吹塑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

　　能源與資源的利用效率如今成為吹塑生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展聚焦所在。全自動(dòng)機(jī)器設(shè)備、新型加熱技術(shù)和系統(tǒng)，以及塑形工藝的改良，無不推動(dòng)了吹塑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，也為應(yīng)用這些成果的企業(yè)開辟了更廣闊的發(fā)展空間。
　　
　　德國杜塞爾多夫舉辦的K2010（第18屆塑料橡膠展覽會(huì)）充分展現(xiàn)了塑料行業(yè)各領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展和創(chuàng)新力量。金融危機(jī)的發(fā)展停滯期成為修煉內(nèi)功的契機(jī)，眾公司紛紛將精力投入在改進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)和開發(fā)新技術(shù)上，從而推進(jìn)了生產(chǎn)的技術(shù)性改良和高度自動(dòng)化，以及資源使用效率的提高。
　　
　　新型生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)保障產(chǎn)品高品質(zhì)
　　
　　市場(chǎng)對(duì)包裝材料類產(chǎn)品不斷提出更高的品質(zhì)要求，這就需要嚴(yán)密的生產(chǎn)監(jiān)控來保障產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，同時(shí)生產(chǎn)全程必須清潔可控。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，越來越多的生產(chǎn)線開始加入生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，用以獲得實(shí)時(shí)生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù)。德國波恩的考特斯機(jī)械制造公司展出其研發(fā)的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)整合了密封性測(cè)試、產(chǎn)品重量自動(dòng)校準(zhǔn)和攝像測(cè)試系統(tǒng)，可在生產(chǎn)過程中對(duì)不合格產(chǎn)品加以識(shí)別、隔離、匯總。系統(tǒng)可記錄生產(chǎn)參數(shù)，持續(xù)監(jiān)控并檢測(cè)總能耗，并且用圖表數(shù)據(jù)體現(xiàn)生產(chǎn)效率，從而幫助提高能源使用效率，達(dá)到生產(chǎn)監(jiān)控的目的。這一設(shè)計(jì)理念已經(jīng)被KLS8-100高性能吹塑設(shè)備所充分應(yīng)用（見圖1）。　　
　　壁厚控制系統(tǒng)提高原材料使用效率
　　
　　資源的節(jié)約要同時(shí)從環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益兩個(gè)方面加以考慮，為此，吹塑行業(yè)聚焦在原料的使用、生產(chǎn)流程及生產(chǎn)技術(shù)的智能化應(yīng)用上。如今中空吹塑產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)是更薄壁和更輕量化，型胚的壁厚分布直接影響到zui終成品的壁厚分布，其數(shù)據(jù)會(huì)被壁厚控制系統(tǒng)記錄，用以提高原材料的使用效率，壁厚控制系統(tǒng)涵蓋異形模具、局部壁厚等多項(xiàng)控制內(nèi)容。在CheK.NRW發(fā)起聯(lián)合研究項(xiàng)目“MaterialundRessourceneffizienzfurKunststoffhhlkorper”（即：中空塑料產(chǎn)品生產(chǎn)中原材料與能源的利用）中，德國波恩Dr.ReinoldHagenStiftung公司與圣奧古斯汀Bonn-Rhein-Sieg大學(xué)，及特羅斯多夫IngenieurburoFeuerherm公司展開合作，研究課題是容量小于3l的小規(guī)格產(chǎn)品局部壁厚控制系統(tǒng)，旨在提高原材料使用效率。
