的產(chǎn)業(yè)之一，已經(jīng)連續(xù)10年保持了產(chǎn)量世界第一的紀(jì)錄，推動了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。中國塑機行業(yè)大而不強的情況依然存在，國產(chǎn)塑料機械的總體技術(shù)水平在國際上處于二、三流的中、低端水平。進(jìn)入新世紀(jì)十年來，國內(nèi)塑機市場份額按價值計算，50%以上被進(jìn)口設(shè)備占領(lǐng)，而且這種狀況趨勢在擴(kuò)大。塑料機械不能滿足內(nèi)需是塑機發(fā)展中存在的最大問題，改變現(xiàn)況已成為塑料機械發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。根據(jù)包裝行業(yè)的發(fā)展特點，與市場無縫結(jié)合，努力開發(fā)一批引領(lǐng)市場發(fā)展的的新產(chǎn)品、提升一批達(dá)到國際先進(jìn)水平的重點產(chǎn)品、創(chuàng)新創(chuàng)造一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，滿足內(nèi)需，是發(fā)展包裝塑機設(shè)備的根本理念。

一、轉(zhuǎn)變塑機增長方式 創(chuàng)新創(chuàng)造滿足內(nèi)需

國內(nèi)塑料機械產(chǎn)業(yè)涵蓋了塑料原料配混機械、塑料成型加工機械、塑料二次加工機械、塑料加工輔助機械等四大類，擁有300多個品種，占80%以上的三大品種依次是注塑機、擠出機/擠出生產(chǎn)線和吹塑機。塑機行業(yè)快速發(fā)展，競爭加劇，國內(nèi)同行之間激烈的價格戰(zhàn)已由國內(nèi)延伸到國際市場，不利于市場健康有序的良性發(fā)展；技術(shù)含量低，以低價位與國際市場競爭；塑機的技術(shù)水平中、低端化，缺乏核心技術(shù)，不能滿足內(nèi)需，改變不了進(jìn)口大于出口的趨勢。一旦塑料機械市場萎縮，首先是中、低端市場萎縮，國內(nèi)制造商受到的打擊最大，高端塑機迎合了相關(guān)產(chǎn)業(yè)科技進(jìn)步的需要，幾乎不受影響。面對井噴發(fā)展形勢不能過于樂觀，把困難和問題估計得更充分一些，更加周密做好應(yīng)對紅火過后的各項工作，關(guān)鍵是轉(zhuǎn)變科學(xué)發(fā)展觀、著力投入自主創(chuàng)新力做中國創(chuàng)造，才能牢牢把握發(fā)展的主動權(quán)。

轉(zhuǎn)變塑料機械的增長方式已成為迫切需要解決的問題。塑機是一個應(yīng)用范圍很廣的極有前途的加工機械，應(yīng)用范圍越來越廣。塑機技術(shù)必須跟上塑料制品的發(fā)展，不斷開拓創(chuàng)新，才能具有生命力。停留在中、低端的技術(shù)水平上，最終將被市場淘汰。高能耗、低性能、低效率、低功能的塑機必將被淘汰，高端技術(shù)水平的塑機市場必將越來越廣。塑機的品種和功能更趨于細(xì)化，高附加值的功能化專用化的塑機的需求將越來越多。

二、與市場無縫結(jié)合的創(chuàng)新創(chuàng)造研發(fā)塑機

任何一個企業(yè)都希望自己的產(chǎn)品取得市場主導(dǎo)地位，如何才能取得？以東莞某機械制造有限公司自主創(chuàng)新發(fā)明BOPP拉伸吹瓶設(shè)備實現(xiàn)中國醫(yī)療大輸液瓶的歷史性變革為例說明這個問題。公司已為國內(nèi)外用戶提供了200余條生產(chǎn)線，國內(nèi)90%以上的BOPP大輸液瓶都由東莞佳鴻機械制造有限公司設(shè)備生產(chǎn)的，國際上一些知名廠商的設(shè)備也擠不進(jìn)中國BOPP大輸液瓶的成型市場，取得了市場穩(wěn)固的主導(dǎo)地位。BOPP大輸液瓶拉伸吹瓶設(shè)備屬國內(nèi)首創(chuàng)，達(dá)到國際先進(jìn)水平，成為全球最早、目前規(guī)模最大的BOPP制瓶成套系統(tǒng)供應(yīng)商。

