張友根
(寧波海達(dá)塑料機(jī)械有限公司,浙江 寧波 315200)
基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的“十三五”注塑機(jī)的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)
張友根
(寧波海達(dá)塑料機(jī)械有限公司,浙江 寧波 315200)
基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的低碳循環(huán)發(fā)展方式是“十三五”注塑機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的戰(zhàn)略核心,攻略注塑工程實(shí)現(xiàn)“中國制造2025”的基礎(chǔ)。提出了基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的十二方面屬性;提出了基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的十個(gè)理念的變革;研究了基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)的綠色科技新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)要點(diǎn);研究了基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑工程七個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。指出我國的注塑機(jī)行業(yè)應(yīng)深刻反思30年來的制造歷程,為什么總是處在低端狀態(tài),還應(yīng)老老實(shí)實(shí)做學(xué)生,才能在技術(shù)方面有所突破和創(chuàng)新,逐步實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)注塑工程的發(fā)展。
注塑機(jī);生態(tài)環(huán)境保護(hù);新常態(tài);分析研究;應(yīng)用技術(shù)
“十二五”表明中國注塑機(jī)制造業(yè)正面臨前所未有的挑戰(zhàn),模仿型排浪式設(shè)備消費(fèi)階段基本結(jié)束,綠塑創(chuàng)新的個(gè)性化、差異化、功能化、專用化的設(shè)備的消費(fèi)漸成主流,市場(chǎng)從數(shù)量擴(kuò)張和價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的“舊常態(tài)”,逐步轉(zhuǎn)向質(zhì)量技術(shù)型、性能高端化、功能多樣化為主的創(chuàng)新創(chuàng)造“新常態(tài)”,其戰(zhàn)略核心是基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的低碳循環(huán)發(fā)展的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。本文提出了基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的屬性、理念、評(píng)價(jià)體系;提出了基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的屬性、理念、評(píng)價(jià)體系;提出了基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的十個(gè)理念的變革;研究了基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)的綠色科技新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)要點(diǎn);有救了基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑工程七個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。指出我國的注塑機(jī)行業(yè)應(yīng)深刻反思30年來的制造歷程,為什么總是處在低端狀態(tài),還應(yīng)老老實(shí)實(shí)做學(xué)生,才能在技術(shù)方面有所突破和創(chuàng)新,逐步實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)注塑工程的發(fā)展。
新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)突出設(shè)備生命周期內(nèi)生態(tài)環(huán)境屬性,并把生態(tài)環(huán)境屬性統(tǒng)率全過程。在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)方案階段納入設(shè)備在整個(gè)生命周期內(nèi)(設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、銷售、使用或消費(fèi)、廢棄處理)產(chǎn)品的生態(tài)環(huán)境屬性(自然資源的利用、對(duì)環(huán)境和人的影響、可拆卸性、可回收性、可重復(fù)利用性等),以現(xiàn)代能源技術(shù)、材料技術(shù)、生物技術(shù)、污染治理技術(shù)、資源回收技術(shù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等科學(xué)技術(shù)為指導(dǎo),從設(shè)備及其系統(tǒng)、部件,直至零件的設(shè)計(jì)必須實(shí)施從方案的確定、設(shè)計(jì)的方法、材料的選擇、加工型式及工藝、回收利用及處理等生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié),圍繞綠色材料、綠色結(jié)構(gòu)、綠色制造、綠色成型加工、綠色能耗、綠色包裝、綠色再制造、綠色維修、綠色服務(wù)等全套綠色方案進(jìn)行發(fā)展和研發(fā),預(yù)先防止設(shè)備對(duì)生態(tài)、環(huán)境、能耗、資源、清潔等產(chǎn)生負(fù)作用,實(shí)現(xiàn)設(shè)備與人、自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境的和諧關(guān)系。新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)突出個(gè)性化、多樣化、智能化、專業(yè)化、差異化,努力提高注塑機(jī)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的附加值。
1.1 生命周期屬性
新常態(tài)生命周期創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)突出生態(tài)環(huán)境生命周期優(yōu)先策略,生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則貫穿注塑機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)、物流、成型加工、廢棄物處理等整個(gè)生命周期內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)。生態(tài)周期從“設(shè)備的制造到投入使用”延伸到“使用回收利用及處理處置”;生命周期“功能”理念,由傳統(tǒng)的狹義“單一成型功能”擴(kuò)展到廣義“多種成型功能”。
1.2 生態(tài)環(huán)境屬性
新常態(tài)生態(tài)環(huán)境創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)突出加強(qiáng)對(duì)原生生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù),避免和減少對(duì)原生態(tài)系統(tǒng)的干擾和破壞。把改善環(huán)境影響的努力凝固到創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)之中,最大限度地減少在制造、使用和廢棄/回收再生過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響。