　　
　　全自動(dòng)吹塑設(shè)備更節(jié)約能耗
　　
　　距離*臺(tái)全自動(dòng)吹塑設(shè)備問世已相隔多年，如今全自動(dòng)設(shè)備正面臨各種多樣化的市場(chǎng)要求，考量的標(biāo)準(zhǔn)也更面面俱到，不僅要比液壓設(shè)備更加節(jié)能，更*，還要更能保持設(shè)備清潔度，例如，藥品或食品精細(xì)包裝的生產(chǎn)需要在潔凈車間來進(jìn)行，因而其生產(chǎn)設(shè)備必須是無油的。應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求，包括傳統(tǒng)液壓設(shè)備在內(nèi)的許多設(shè)備制造商，都會(huì)提供全自動(dòng)或者半自動(dòng)設(shè)備的解決方案。德國柏林BekumMaschinenfabrik有限公司展出了新一代Eblow自動(dòng)吹塑設(shè)備配置有全新的壓合系統(tǒng)（見圖2），該自動(dòng)系統(tǒng)建立在C-base結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，可支持多機(jī)器同時(shí)運(yùn)行且并行不悖。據(jù)制造商介紹，這將不僅延長設(shè)備使用壽命，而且系統(tǒng)還可定位到0.01mm，實(shí)現(xiàn)快速均勻的壓合，整齊的切割。合模工序由伺服電動(dòng)機(jī)和水齒輪共同完成。與傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)相比，該新型系統(tǒng)的維護(hù)成本低，且可*運(yùn)行，節(jié)約能耗達(dá)50%。　　
　　德國大貝倫UniloyMilacron有限公司展出的UMS12E.D.全自動(dòng)吹塑設(shè)備，也可節(jié)約能耗達(dá)45%。除了上面提到的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，該設(shè)備淘汰了液壓組件，將轉(zhuǎn)換閣整合進(jìn)系統(tǒng)，安裝在擠出裝置下方，又可節(jié)約22%的能耗。參展的所有用于順序混合擠出成型的全自動(dòng)吹塑設(shè)備均由意大利馬真塔UniloyMilacron有限公司出品。UMA12SeCo2EnergiaZero全自動(dòng)吹塑設(shè)備（見圖3）將傳統(tǒng)順序混合擠出成型設(shè)計(jì)理念與新型自動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，無連接壓合組件、栓，以及順序模具系統(tǒng)、吹口用的壁厚控制都是全自動(dòng)的。生產(chǎn)運(yùn)行度高是該全自動(dòng)模具系統(tǒng)所具有的*優(yōu)勢(shì)，有助于更好地控制塑料再生產(chǎn)環(huán)節(jié)的傳送區(qū)域。
　　
　　公共支持項(xiàng)目中的效能研究
　　
　　在德國亞琛RWTHAachen大學(xué)的塑料生產(chǎn)研究中心（IKV）的管理指導(dǎo)下，德國漢堡吹塑設(shè)備制造商KHSCorpoplast有限公司，與德國BruckmuhlAdPhos創(chuàng)新技術(shù)公司，及德國哥斯拿OkertalerMineralbrunnen有限公司，合作開發(fā)出了塑料容器生產(chǎn)能耗與能源使用效率解決方案，該項(xiàng)目獲得了德國聯(lián)邦教育與研究管理局（BMBF）及德國項(xiàng)目管理代理Karlsruhe公司資金支持。項(xiàng)目特別密切考量了三個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)—原材料、電力和壓縮空氣的消耗量。