輸液包裝塑料化，已是全球發(fā)展趨勢。二十一世紀(jì)初，國際上PP拉伸吹瓶設(shè)備技術(shù)還不成熟，國內(nèi)還沒有投入研發(fā)。研發(fā)PP拉伸吹瓶設(shè)備已是一個迫切需要解決的課題，否則必然會拖醫(yī)療包裝發(fā)展的后腿。BOPP瓶拉伸成型設(shè)備的開發(fā)，首先創(chuàng)新發(fā)明BOPP大輸液瓶，使制品得到市場認(rèn)可，才能使成型設(shè)備得到市場認(rèn)可，公司取得了三項BOPP大輸液瓶的發(fā)明專利，并得到國際、國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可，引領(lǐng)了醫(yī)療市場由大輸液玻璃瓶向BOPP大輸液瓶轉(zhuǎn)變。掌握了BOPP瓶的性能和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，就能針對性地創(chuàng)新研發(fā)拉伸吹瓶設(shè)備。以BOPP大輸液瓶設(shè)備的創(chuàng)新發(fā)明達(dá)到提高完善制品的技術(shù)性能。以BOPP拉伸吹瓶設(shè)備為中心，開發(fā)與成型BOPP瓶有關(guān)的瓶胚注塑機及瓶蓋注塑機等上游設(shè)備；開發(fā)灌裝機、封口機等下游設(shè)備；開發(fā)與瓶胚注塑機有關(guān)的有熱流道瓶胚/蓋模具、塑料原料等；與拉伸吹瓶設(shè)備主機有關(guān)的有上胚機、熱流道吹塑模具等；與產(chǎn)品有關(guān)的一系列成形工藝，為用戶提供成套聯(lián)線生產(chǎn)線。根據(jù)BOPP瓶的特殊要求，先后投入上千萬元，在2007年終于實現(xiàn)了在無菌環(huán)境下將吹瓶與焊環(huán)兩個環(huán)節(jié)進(jìn)行全自動無縫連接的聯(lián)線生產(chǎn)。獲得發(fā)明授權(quán)專利6項、實用新型專利20項、外形專利3項。

從東莞某機械制造有限公司自主創(chuàng)新BOPP拉伸吹瓶設(shè)備取得市場主導(dǎo)地位，可以總結(jié)出基本的一點是：以塑料制品為中心創(chuàng)新發(fā)明成型設(shè)備，才能引領(lǐng)市場取得市場的主導(dǎo)地位。

三、創(chuàng)新創(chuàng)造包裝塑機初見端倪

高端包裝塑機是指成形加工能力具有創(chuàng)造發(fā)明技術(shù)含量高的設(shè)備。具體表現(xiàn)為：

1.引領(lǐng)有關(guān)領(lǐng)域塑料制品開拓應(yīng)用的發(fā)展，推動有關(guān)行業(yè)科技進(jìn)步。

2.成形加工能力具有明顯科技進(jìn)步，完美解決制品成形加工中長期存在的技術(shù)問題，達(dá)到制品更新?lián)Q代以適應(yīng)應(yīng)用的要求。

國外先進(jìn)的技術(shù)越來越多進(jìn)入我國，隨著這些先進(jìn)的技術(shù)的進(jìn)入，高端塑料制品需求量越來越多。高端塑料注射制品的加工基本上為進(jìn)口的高端塑機，國產(chǎn)塑機大多僅從事中、低端塑料制品的注射成形加工。高端塑機能為客戶成形利潤高的高端塑料制品，同時也為高端塑機研發(fā)制造單位帶來豐厚的回報。高端塑機是一個高科技行業(yè)，我國高端塑機的研發(fā)是一個薄弱環(huán)節(jié)，實質(zhì)性的發(fā)明創(chuàng)新少之又少，沒有多少推動高端塑機發(fā)展的發(fā)明創(chuàng)新。