應(yīng)用生態(tài)環(huán)境優(yōu)先策略分析創(chuàng)新對(duì)象其從原材料選擇、生產(chǎn)、使用到報(bào)廢處理的全過程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響進(jìn)行評(píng)估。
傳統(tǒng)設(shè)備的責(zé)任屬性,只對(duì)本企業(yè)承擔(dān)責(zé)任。基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的綠色注塑機(jī)新常態(tài)提出了生產(chǎn)企業(yè)在環(huán)境保護(hù)、節(jié)約資源方面應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。發(fā)達(dá)國家已實(shí)施,企業(yè)不但要承擔(dān)設(shè)備“三包”,還應(yīng)承擔(dān)設(shè)備制造過程中生態(tài)環(huán)境的責(zé)任、產(chǎn)品回收和再利用的義務(wù)。
1.3 成型加工屬性
實(shí)現(xiàn)塑料制品的綠色化:成型加工過程、產(chǎn)品和服務(wù)持續(xù)運(yùn)用整體預(yù)防的環(huán)境戰(zhàn)略,以期增加生態(tài)效率并降低人類和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。成型加工低成本化、節(jié)能化、無害化;成型制品減量化、薄壁化、復(fù)合化、低應(yīng)力化、大型化、精密化、高端化;制品應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V化、深度化。
1.4 環(huán)境安全屬性
環(huán)境安全突出以解決損害群眾健康安全的突出生態(tài)環(huán)境問題為重點(diǎn),堅(jiān)持預(yù)防為主、綜合治理,強(qiáng)化水、大氣等污染生態(tài)環(huán)境的防治,著力推進(jìn)大氣污染治理,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
環(huán)境安全內(nèi)涵包括“有形”和“隱形”,更強(qiáng)調(diào)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的“隱形”創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。
“有形”環(huán)境安全指防止人體外在傷害的所謂液壓、電氣、機(jī)械“三保險(xiǎn)”的操作人員的個(gè)性化安全的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。“隱形”環(huán)境安全指防止人體內(nèi)在傷害的諸如噪音、振動(dòng)、熱輻射、化學(xué)物質(zhì)及高分子材料的分解等污染的損害社會(huì)群體利益的生態(tài)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)。“有形”安全事故,傷害單體。“隱形”安全缺陷,往往是看不見,摸不著,長(zhǎng)期累積侵入,對(duì)社會(huì)公共利益的危害性更大,影響面更廣,傷害群體及生態(tài)環(huán)境。長(zhǎng)期來,社會(huì)對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)污染物重視程度不夠,該污染物數(shù)量超過二氧化硫和氮氧化物,是形成PM2.5和臭氧的前提,對(duì)人體健康危害也很大,所以應(yīng)引起全社會(huì)高度重視。
“隱形”環(huán)境安全創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)從方案確定開始,強(qiáng)化從源頭防治污染,從源頭上扭轉(zhuǎn)生態(tài)惡化趨勢(shì)。杜絕/盡量減少設(shè)備運(yùn)行污染的排放源及排放量,設(shè)計(jì)有效的措施收集/處理設(shè)備排放的污染,污染不破壞周邊生態(tài)健康環(huán)境。
污染排放主要包括:廢棄物、廢水、廢氣、粉塵排放、高分子材料熱分解污染、噪聲污染、電磁電子干擾等。
1.5 資源應(yīng)用屬性
新常態(tài)資源應(yīng)用創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)突出著力提高在設(shè)備生命周期中對(duì)資源利用效率,以減少不可再生資源的消耗,提高對(duì)可再生資源和再生資源的利用領(lǐng)域,進(jìn)而從源頭就注意節(jié)約資源,實(shí)現(xiàn)低碳排放。設(shè)計(jì)工程不僅研究在制造過程中物資的有效利用,初期充分考慮在銷售、使用和廢棄/回收再生過程中物資的回收的可能性、回收價(jià)值的大小、回收處理方法、回收處理結(jié)構(gòu)工藝性等于回收性有關(guān)的一系列技術(shù),最終達(dá)到零部件材料資源、能源的最大利用,并對(duì)環(huán)境污染為最小。要求生產(chǎn)出來的物品在完成其功能后能重新變成可以利用的資源,而不是不可利用的垃圾。
資源消耗設(shè)計(jì)包括:原材料消耗、制造中的物料消耗、包裝消耗、運(yùn)輸消耗、使用消耗等。
資源可回收性設(shè)計(jì)包括:可回收材料、可回收工藝、可回收性經(jīng)濟(jì)評(píng)介、可回收性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。要求生產(chǎn)出來的物品在完成其功能后能重新變成可以利用的資源,而不是不可利用的垃圾。
1.6 能耗屬性
新常態(tài)能耗創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)突出清潔能耗和能耗清潔,不但研究設(shè)備使用過程中消耗能量最少、能量損失最少,而且更重于研究設(shè)備使用過程中所消耗的資源及其給環(huán)境帶來的負(fù)擔(dān)。 能耗污染最低。高效節(jié)能也是環(huán)境保護(hù)的重要一環(huán),減少能源,消耗即意味著減少對(duì)環(huán)境的污染。
能耗包括:使用原材料的能耗、制造過程的能耗、成型加工的能耗、回收處理的能耗、物流的能耗以及能耗對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響等。
1.7 綠色成本屬性
新常態(tài)成本創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)突出以用戶的成本效益為優(yōu)先原則,通過技術(shù)的創(chuàng)新,使得用戶以最小的單位成本生產(chǎn)出最高質(zhì)量的綠色制品,實(shí)現(xiàn)設(shè)備制造經(jīng)濟(jì)效益的最大化和科學(xué)化。
成本的綠色平衡原則。不一定在每個(gè)綠色要素上都做到最好、最精,但是可以使綜合成本與技術(shù)、環(huán)境、功能、性能、藝術(shù)等方面之間達(dá)到整體綠色的最優(yōu)化。
在整體成本策略上,從總體規(guī)劃到單體設(shè)計(jì)全過程都要考慮綠色設(shè)計(jì),從經(jīng)濟(jì)性、階段性出發(fā)選擇適宜的技術(shù)路線。采取個(gè)性化的定位、定性的精細(xì)化分析,再利用現(xiàn)代科技的手段,通過計(jì)算機(jī)模擬定量化,達(dá)到成本的最優(yōu)化。
成本分析不僅要考慮設(shè)計(jì)、制造和銷售成本的核算,還有考慮包括使用和廢棄/回收再生過程中用戶和社會(huì)所承擔(dān)的成本、污染物的替代、產(chǎn)品拆卸等生態(tài)環(huán)境成本。
1.8 質(zhì)量屬性
新常態(tài)質(zhì)量創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)突出生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,并把生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)放在設(shè)備質(zhì)量創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的首位,而且設(shè)備的所有質(zhì)量必須符合生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的要求。
質(zhì)量的壽命周期特性。即設(shè)備在額定壽命周期內(nèi),設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量穩(wěn)定性,保護(hù)生態(tài)環(huán)境能力的持衡性,實(shí)現(xiàn)可靠地運(yùn)行。
