國內塑片氣壓熱成型機發展趨勢探討

章俊波，羅慶青，鄭建雄

（1.廣東達誠機械有限公司，廣東汕頭 515061；2.汕頭市機械工程學會，廣東汕頭 515000）

0 前言

塑片氣壓熱成型機是一種塑料制品加工成型設備。其成型方法是將熱塑性塑料片材加熱至軟化，在氣體壓力下，依靠壓縮空氣將受熱軟化的塑料片材拉伸、加壓，使其緊貼在模具表面，冷卻定型后成為制品。同時能依照一定的程序重復生產循環，制造完全相同的產品。

我國塑片氣壓熱成型機起步較晚，雖然發展進步速度快，但仍與國際先進水平存在較大差距。現在市場經濟環境下國內塑片氣壓熱成型機應朝著怎樣的方向發展，逐步縮小與先進發達國家的差距，是值得研究的重要課題。

1 氣壓熱成型機行業現狀

目前，以德國塑片氣壓熱成型機最為有名，其從20 世紀50-60 年代就推出塑片氣壓熱成型機并銷往全球各地，多數采用傳統凸輪直動型式驅動；到了90年代初更是推出可傾斜式翻轉塑片氣壓熱成型機，配合自動堆疊等設備，合稱為全自動塑片氣壓熱成型機組。現在德國全自動塑片氣壓熱成型機組，生產運行最高速度達到35～45 模/分鐘，生產效率高，但其售價也為國內同類產品6～8 倍，往往無法讓中低端客戶接受。全自動塑片氣壓熱成型機工藝流程如圖1所示。

美國、荷蘭、土耳其、巴西等國也相繼推出可傾斜式塑片氣壓熱成型機組，其動力驅動形式五花八門，但其目的均是為了實現模臺的可傾斜式翻轉；從穩定性及運行效率上看，以德國擺動式共軛凸輪連桿機構配合的可傾斜式翻轉最為可靠，因此，目前運行整體速度均沒有德國設備高，德國全自動塑片氣壓熱成型機組搶占了全球大部分高端市場。

圖1 全自動塑片氣壓熱成型機工藝流程圖

我國從20世紀90年代后期，開始規?；a塑片氣壓熱成型機，采用傳統凸輪或液壓升降，運行速度緩慢，技術含量低，能耗大。隨著社會倡導環保、衛生生產思想的灌輸及國家對一次性塑片制品需求的劇增，塑片氣壓熱成型機制造遍地開花。但傳統塑片氣壓熱成型機無法實現可傾斜式翻轉堆疊，往往需要大量勞力揀取堆疊制品，效率低下，容易造成制品的二次污染，對食品衛生安全有重要影響[1]。

近幾年，國內有為數不多的幾家企業推出可傾斜式翻轉塑片氣壓熱成型機，但基本上運行速度緩慢，僅為10～20模/分鐘，自動堆疊計數功能也不完善；僅有為數一兩家企業推出全自動塑片氣壓熱成型機組，運行速度最高達到30～35模/分鐘，但仍與國際先進水平存在一定差距，技術也無法有效普及推廣。

2 塑片氣壓熱成型機技術發展趨勢

隨著世界科技的發展，節能、環保、智能化控制、精細化控制成為設備發展主流。發達國家已經把核能技術、微電子技術、激光技術、生物技術和系統工程融入了傳統的機械制造技術中。塑片氣壓熱成型機組集成、智能、網絡、高效、節能將成為未來發展的主流。

國際上全自動塑片氣壓熱成型機競爭日趨激烈，國內塑片氣壓熱成型機起步晚，技術水平較低，雖近年來發展迅速、但自動化、節能等方面與歐美發達國家存在較大差距。我國應配合產業自動化趨勢，朝研發技術、人才及發展等方向進行努力；逐步縮小與發達國家的技術差距，搶占市場[2]。

隨著技術的發展和普及，用工成本的不斷提升，未來如西方發達國家一樣，普通直動式成型均會淘汰，可傾斜式翻轉將成為發展的主流。

3 制約國內塑片氣壓熱成型機發展的關鍵技術

塑片氣壓熱成型機模臺運動方式可分為直動式與可傾斜式翻轉兩種。直動式成型一般由凸輪機構或液壓油缸驅動模臺直接上下運動實現開模與閉模。國內多數熱成型機仍采用比較落后的普通凸輪及液壓驅動直動式成型。可傾斜式翻轉式一般采用兩組擺動式共軛凸輪連桿機構驅動，一組負責模臺上下運動，一組負責模臺可傾斜式翻轉運動。

直動式成型，其運動行程必須大于制品高度40～60 mm，方能將制品吹出模臺；如配備機械手取杯，運行行程則一般大于制品行程80 mm 左右，模臺行程的加大也大大影響了成型機運行速度。直動式成型在國內應用最為廣泛，由于其設計及加工較為簡單，但往往無法配備相應的自動堆疊系統，自動化程度不高。

可傾斜式翻轉由于動模臺脫模后下降過程中實現傾斜式翻轉，模臺上下運動行程大大縮小，一般為直動式成型一半左右，而模臺翻轉后橫向出杯可以配合自動堆疊及計數等設備，實現自動化生產，也是塑片氣壓熱成型機發展的主流方向。

可傾斜式翻轉采用擺動式共軛凸輪機構配合連桿驅動，如圖2所示，由于兩個擺桿圍繞支點平行擺動，共軛凸輪旋轉時外輪廓與擺桿接觸點會隨著擺桿擺動變化而變化，共軛凸輪曲線輪廓的設計及加工難度較大，直接影響該機構的穩定性，這也是制約可傾斜式翻轉塑片氣壓熱成型機發展的最主要因素[3]。

圖2 擺動式共軛凸輪連桿機構設計圖

我國塑片氣壓熱成型機的發展必須通過支持一些具有實力和創新精神的企業做大做強，培養國內專業 設 計 隊伍，創建有中國特殊的塑片氣壓熱成型機，引領行業健康有序的發展。

4 結語

國內塑片氣壓熱成型機雖起步晚，但發展進步較快，要保持住良好的發展趨勢，必須不斷引進和學習國內外先進技術再創新，不斷根據市場的實際情況進行革新，朝著集成、智能、網絡、高效、節能方向發展，以適應市場發展步伐。

［1］黃站立，馬利平.我國食品包裝機械現狀及對策［J］.現代制造技術與裝備，2009（2）：28-29.

［2］楊茜.我國包裝工業發展綜述［J］.上海包裝，2006（3）：11-12.

［3］黃清海，葉仲和.用解析法設計滾子擺動從動件雙凸輪—連桿組合機構［A］.全國印刷、包裝機械凸輪、連桿機構學術研討會（第6 屆全國凸輪機構學術年會）論文集［C］.2005.