近年來，我國在研發(fā)高端塑機方面有了起色，名不見經(jīng)的小公司依靠自己的科技優(yōu)勢，積極研發(fā)高端注塑機，并且獲得了成功，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。本節(jié)介紹幾個國內(nèi)成功開發(fā)高端塑機的例子。

2.1 高端注塑機

（1）PET瓶胚注塑設(shè)備

PET瓶胚注塑設(shè)備主要由擠注復(fù)合注射塑化系統(tǒng)的PET瓶坯注塑機、全自動多工位機械手、高精度模具等幾個部分組成，集原材料的干燥、PET瓶坯塑化射出、瓶坯的取出及輸送、檢測等為一體化。配備高質(zhì)量的德國熱流道不僅節(jié)約了生產(chǎn)原料，而且提高了產(chǎn)品質(zhì)量，加快成型周期，提高生產(chǎn)效率。采用閥針式注澆口達(dá)到大流量注射，滿足國際客戶的高質(zhì)量要求。國內(nèi)獨創(chuàng)的多工位機械手，使成品有充足的時間冷卻，大大提高了成品的合格率。閥控伺服液壓系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能和保證了運行精度及其重復(fù)精度的穩(wěn)定性，MOOG伺服閥精確控制移模位置，低壓護(hù)模位移精度可達(dá)到0.10mm，充分保證了高精度模具。小容量蓄能器穩(wěn)定了注射壓力，減低了噪聲；大容量蓄能器提高了注射速度節(jié)約了能耗。伺服電機驅(qū)動的擠出塑化系統(tǒng)保證了大容量PET塑化的質(zhì)量一致性，為群腔PET瓶坯高速高效注射成型創(chuàng)造了先決條件。開發(fā)的核心控制技術(shù)保證了加工質(zhì)量。U360PET瓶坯注塑機，72腔模具，成型500m l瓶坯，周期9s，產(chǎn)能最高達(dá)到28800支/h。高端PET瓶坯注塑機迎合了市場發(fā)展，走上了性能競爭之路，走出了低價位的惡性競爭，例如一臺合模力130t的高端PET瓶坯注塑機售價達(dá)到108萬，國內(nèi)普通的PET瓶坯注塑機售價在10萬左右。高端PET瓶坯注塑機贏得了市場的青睞。

（2）多組分注塑機

立式轉(zhuǎn)塔、轉(zhuǎn)盤雙功能雙色機，采用兩組射出系統(tǒng)，一個鎖模系統(tǒng)，一個轉(zhuǎn)塔系統(tǒng)，一個三工位轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)。此款產(chǎn)品有兩個可同時注射的射出單元滿足雙色（雙物料）產(chǎn)品的成型需要；主要具有中心塔托起并轉(zhuǎn)動的功能的轉(zhuǎn)塔機構(gòu)，配合A、B兩組模具，達(dá)到產(chǎn)品在一次注射后通過中心塔托起并轉(zhuǎn)動到另一個模具內(nèi)注射，實現(xiàn)產(chǎn)品上下兩個面同時包膠，突破了原來雙色注塑機由于產(chǎn)品跟隨模具旋轉(zhuǎn)、只能注射一個面的瓶頸。中心轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)為中心塔盤、齒輪傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)塔升降油缸、轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)動驅(qū)動動力單元組成。機器工作時先在模具A中做產(chǎn)品的第一種物料注射，開模后轉(zhuǎn)塔上升，產(chǎn)品成型脫模后由轉(zhuǎn)塔盤帶動已注射第一種物料產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)120°，放入模具B進(jìn)行注塑第二種物料，此時模具A同時注射第二個產(chǎn)品的第一種物料，開模后后轉(zhuǎn)塔上升，產(chǎn)品成型脫模后由轉(zhuǎn)塔盤帶動已注射第二種物料的產(chǎn)成品至取件工位取出產(chǎn)成品，同時已注射第一物料的產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)至B模具，完成一個循環(huán)。此后每轉(zhuǎn)120°，出一次產(chǎn)成品。由于機器下模板配備三工位轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)，機器在實現(xiàn)轉(zhuǎn)塔雙色成形的功能外，由兩個上模配合三個下模，既可作為轉(zhuǎn)塔成型雙色又可作為轉(zhuǎn)盤雙色機成型，填補了國際注塑界的空白。