1.9 性能屬性
新常態(tài)性能創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)突出設(shè)備與周邊設(shè)備等各相關(guān)要素關(guān)聯(lián)耦合、協(xié)同作用以實(shí)現(xiàn)其高效、高速、可持續(xù)、最優(yōu)化地生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)施和運(yùn)行。
設(shè)備成型效率創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)突出高效高速穩(wěn)定成型,意味著可降低成型設(shè)備的數(shù)量,即減少設(shè)備制造資源的消耗,直接降低碳排放。追求低端低效設(shè)備制造數(shù)量增長(zhǎng)的模式將被高端高效高速穩(wěn)定成型的精品設(shè)備制造模式所取代。
1.10 功能屬性
新常態(tài)功能創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)突出適應(yīng)性原則,實(shí)現(xiàn)設(shè)備對(duì)未來發(fā)展變化具有動(dòng)態(tài)適應(yīng)性的策略、持續(xù)進(jìn)化的可能性,并采用彈性的、在設(shè)計(jì)中為后續(xù)技術(shù)系統(tǒng)的升級(jí)換代和新型設(shè)施的添加應(yīng)用留有操作接口和載體,并能保障新系統(tǒng)與原有設(shè)施的協(xié)同運(yùn)行。
1.11 設(shè)計(jì)模式屬性
新常態(tài)設(shè)計(jì)模式創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)突出并行工程設(shè)計(jì),縮短研發(fā)周期、減少研發(fā)及制造費(fèi)用,提高產(chǎn)品的質(zhì)量、綠色度,更好地滿足顧客需求,增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。強(qiáng)調(diào)各部門的協(xié)同創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),避免或減少那些導(dǎo)致方案運(yùn)行到后期不得不返工的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。
建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫,例如,材料數(shù)據(jù)庫、制造數(shù)據(jù)庫、LCA數(shù)據(jù)庫及各種知識(shí)庫,開發(fā)綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)和實(shí)施綠色制造的支撐軟件,為設(shè)計(jì)者提供綠色設(shè)計(jì)依據(jù)及研發(fā)方向。數(shù)據(jù)庫應(yīng)包括設(shè)備生命周期中與環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、對(duì)策等有關(guān)的全過程數(shù)據(jù),如材料成分、各種材料對(duì)環(huán)境的影響以及制作、裝配、銷售、使用過程中所產(chǎn)生的附加物數(shù)量對(duì)環(huán)境的影響,環(huán)境評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)所需的各種判斷標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等。圖1為零件/部件設(shè)計(jì)的生態(tài)環(huán)境生命周期優(yōu)先策略。

圖1 零件/部件設(shè)計(jì)的生態(tài)環(huán)境生命周期優(yōu)先策略
1.12 生態(tài)環(huán)境保護(hù)評(píng)價(jià)體系屬性[2]
生態(tài)環(huán)境保護(hù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是判斷其設(shè)備生態(tài)環(huán)境保護(hù)性能及改進(jìn)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。
建立較完備基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)評(píng)價(jià)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系內(nèi)涵:評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)盡可能的覆蓋產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的不同階段以及不同角度的各種要求;確定各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)在體系內(nèi)的能體現(xiàn)出整個(gè)壽命周期內(nèi)生態(tài)環(huán)境保護(hù)性能優(yōu)劣的權(quán)重系數(shù);確立科學(xué)的能較好地適應(yīng)產(chǎn)品的類型、使用環(huán)境、市場(chǎng)和用戶的差異且易于調(diào)整的評(píng)價(jià)方法, 使之適用于各種特定的評(píng)價(jià)對(duì)象和環(huán)境條件;開發(fā)輸入簡(jiǎn)單、輸出結(jié)果容易得到的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的技術(shù)處理系統(tǒng);評(píng)價(jià)結(jié)果必須明確,易于判斷設(shè)計(jì)方案或產(chǎn)品的優(yōu)劣,為改進(jìn)設(shè)計(jì)和方案決策提供指導(dǎo)信息。要把資源消耗、環(huán)境損害、生態(tài)效益等體現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)狀況的指標(biāo)納入綠色注塑機(jī)的評(píng)價(jià)體系,增加考核權(quán)重,使之成為推進(jìn)注塑機(jī)科學(xué)發(fā)展的重要導(dǎo)向和約束。
目前,還沒有觸及注塑機(jī)新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究,所以現(xiàn)在對(duì)一臺(tái)注塑機(jī)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)性能和指標(biāo)很難做出一個(gè)權(quán)威性的評(píng)價(jià)。對(duì)設(shè)備從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、報(bào)廢整個(gè)生命周期中每一個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境影響做出評(píng)價(jià),并且要在整個(gè)生命周期中、集成環(huán)境下建立綠色產(chǎn)品新常態(tài)的評(píng)價(jià)體系。
遵循ISO9000系列國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和ISO1400國際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),全面考慮從原材料提煉、材料加工、部件制造、產(chǎn)品裝配、產(chǎn)品包裝、產(chǎn)品運(yùn)輸、產(chǎn)品使用、產(chǎn)品廢棄后的回收、重用和處理等整個(gè)周期中對(duì)環(huán)境造成的總負(fù)荷為最小。其中每一個(gè)技術(shù)方案的確定都應(yīng)該要生態(tài)環(huán)境保護(hù)生命周期中、集成環(huán)境下建立綠色產(chǎn)品的評(píng)價(jià)體系,以評(píng)估的結(jié)果為基礎(chǔ),同時(shí)結(jié)合企業(yè)的產(chǎn)品戰(zhàn)略,制定出當(dāng)前采取的設(shè)計(jì)方案和未來改進(jìn)的方向。