關(guān)鍵指標(biāo)可以說與PET材料重量息息相關(guān)，這因而也彰顯了拉伸吹塑生產(chǎn)的輕量化趨勢(shì)（見圖4）。*項(xiàng)研究指出，PET材質(zhì)的加速拉伸工序可以節(jié)省約3%的原材料。拿OkertalerMineralbrunnen公司生產(chǎn)的1.5lPET瓶來說，這就意味著將PET原材料使用量從31g減少到30g，按照現(xiàn)在的PET市場(chǎng)價(jià)格，在年產(chǎn)量1億PET瓶的情況下，這就意味著成本節(jié)約達(dá)12萬歐元，這還沒有計(jì)算進(jìn)輕量化型胚再加熱環(huán)節(jié)節(jié)約能耗帶來的效益。　　生產(chǎn)工程研究和提高成果被應(yīng)用于Corpoplast拉伸吹塑設(shè)備的母料填充工序，并將做進(jìn)一步細(xì)節(jié)化的分析。
　　
　　新型微波加熱技術(shù)
　　
　　德國KronesAG,Neautraubling公司展出了為Contiform系列拉伸吹塑設(shè)備開發(fā)的微波加熱技術(shù)（見圖5）。　　
　　ContiformS8設(shè)備擁有FlexWave加熱技術(shù)，在型胚再加熱工藝上向前邁進(jìn)了一大步。從2009年底開始，使用FlexWave技術(shù)的設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用于日常填充加工。根據(jù)設(shè)備制造商介紹，與目前市場(chǎng)上的紅外加熱系統(tǒng)相比，新型微波加熱系統(tǒng)可顯著減少能耗。該系統(tǒng)有助于提高吹塑設(shè)備的填充物使用效率，因?yàn)榧訜釙r(shí)間縮短，烤箱中的型胚數(shù)量就大大減少了，如遇意外生產(chǎn)中止，型胚損耗量相對(duì)降低。
　　
　　系統(tǒng)的每個(gè)微波發(fā)射點(diǎn)都配有關(guān)閉腔共振器，確保微波能量被型胚吸收。微波的高穿透力可以均勻加熱型胚，從而節(jié)省下了表面降溫和平衡時(shí)間。該系統(tǒng)具有高靈活可調(diào)性，且不受型胚色彩、PET材質(zhì)或可回收比例的影響，這些優(yōu)勢(shì)使得微波加熱技術(shù)前景尤為可觀。
　　
　　現(xiàn)有ContiformS8設(shè)備配有一個(gè)旋轉(zhuǎn)烤箱，內(nèi)置16個(gè)微波發(fā)射點(diǎn)，因而系統(tǒng)的投資成本超過了傳統(tǒng)IR加熱系統(tǒng)。但若達(dá)到加熱/吹塑比率為1：1，微波加熱技術(shù)在拉伸吹塑設(shè)備制造中發(fā)揮潛力便遠(yuǎn)非傳統(tǒng)技術(shù)可比擬。
　　
　　加熱模塊的改進(jìn)顯著減少能耗
　　
　　法國LeHavre機(jī)器制造商SidelS.A.S.公司也聚焦在如何提升型胚再加熱生產(chǎn)過程中的能源使用效率。據(jù)該公司介紹，與原有模式相比，其新型SBOUniversal2Eco設(shè)備線的加熱區(qū)域負(fù)荷可以減少40%。通過改進(jìn)紅外加熱烤箱內(nèi)部構(gòu)造，設(shè)備制造商成功地顯著減少了單艙加熱燈數(shù)量和加熱艙總量。例如在生產(chǎn)1.5l瓶時(shí)，Sidel就推出了新型加熱烤箱（見圖6），生產(chǎn)同質(zhì)的瓶，新型加熱烤箱僅需要10個(gè)加熱艙，而原加熱烤箱則需要14個(gè)。同時(shí)，新型加熱艙中的加熱燈數(shù)量也從10減少到9，型胚間距從50mm減少到40mm。2009年每生產(chǎn)一個(gè)瓶的耗電量是4.7kWh，而如今使用新型加熱技術(shù)的單瓶耗電量?jī)H為2.6kWh。　　
　　結(jié)語：
　　
　　能源使用效率、可持續(xù)生產(chǎn)和資源保護(hù)仍然是吹塑行業(yè)發(fā)展的三大主旋律。設(shè)備制造商針對(duì)整個(gè)吹塑產(chǎn)業(yè)鏈在尋求不同的解決方案，或改進(jìn)驅(qū)動(dòng)、塑形技術(shù)，或優(yōu)化生產(chǎn)工作流程，zui終，提升產(chǎn)品品質(zhì)才是發(fā)展的*。