2.2 高端多層共擠薄膜設(shè)備

七層共擠PVDC高阻隔吹塑薄膜成型設(shè)備，由7臺螺桿直徑為60mm高扭矩擠出機、7層共擠低型體螺旋式IBC模頭、專利的AutoKu全自動雙風(fēng)唇風(fēng)環(huán)、IBC內(nèi)冷控制、旋轉(zhuǎn)掃描的非接觸式膜厚控制系統(tǒng)、導(dǎo)輥式穩(wěn)泡架、碳纖維輥式電動調(diào)節(jié)人字板、專利的齒輪旋轉(zhuǎn)水平牽引裝置、全氣動糾偏系統(tǒng)，帶自動張力控制的二級牽引裝置、全自動高速中心—表面收卷機、稱重料斗控制每層物料比例、整線電腦控制系統(tǒng)等組成。七層共擠PVDC高阻隔吹塑薄膜以PVDC為阻隔層，進(jìn)一步降低薄膜的成本，同時提高薄膜的綜合性能，廣泛應(yīng)用于食品、奶制品、軍品等包裝領(lǐng)域。

2.3 高端中空成型機

中空成型機，采用“底對底對吹”的方法，可配1～4腔型坯頭，移模和型坯頭升降采用比例控制，最新的帶遠(yuǎn)程診斷的Beckhoff控制器，自動打飛邊等功能，從而實現(xiàn)全自動、低能耗、高產(chǎn)量的生產(chǎn)，空循環(huán)時間為1.9s，是目前國內(nèi)同類機器中空循環(huán)時間最短的機器，同比國內(nèi)同類型機器可節(jié)能20～25%。

2.4 高端拉吹成型機

旋轉(zhuǎn)式拉伸吹瓶機憑借在包裝行業(yè)的領(lǐng)先技術(shù)。機-電-液-氣四位一體的現(xiàn)代高新科技設(shè)備，適用于飲用液、醫(yī)療液等液態(tài)容器的冷灌裝、亞熱灌裝、高溫滅菌熱灌裝的PET、PP等各類包裝容器的高速拉伸吹塑成型，尤其是開辟了旋轉(zhuǎn)式拉伸吹瓶機成型PP材料的醫(yī)療大輸液瓶和沖洗液瓶拉吹成型設(shè)備的先例，填補了國內(nèi)空白，達(dá)到國際水平。單模1700支/h的產(chǎn)能達(dá)到了國際先進(jìn)水平。成功應(yīng)用于包括加拿大CCC、中國的北極熊和華森等國內(nèi)外拉伸吹塑容器的著名公司。

四、重點關(guān)注有關(guān)行業(yè)塑料制品應(yīng)用發(fā)展創(chuàng)新創(chuàng)造包裝塑機

包裝是最大的塑料制品使用行業(yè)，是塑料應(yīng)用中最多的領(lǐng)域。全球每年約生產(chǎn)塑料制品1億t，其中一次性包裝材料3000萬t，近幾年，我國塑料包裝材料總產(chǎn)量約占包裝材料總產(chǎn)量的1/3，居各種包裝材料之首，增幅較大。