目前對(duì)注塑機(jī)的評(píng)價(jià)體系只有兩個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):《塑料注射成型機(jī)能耗檢測(cè)和等級(jí)評(píng)定的規(guī)范》,《橡膠塑料注射成型機(jī)安全要求》。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還停留在傳統(tǒng)的理念上,離基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)的能耗及安全的評(píng)價(jià)體系要求還有較大距離。
基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)注塑機(jī)的科技進(jìn)步和各行各業(yè)注塑工程的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。
更新傳統(tǒng)追逐市場(chǎng)的陳舊觀,樹立基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的綠色注塑機(jī)新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)理念,才能不被市場(chǎng)拋棄。
2.1 變重于復(fù)制為自主創(chuàng)新理念
國內(nèi)注塑機(jī)的發(fā)展,不論是引進(jìn)技術(shù),還是合資、收購,以國外機(jī)為范本進(jìn)行模仿,根本談不上自主創(chuàng)新,實(shí)際上是一條復(fù)制道路。這種制造的模式,至今未改變。
一些企業(yè)往往急功近利,最好今天開發(fā),明天出效益。需要花幾年努力開發(fā),絕不會(huì)干。對(duì)被測(cè)繪復(fù)制的設(shè)備也是一知半解,任意進(jìn)行改動(dòng),降低性能及功能,以只要能成型、低價(jià)位為制造理念,把嚴(yán)重性能缺陷、低壽命周期的設(shè)備充斥市場(chǎng)。一種機(jī)型出來,隨后成批的相似機(jī)型復(fù)制出來,有的甚至是百分之百的復(fù)制,扭曲了集約型制造的模式。市場(chǎng)上的注塑機(jī)幾乎為同一模式,一套圖紙走天下,更談不上企業(yè)的創(chuàng)新。
所謂的新產(chǎn)品,基本上都是產(chǎn)品的系列化、技術(shù)參數(shù)變動(dòng),無原始創(chuàng)新的技術(shù)含量,根本不符合新產(chǎn)品的定義。所謂的新產(chǎn)品貢獻(xiàn)率,都在騙統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
注塑機(jī)的專利不少,但原始創(chuàng)新發(fā)明專利少的可憐,應(yīng)用于工業(yè)化的發(fā)明專利少之又少,大多實(shí)用型專利僅是一些小改小革的合理化建議類,顯示不出塑料機(jī)械的科學(xué)發(fā)展。例如雙缸整移,水平對(duì)稱布置改為斜排對(duì)稱布置,也為專利,這種毫無提升性能的無技術(shù)含量申請(qǐng)專利,也不感到臉紅。
2.2 變重于小改小革為功能開發(fā)理念
國內(nèi)多數(shù)自主企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,一般注重于外形、結(jié)構(gòu)、制造成本等方面的小改小革,忽視體現(xiàn)附加值的功能的開發(fā)。例如把模板的外形改一下,技術(shù)參數(shù)改動(dòng)一下,外包裝修改一下,作為一個(gè)新系列推出,實(shí)際仍舊在低水平低價(jià)位的低端市場(chǎng)上徘徊,結(jié)果是產(chǎn)量增加,而經(jīng)濟(jì)效益徘徊不前。
2.3 變重于低端做“大”市場(chǎng)為高端做“?!笔袌?chǎng)理念
缺少研發(fā)投入,沒有自主創(chuàng)新創(chuàng)造,測(cè)繪、仿制成為制造注塑機(jī)的主要方法,僅僅是“像”,而不是“?!?,致使制造企業(yè)沒有價(jià)格的話語權(quán),用戶擁有選擇市場(chǎng)及掌握價(jià)格的主動(dòng)權(quán)。
做“?!辈拍茏觥皬?qiáng)”。住友德馬格的目標(biāo)不是做所有的市場(chǎng),而是專注于能發(fā)揮設(shè)備最大優(yōu)勢(shì)并給客戶提供最大利益的醫(yī)療、包裝、汽車、電子四大優(yōu)勢(shì)行業(yè)。創(chuàng)新的技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量以及完善的系統(tǒng)化解決方案,使住友德馬格在醫(yī)療、包裝、汽車、電子行業(yè)始終保持領(lǐng)先地位。
2.4 變重于價(jià)位搏殺國內(nèi)同行為拼搏高端國際同行理念
以低價(jià)位低性能搏殺市場(chǎng),不善于以高性能高附加值引領(lǐng)市場(chǎng)。一些單位滿足于在在低水平低階位上惡性競(jìng)爭(zhēng),不愿化人力財(cái)力開發(fā)附價(jià)值高技術(shù)含量高的功能化注塑機(jī),到國際舞臺(tái)上去與發(fā)達(dá)國家著名制造商比高低,結(jié)果是留給了國際上功能化注塑機(jī)制造商在中國更大的發(fā)展空間。
2015年,注塑機(jī)市場(chǎng)進(jìn)入一個(gè)新的結(jié)構(gòu)調(diào)整期,低端注塑機(jī)飽和過剩,高端注塑機(jī)亟需開發(fā),以適應(yīng)綠色注塑工程的發(fā)展。面臨新的“潛在市場(chǎng)”,一些注塑機(jī)制造企業(yè),束手無策,仍用老一套的價(jià)位搏殺的下三濫手段,大幅出血降價(jià)10%~15%,結(jié)果給高端國際同行騰出了更大的發(fā)展空間,進(jìn)一步打擊了富有創(chuàng)新的微、小企業(yè)。
DEMAG公司與中國企業(yè)合作轉(zhuǎn)向與住友合作,從一個(gè)方面說明了,低端搏殺沒有出路,高端創(chuàng)新才是生存之道,近年來,DEMAG公司在國際注塑機(jī)市場(chǎng)上地位越來越高。ENGEL公司在中國市場(chǎng)上,堅(jiān)持獨(dú)資獨(dú)立發(fā)展的高端之道,不為中國的低端注塑機(jī)的道路所動(dòng)搖,挖掘和引領(lǐng)“潛在市場(chǎng)”,業(yè)績(jī)處于國際領(lǐng)先地位。
2.5 變重于被動(dòng)跟隨市場(chǎng)為主動(dòng)引領(lǐng)市場(chǎng)理念
所謂的“國產(chǎn)化”,都是在知其然不知其所以然的指導(dǎo)下,降低性能、減少功能。實(shí)現(xiàn)其所謂的價(jià)格優(yōu)勢(shì),最后淪落為滯銷品,其結(jié)果,國內(nèi)市場(chǎng)仍被國外設(shè)備占領(lǐng)。引領(lǐng)市場(chǎng)意味著設(shè)備的創(chuàng)新創(chuàng)造,這是一個(gè)艱難的歷程,成功與失敗并存,短時(shí)期不可能獲得經(jīng)濟(jì)效益,可能五年也不能出成果,目光短淺的企業(yè)是絕不能投入的。
被動(dòng)跟隨市場(chǎng)的后果是不能為用戶創(chuàng)造顯著地經(jīng)濟(jì)效益,用戶掙不到大錢,設(shè)備制造企業(yè)只能掙小錢。
被動(dòng)跟隨市場(chǎng)導(dǎo)致粗放型發(fā)展,把注塑機(jī)生產(chǎn)等同于家電生產(chǎn),流水線作業(yè),單一形式的設(shè)備充斥市場(chǎng),以賣方制約買方,以低附加值低價(jià)位占領(lǐng)低端市場(chǎng),小企業(yè)受到成本的限制,根本無法與實(shí)力雄厚的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng),為了生存,不得不降低附加值,以更低的價(jià)位游刃于市場(chǎng),更無力投入新產(chǎn)品的創(chuàng)新開發(fā)。
2.6 變重于自我獨(dú)打獨(dú)斗為聯(lián)盟協(xié)同攻堅(jiān)理念
國內(nèi)長(zhǎng)期以來,一個(gè)企業(yè)主要搞單一產(chǎn)品的開發(fā),在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的今天,已成為致命的缺陷,把涉及設(shè)備開發(fā)的企業(yè)組合起來,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,共同研發(fā),不失為可取設(shè)備研發(fā)之路。根據(jù)國內(nèi)開發(fā)能力的實(shí)際情況,設(shè)備開發(fā)的有關(guān)公司應(yīng)緊密聯(lián)合起來,變各自為政為牽手共同開發(fā)。共享技術(shù)成果,利益共享,突破開發(fā)的瓶頸。
集約攻堅(jiān),創(chuàng)新注塑工程。把注塑機(jī)作為注塑工程的一個(gè)環(huán)節(jié)來看待,就會(huì)擴(kuò)大發(fā)展注塑機(jī)的思路。例如,注塑機(jī)進(jìn)入汽車配件注塑工程,必須要對(duì)汽車配件有深入的了解,從汽車某一配件的功能、性能、工作環(huán)境、發(fā)展方向等全方位進(jìn)行研究,協(xié)同原料、模具、汽車檢測(cè)等研究、制造單位共同攻堅(jiān),研發(fā)出符合汽車某一配件注塑工程的新型注塑設(shè)備。
2.7 變重于被動(dòng)型制造為主導(dǎo)型服務(wù)理念
現(xiàn)在一些企業(yè)的功能化注塑機(jī)都是根據(jù)用戶提出的特殊要求而在通用注塑機(jī)上改制而成,稱為“特殊”注塑機(jī),純粹是一種被動(dòng)型制造。從設(shè)備設(shè)計(jì)的屬性上,提出設(shè)備技術(shù)性能參數(shù)的主體者為設(shè)計(jì)者,根據(jù)技術(shù)性能參數(shù)形成圖紙者為制圖者,制造企業(yè)為設(shè)計(jì)者服務(wù),處在產(chǎn)業(yè)鏈的低端,因此制造企業(yè)的設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益,是必然的結(jié)果。同樣可以理解,為何國內(nèi)企業(yè)制造的注塑機(jī)的價(jià)位低,因?yàn)閲鴥?nèi)制造企業(yè)的本質(zhì)上僅僅是制造,而不是研發(fā),處在價(jià)值鏈的低端。只有研制出市場(chǎng)主導(dǎo)型的功能化、專用化的注塑機(jī),從價(jià)值鏈的低端走到價(jià)值鏈的高端,才能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
被動(dòng)跟隨市場(chǎng)制造只能處于塑料工程價(jià)值鏈的低端。例如,藍(lán)光碟片的發(fā)明者,提出解決方案,設(shè)備制造者根據(jù)藍(lán)光碟片的技術(shù)要求研發(fā)成型設(shè)備,在整個(gè)環(huán)節(jié)中,獲取利潤最大者為藍(lán)光碟片的發(fā)明者,而不是成型設(shè)備的制造者。藍(lán)光碟片的發(fā)明者可以在市場(chǎng)上挑選符合藍(lán)光碟片成型的任何品牌設(shè)備,擁有藍(lán)光碟片設(shè)備的話語權(quán)。
2.8 變重于歸納化制造為細(xì)分化制造理念
塑料工程細(xì)分化發(fā)展,大眾化、通用型的歸納化設(shè)備的需求量將減少,功能化、專用化的綠細(xì)分化設(shè)備的需求量上升,以服務(wù)行業(yè)組成研發(fā)專業(yè)組織,研發(fā)功能化、專用化的設(shè)備/裝備。細(xì)分化制造在技術(shù)科學(xué)發(fā)展擁有越來越廣闊的空間,例如國際上著名的塑料原料、添加劑的制造商,拋棄原來的歸納型的制造型式,細(xì)分服務(wù)對(duì)象,研制具有特定功能及性能的功能化、專用化的塑料原料、添加劑,由通用化走向功能化。
寧波海雄塑料機(jī)械有限公司,走注塑機(jī)細(xì)分化發(fā)展之路,基于通用注塑機(jī)開發(fā)專用化注塑機(jī),經(jīng)過10年努力,成為寧波塑機(jī)行業(yè)第3位的企業(yè)。
2.9 變重于純注塑機(jī)的研發(fā)為全套解決方案的研發(fā)理念
努力培育全套方案技術(shù)綠色創(chuàng)新型企業(yè)。當(dāng)今的市場(chǎng)已從產(chǎn)品導(dǎo)向轉(zhuǎn)向解決方案導(dǎo)向的時(shí)代,市場(chǎng)已經(jīng)不是對(duì)單一設(shè)備的需求,二是希望全面解決的方案。
傳統(tǒng)的純注塑機(jī)研發(fā)已不適應(yīng)現(xiàn)代的為塑料制品制造而研發(fā)全套解決方案的制造模式。例如,汽車塑料玻璃的注塑成型加工設(shè)備的研發(fā),首先要了解目前汽車玻璃存在問題,通過何種結(jié)構(gòu)及技術(shù)能提高汽車塑料玻璃的性能,達(dá)到和超過目前汽車玻璃的性能,塑料原料通過何種技術(shù)處理達(dá)到汽車塑料玻璃的性能要求,汽車塑料玻璃的專用原料的發(fā)展如何,新穎的汽車塑料玻璃通過何種成型工藝能達(dá)到高的性價(jià)比,汽車塑料玻璃根據(jù)塑料專用原料的性能及技術(shù)要求通過何種注射工藝達(dá)到更高的性能要求,如何通過創(chuàng)新的注射成型工藝,使成型汽車塑料玻璃領(lǐng)先于市場(chǎng),引領(lǐng)汽車塑料玻璃市場(chǎng)的發(fā)展,與原料生產(chǎn)、模具、制品研究、汽車制造等相關(guān)單位聯(lián)合,研究新穎的注射成型設(shè)備、周邊設(shè)備、后處理設(shè)備、模具等。
國內(nèi)注塑機(jī)制作企業(yè)幾乎沒有對(duì)注塑成型工藝研究的專門結(jié)構(gòu),更談不上對(duì)全套解決方案的研發(fā),只能制造通用注塑機(jī),即所謂的標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī),用于面廣量大的低端注塑制品的加工。標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)的技術(shù)參數(shù)都參照歐、日等企業(yè)的設(shè)備,對(duì)這些技術(shù)參數(shù)是知其然而不知其所以然。
2.10 變重于生產(chǎn)型制造為客制化服務(wù)型制造理念
工業(yè)4.0針對(duì)每一個(gè)注塑成型任務(wù)、每一家公司以及每一個(gè)場(chǎng)所都是不同的。工業(yè)4.0帶來的演變發(fā)展的優(yōu)勢(shì)是,每一家公司隨時(shí)都能夠開始實(shí)施一個(gè)適合自身要求的特定解決方案,然后進(jìn)一步地逐步發(fā)展它。
注塑機(jī)行業(yè)是典型的服務(wù)型制造行業(yè),而多數(shù)注塑機(jī)制造企業(yè)忽視了這一根本準(zhǔn)則。憑自己的主觀意志開發(fā)注塑機(jī),把主觀意志強(qiáng)加給客觀市場(chǎng),力圖使客觀的塑料件的科學(xué)發(fā)展?jié)M足自己開發(fā)的注塑機(jī)的成型加工能力及性能,而不是根據(jù)客觀塑料件的科學(xué)發(fā)展的實(shí)際需要而開發(fā)新型的功能化的注塑機(jī),導(dǎo)致30多年來,國內(nèi)注塑機(jī)的功能和性能沒有實(shí)質(zhì)性的變革,不斷填補(bǔ)國際上擯棄的低端的微利市場(chǎng)。國際上注塑機(jī)制造商,服務(wù)于市場(chǎng)的發(fā)展,以市場(chǎng)指導(dǎo)注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展,獲得豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。
現(xiàn)代注塑機(jī)制造均以與客戶共同創(chuàng)新、共同研發(fā)為核心驅(qū)動(dòng),滿足客戶的終端的個(gè)性化需求。傳統(tǒng)的以產(chǎn)品供應(yīng)商主觀推動(dòng)的產(chǎn)品升級(jí)及結(jié)構(gòu)調(diào)整將越來越難以適應(yīng)市場(chǎng)的變化。企業(yè)應(yīng)最大限度上建立與客戶的聯(lián)系,及時(shí)掌握和滿足客戶的需求,認(rèn)同客戶的價(jià)值,讓客戶滿意。市場(chǎng)發(fā)展表明,標(biāo)準(zhǔn)化單機(jī)衰退,客制化設(shè)備制造大幅度成長(zhǎng)。企業(yè)不但需滿足客戶的要求,更需為客戶當(dāng)好參謀,以新技術(shù)提高客戶的需求,增加產(chǎn)能,降低成本。
科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展使得傳統(tǒng)意義上的產(chǎn)品設(shè)計(jì)觀念和設(shè)計(jì)方法在計(jì)算機(jī)的沖擊下不斷地調(diào)整和變化?;谏鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)原則的綠色設(shè)計(jì)是整合設(shè)計(jì)與科學(xué)的技術(shù),也就是要求以科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)注塑機(jī)綠色設(shè)計(jì)的科學(xué)發(fā)展??茖W(xué)發(fā)展與綠色設(shè)計(jì)合為一體,樹立“科學(xué)化發(fā)展綠色設(shè)計(jì),綠色設(shè)計(jì)發(fā)展科學(xué)化”理念,以更科學(xué)更先進(jìn)的綠色設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的科學(xué)升級(jí),實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)在能源技術(shù)、動(dòng)力技術(shù)、熱力學(xué)技術(shù)、材料技術(shù)、控制技術(shù)、成型加工技術(shù)、生態(tài)環(huán)保技術(shù)、清潔技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等諸方面的綠色技術(shù)從較低層次向較高層次的階躍式發(fā)展。