塑料可以說是“萬能”材料，塑料機械業(yè)可以說是“萬能”成型設(shè)備，塑料制品在各個領(lǐng)域的應(yīng)用日趨擴(kuò)大，發(fā)展前景不可估量。節(jié)材節(jié)能化推動了塑料機械的科技進(jìn)步，塑料機械的創(chuàng)造創(chuàng)新推動了節(jié)材節(jié)能的科技進(jìn)步。塑料機械行業(yè)與其他行業(yè)緊密成一體，共同開拓塑料制品的應(yīng)用發(fā)展，才能引領(lǐng)塑料工程的發(fā)展。塑料機械行業(yè)應(yīng)與塑料原料研發(fā)行業(yè)一起，研發(fā)新的設(shè)備滿足有關(guān)行業(yè)對塑料制品的需求，有關(guān)行業(yè)根據(jù)本行業(yè)塑料制品的新需求對塑料機械行業(yè)及原理研發(fā)行業(yè)提出要求，這樣結(jié)合起來，共同推動了塑料制品的科技發(fā)展，同時不斷為創(chuàng)造創(chuàng)新塑機提供了發(fā)展的平臺。

4.1 醫(yī)療行業(yè)

新醫(yī)藥是七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。醫(yī)療塑料制品是推動和促進(jìn)醫(yī)療事業(yè)發(fā)展和提供醫(yī)療技術(shù)水平的必不可少的器材，甚至起到?jīng)Q定性的關(guān)鍵作用，例如，介入醫(yī)療離開了微型導(dǎo)管就無法實施。我國醫(yī)療塑料制品技術(shù)水平與消費水平與發(fā)達(dá)國家存在較大的差距，醫(yī)療塑料制品發(fā)展嚴(yán)重不足，我國人均醫(yī)療塑料制品消費僅為美國的十分之一。醫(yī)療塑料制品主要為注塑成型件，醫(yī)療的發(fā)展對注塑制品的需求越來越多，要求也越來越高。據(jù)報道，2013年，全球醫(yī)藥包裝市場的規(guī)模預(yù)計將達(dá)到623億美元，亞太地區(qū)的增長率將最為強勁，中國將是促進(jìn)這一地區(qū)醫(yī)藥包裝行業(yè)增長的最大推手，年增長率預(yù)計將為11.5%。

全面關(guān)注十大類醫(yī)療塑化件：物流類，如器材托盤；容器類，如輸液瓶/袋、安瓿瓶；包裝類，如藥物外包裝、真空包裝，等等。

4.2 農(nóng)業(yè)行業(yè)

農(nóng)業(yè)塑料制品應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣闊，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了狹隘意義上的農(nóng)業(yè)，農(nóng)林牧副漁業(yè)中各種塑料制品無所不用。糧食包裝，蔬菜包裝，乳類包裝，肉類包裝，魚類包裝，等等。

4.3 食品行業(yè)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，食品包裝材料和容器也發(fā)生了較大的變革，各種新型材料以及材料加工新技術(shù)的研究和開發(fā)，特別是新型高分子材料不斷的涌現(xiàn)，為食品包裝提供了廣闊的發(fā)展前景。生物可降解塑料的發(fā)展較為迅速，用它制成的包裝材料可以通過燃燒、生化分解和昆蟲吃食等方式處理掉，從而免除了“白色污染”的危害。薄膜、容器是主要的包裝用塑料制品。

5 結(jié)語

包裝塑機行業(yè)應(yīng)堅持實踐科學(xué)發(fā)展觀，用科學(xué)的發(fā)展理念自主創(chuàng)新塑機的核心技術(shù)，以市場為導(dǎo)向調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。簡單重復(fù)雷同的產(chǎn)品走向絕境，適應(yīng)市場發(fā)展的高科技產(chǎn)品開發(fā)永無止境。與市場無縫結(jié)合創(chuàng)新發(fā)明設(shè)備能引領(lǐng)應(yīng)用市場發(fā)展，前途越來越廣；仿制測繪設(shè)備僅追趕應(yīng)用市場腳步，前途越來越窄。開發(fā)高端塑機，改變中、低端化塑機的現(xiàn)狀。沒有核心技術(shù)，將永遠(yuǎn)走不出只能生產(chǎn)中、低端塑機的命運。