3.1 基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)的綠色機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)要點(diǎn)
注塑機(jī)的型式不同,但都有合模、注射兩大注塑機(jī)構(gòu),服務(wù)于成型加工對(duì)象的“現(xiàn)實(shí)需求”和“潛在需求”的綠色化的前提下,實(shí)現(xiàn)自身的基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)的科學(xué)發(fā)展。
基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)科學(xué)發(fā)展的研發(fā)要點(diǎn):
(1)創(chuàng)新機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約化、能效高效化、運(yùn)行高速精密清潔化,最大限度提高生態(tài)環(huán)境保護(hù)的性能。
(2)成型多能化、功能化,最大限度拓展成型加工能力的效率。
(3)結(jié)構(gòu)模塊化,減少主體的制造量,達(dá)到鋼材資源利用的最小化、減少碳排放。
(4)加工綠色化,大力開發(fā)低污染、低能耗、無公害的加工工藝,最大限度地利用原材料,減少制造過程中污染物的排放,有害排放物降到最低。
(5)零件壽命最大化,減少零件報(bào)廢給生態(tài)環(huán)境帶來的污染。
3.1.1 合模機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)要點(diǎn)
基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的合模機(jī)構(gòu)的新常態(tài)科學(xué)發(fā)展的研發(fā)重點(diǎn):
(1)鋼材資源節(jié)約型制造。合模部件鋼材用量占到整個(gè)設(shè)備的40%~60%,實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型制造的重點(diǎn)。創(chuàng)新創(chuàng)造傳動(dòng)效率高效化的制造材料節(jié)約化的機(jī)構(gòu)。CAD設(shè)計(jì)、有限元分析等先進(jìn)設(shè)計(jì)手段,實(shí)現(xiàn)單件模板的材料配制合理化。CAE制造,實(shí)現(xiàn)金加工切削材料最小化,合格率最大化。
(2)潤滑污染控制。肘桿合模機(jī)構(gòu)整機(jī)潤滑污染的重點(diǎn)。創(chuàng)新創(chuàng)造清潔化潤滑結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)無潤滑污染運(yùn)轉(zhuǎn)。
(3)節(jié)能化運(yùn)行。科學(xué)設(shè)計(jì),提高合模機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)及運(yùn)行效率,降低無效能耗。
(4)壽命可靠化。合模部件一旦失效而維修的工作量和成本很大,成型加工穩(wěn)定性、使用壽命可靠化極為重要,是設(shè)備可靠性的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。
3.1.2 基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注射機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)要點(diǎn)
注射機(jī)構(gòu)的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料原料熔融的塑化及射出,以綠色成型技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行注塑機(jī)構(gòu)的綠色設(shè)計(jì)。
基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的綠色注射機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)的科學(xué)發(fā)展的研發(fā)重點(diǎn):
(1)VOC排放控制。螺桿塑化剪切性能是VOC排放控制的重點(diǎn)。塑料原料是一種高分子化合物,不同的塑料原料由固體受熱為熔融體的過程中,除了發(fā)生物理變化,還發(fā)生化學(xué)變化,特別是一些受熱易分解的塑料,如PVC、PC、PET等,如熔融熱的不到有效的控制,VOC易分解污染環(huán)境、有害人體健康的氣體。
(2)熱污染控制。機(jī)筒加熱的熱污染是整機(jī)熱污染控制的重點(diǎn)。
(3)塑料資源節(jié)約型成型。提高回料/廢料的直接回收塑化、注塑能力,提高塑料資源的利用率。高分子材料在線復(fù)合的塑化注射,節(jié)約塑料資源。
(4)提高能效,降低能耗。提高塑化、注射的動(dòng)力傳動(dòng)/驅(qū)動(dòng)效率,提高能效。采用高熱效率的清潔加熱系統(tǒng),節(jié)約能耗。
3.1.3 基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的機(jī)械共性新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)要點(diǎn)
基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的機(jī)械共性設(shè)計(jì)的科學(xué)發(fā)展的研發(fā)重點(diǎn):
(1)生態(tài)效益最好原則。不論是在產(chǎn)品制造過程中,還是在產(chǎn)品使用過程中,都要求產(chǎn)品對(duì)周圍環(huán)境“零污染”。選擇低污染的材料及零部件,避免選用有毒、有害和有輻射性的材料。選擇能源消耗少的材料,減少材料對(duì)資源的需求。
(2)安全可靠原則。必須確定零件在強(qiáng)度、剛度、耐磨性、穩(wěn)定性及熱平衡性上滿足基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的設(shè)計(jì)要求。
(3)加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論的研究及創(chuàng)新。 缺乏對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論知識(shí),是造成機(jī)械設(shè)計(jì)缺陷的主要原因。缺乏對(duì)注塑機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)理論的創(chuàng)新,是造成綠色設(shè)計(jì)難以取得顯著科技進(jìn)步的主要因數(shù)。
3.2 基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)綠色液壓系統(tǒng)的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)要點(diǎn)
生態(tài)環(huán)境保護(hù)“3R”原則的應(yīng)用創(chuàng)新:Reduce是指對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì),降低能耗,減少環(huán)境污染;Recycle是指元部件的可拆裝設(shè)計(jì);Reuse是指液壓介質(zhì)及液壓能的回收再利用。
3.3 基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)綠色清潔技術(shù)的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)
清潔技術(shù)新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)突出防污染環(huán)境于未然,運(yùn)用整體預(yù)防的環(huán)境戰(zhàn)略,減少或者消除對(duì)人類及環(huán)境的可能危害,同時(shí)充分滿足人類需要,使社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益最大化的一種生產(chǎn)模式。
基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的清潔技術(shù)新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的研發(fā)重點(diǎn):
(1)微觀污染控制。微觀污染是影響人類健康環(huán)境的主要生態(tài)環(huán)境因素。微觀污染包括:熱污染、靜電污染、潤滑污染、空氣微粒污染、磨損污染、表面銹蝕污染。
(2)全方位解決方案。從控制局部污染向整機(jī)、周邊區(qū)域的聯(lián)防聯(lián)控轉(zhuǎn)變,從單純防治一次污染物向既防治一次污染物又防治二次污染物轉(zhuǎn)變,從單獨(dú)控制個(gè)別污染物向多種污染物協(xié)同控制轉(zhuǎn)變。全方位解決方案重點(diǎn)在方案確定過程的污染防治,而不是等污染產(chǎn)生后,再研究污染治理措施。
(3)清潔度分類等級(jí)。注塑機(jī)清潔生產(chǎn)技術(shù)設(shè)計(jì)就是把設(shè)備在成型加工過程中對(duì)環(huán)境的污染及交叉污染降到不斷發(fā)展的清潔度標(biāo)準(zhǔn)上;根據(jù)設(shè)備成型加工的不同對(duì)象的清潔度要求要求,采用不同的清潔度標(biāo)準(zhǔn)。
(4)清潔度環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)。
3.4 基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑成型柔性模塊化的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)要點(diǎn)
基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑柔性模塊化設(shè)計(jì)是對(duì)傳統(tǒng)的系列化規(guī)格設(shè)計(jì)的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),既解決設(shè)備規(guī)格、設(shè)計(jì)制造周期和成本之間的矛盾,又實(shí)現(xiàn)設(shè)備快速更新?lián)Q代。
快速適應(yīng)市場(chǎng)需求。交貨期短,要求多樣化,特殊要求的用戶越來越多,這是當(dāng)今市場(chǎng)供需的特點(diǎn)。生產(chǎn)制造單位必須迎合市場(chǎng)需求變化,變“系列化開發(fā)”為“模塊化開發(fā)”,提高應(yīng)變能力,使得設(shè)備制造商能夠根據(jù)市場(chǎng)變化做出敏捷反應(yīng),以靈活多樣的模塊組裝配置形式及時(shí)提供給用戶,快速適應(yīng)市場(chǎng)需求。
3.5 基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的功能化注塑機(jī)的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)要點(diǎn)[3]
功能化是注塑功能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、多樣化、專業(yè)化、差異化的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的具體體現(xiàn)。功能化注塑機(jī)指具有注塑功能的復(fù)合型成型加工設(shè)備。功能化注塑機(jī)不同于普通注塑機(jī),除具備普通注塑機(jī)的性能之外,還具備注射成型某一方面的特有功能,實(shí)現(xiàn)注塑件功能化的“現(xiàn)實(shí)需求”及“潛在需求”的技術(shù)性能服務(wù)及拓展科學(xué)發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域。
3.6 基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑工程智能化的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)要點(diǎn)
實(shí)現(xiàn)最優(yōu)最佳的注塑工程的生態(tài)環(huán)境保護(hù)科學(xué)水平,取決于智能化控制技術(shù)的開發(fā)及其科技水平。生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)現(xiàn)智能化,才能達(dá)到最佳化。
注塑設(shè)備智能化新常態(tài)指以成型加工的生態(tài)環(huán)境保護(hù)的質(zhì)量水平實(shí)現(xiàn)制品質(zhì)量為目標(biāo),設(shè)備(生產(chǎn)線)具有感知、分析、推理、決策、控制功能的“人腦”智能,自動(dòng)檢測(cè)制品的質(zhì)量、自動(dòng)修正成型工藝參數(shù)、“智”就是適應(yīng)成型加工環(huán)境,實(shí)現(xiàn)人為設(shè)定的預(yù)期目標(biāo),它是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)的集成和深度融合。智能化系統(tǒng)可以根據(jù)成型加工的各種需要 自動(dòng)的生成一種最佳的制造模式,以使得設(shè)備以最優(yōu)的方式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
智能化成型系統(tǒng)通過技術(shù)與裝備集成,實(shí)現(xiàn)新型塑料制品及塑料制品新型加工的方法與機(jī)理、加工工藝與技術(shù)的多技術(shù)交叉融合?;跍囟取毫?、流量、體積、流速、強(qiáng)度、應(yīng)力等多工藝參數(shù)數(shù)據(jù)的深度融合,并及時(shí)對(duì)外部指令做出響應(yīng)、完成指令動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備自身狀態(tài)的調(diào)節(jié)、控制、監(jiān)控和診斷。
智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及無線技術(shù)將設(shè)備系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)傳遞出去,與其余設(shè)備系統(tǒng)共享數(shù)據(jù);實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、軟件遠(yuǎn)程自動(dòng)升級(jí),實(shí)現(xiàn)運(yùn)行、服務(wù)的新模式。
智能化制造狀態(tài)通過人、設(shè)備與產(chǎn)品的實(shí)時(shí)聯(lián)通與有效溝通,構(gòu)建高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的智能制造模式,貫穿節(jié)約能源,提高能效,減少污染、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)保、降低資源消耗等綠色化技術(shù)性能,持續(xù)提高綠色化的科技含量。
生態(tài)環(huán)境保護(hù)成為全社會(huì)的共識(shí),綠色注塑工程成為基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則注塑工程發(fā)展的方向。掌握基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的綠色注塑工程發(fā)展領(lǐng)域,才能研發(fā)全套解決方案,實(shí)現(xiàn)基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)設(shè)計(jì)的科學(xué)發(fā)展。
塑機(jī)制造企業(yè)今后不但能提供用戶需要的單機(jī),而且能提供塑料原材料的配方及配混工藝、成型模具、成型工藝、后處理設(shè)備及工藝等配套設(shè)備和配套軟件等在線成套設(shè)備的硬件和軟件。整套設(shè)備進(jìn)行工廠驗(yàn)收測(cè)試(FAT)或現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收測(cè)試(SAT),為客戶提供完善的一站式服務(wù)。
4.1 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的注塑工程新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)[4]
醫(yī)用塑料是生物工程復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快的領(lǐng)城之一,醫(yī)療器械行業(yè)具有典型的正值型正周期特征,這個(gè)特征決定了國際醫(yī)療器械行業(yè)具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ芰弦云鋬?yōu)良的性質(zhì)、可靠的性能、方便的成型工藝在醫(yī)療領(lǐng)域獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。高分子材料已逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)無機(jī)材料如金屬(或合金)、玻璃、陶瓷、磷灰石等用于制備醫(yī)療器械,尤其在廣譜類醫(yī)療耗材(輸液器、輸血器、注射器等)、呼吸麻醉(氣管插管、呼吸面罩等)、神經(jīng)外科(顱骨修補(bǔ)片、引流裝置等)、透析、心血管(心臟支架、封堵器等)等方面,都已有成熟和廣泛的應(yīng)用。
重點(diǎn)研發(fā)生產(chǎn)各種醫(yī)用人體塑料器官的注塑工程技術(shù)。國內(nèi)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的綠色注塑工程的研究及應(yīng)用技術(shù),顯得十分薄弱、每年花費(fèi)大量外匯進(jìn)口人體塑料器官。
隨著人口老化和越來越多的年輕人需要進(jìn)行髖關(guān)節(jié)置換,人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)將會(huì)越來越重要。鑒于巨大的市場(chǎng)需求及豐厚的利潤,近年來在塑料新材料領(lǐng)域,人工關(guān)節(jié)一直是熱門研究課題。但目前這一市場(chǎng)大多為歐美企業(yè)占據(jù)。因?yàn)槿斯りP(guān)節(jié)制造不僅需要性能更優(yōu)良的金屬及塑料材料,還需要擁有先進(jìn)的合金加工技術(shù)、塑料精密加工技術(shù),而歐美公司技術(shù)研發(fā)具有優(yōu)勢(shì),因此在市場(chǎng)上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。目前,歐美企業(yè)在全世界人工關(guān)節(jié)市場(chǎng)占有率已達(dá)80%以上,世界前六大生產(chǎn)廠商都為歐美公司。
國產(chǎn)人工關(guān)節(jié)附加值大多較低,高端產(chǎn)品還需要依靠進(jìn)口。國產(chǎn)企業(yè)應(yīng)在人工關(guān)節(jié)材料、表面抗磨壽命周期的處理、3D成型加工技術(shù)工藝上進(jìn)行創(chuàng)新,從而實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)人工關(guān)節(jié)的高端化。
醫(yī)療塑料人體關(guān)節(jié)、人工骨等人體器官的特殊功能及性能,注塑成型設(shè)備企業(yè)是不能了解的,只有針對(duì)性的開發(fā)設(shè)備才能達(dá)到要求。這就要求醫(yī)療、原料、模具、主機(jī)等有關(guān)研究及制造單位聯(lián)合起來,取長(zhǎng)補(bǔ)短,發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),共同開發(fā)設(shè)備。塑機(jī)制造企業(yè)今后發(fā)展的方向,不但能提供用戶需要的單機(jī),而且能提供塑料原材料的配方及配混工藝、成型模具、成型工藝、后處理設(shè)備及工藝等配套設(shè)備和配套軟件等在線成套設(shè)備的硬件和軟件。
美國東北大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一種新的方法可以為早產(chǎn)的嬰兒或其它重要的醫(yī)療設(shè)備3D打印定制導(dǎo)管。這種3D打印技術(shù)使用一種混合了塑料和陶瓷的復(fù)合材料,并借助磁場(chǎng)來幫助產(chǎn)品成型。所打印的導(dǎo)管以及其他醫(yī)療設(shè)備,與傳統(tǒng)的同類產(chǎn)品相比,強(qiáng)度更高、重量更輕,而且能夠量身定制,更利于幫助病人康復(fù)。
4.2 微納精密注塑領(lǐng)域的注塑工程新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)
微型化代表了塑料加工業(yè)從設(shè)備到成型工藝最先進(jìn)技術(shù)的集成,微納精密注射成型制品光電通訊、影像傳輸、醫(yī)療機(jī)械、信息存儲(chǔ)、電子產(chǎn)品、生物醫(yī)藥、精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、影像傳輸、生化醫(yī)療、生物技術(shù)、傳感器和傳動(dòng)裝置、微光學(xué)等領(lǐng)域中呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的需求。典型例子包括:加速和距離傳感器,硬盤和光盤驅(qū)動(dòng)器讀寫頭,醫(yī)療傳感器及微型機(jī)器人,微型泵,小線軸,高精度齒輪、滑輪和螺旋管,光纖開關(guān)和接插件,微電機(jī),等等。
微納注射成型技術(shù)以容易實(shí)現(xiàn)低成本大規(guī)模生產(chǎn)具有精密微細(xì)異形結(jié)構(gòu)零件的優(yōu)點(diǎn)成為世界先進(jìn)制造技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。成品質(zhì)量幾微克到幾分之一克,成品幾何尺寸以微米為度量單位,長(zhǎng)寬比在1~100之間,設(shè)備運(yùn)行的行程精度要達(dá)到微米級(jí)。微納注射成型技術(shù)同傳統(tǒng)的、常規(guī)的注射成型技術(shù)相比,其對(duì)成型材料、成型工藝、控制技術(shù)、周邊設(shè)備、成型環(huán)境及成型設(shè)備等方面都提出了特殊要求。許多現(xiàn)有的、成熟的注射成型技術(shù)和理論并不適用于微納注射成型技術(shù),必須在理論和實(shí)踐上對(duì)微納注射成型工藝的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)和徹底的研究與探討。
Engel公司的膨脹注塑是一種非傳統(tǒng)的微納注射成型技術(shù),膨脹注塑則是基于利用存儲(chǔ)在螺桿前部的高壓溶膠,注塑就是簡(jiǎn)單的打開針閥,使溶膠爆發(fā)充滿模穴,不需要其它產(chǎn)生高壓的方法。膨脹注塑用于傳統(tǒng)注塑機(jī)的極限領(lǐng)域,代表性的短射范圍從20 g一直降低到0.1 g;壁厚或段厚從1 mm~0.1 mm。預(yù)塑:關(guān)閉噴嘴。壓縮:預(yù)塑完成后,當(dāng)然這時(shí)候射嘴還是關(guān)閉的,螺桿用做活塞來壓縮螺桿前部的熔融料,根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用和原料,壓縮壓力范圍從2 000~2 500 bar,熔融容積被壓縮大約10%,為保證溶膠溫度一致,壓縮狀態(tài)維持很短的時(shí)間。充模:打開針閥開關(guān),溶膠突然爆發(fā)在不到1s的時(shí)間充滿模穴,剩余壓力用于保壓以補(bǔ)償收縮。充模過程,螺桿保持位置不變,保證極好的重復(fù)性。這套系統(tǒng)的先決條件是塑化螺桿的位置可以精確控制,與ENGEL全電動(dòng)機(jī)一樣。
威猛巴頓菲爾公司MicroPower 注塑機(jī)以極高的精密性和成本效益為特色,其中最值得關(guān)注的首先是創(chuàng)新的兩階式螺桿--活塞注射單元,注射量為0.05~4 cm3。憑借該注射單元,均勻加熱的熔體被注射成型為一流質(zhì)量的部件,最大程度地提高了生產(chǎn)穩(wěn)定性并縮短了循環(huán)時(shí)間。與標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)相比,MicroPower 可節(jié)能(30%~50%)。
Babyplast公司的全液壓微型注塑機(jī)Babyplast6/10P。其獨(dú)特的金屬球塑化系統(tǒng)和活塞式注射系統(tǒng)設(shè)計(jì),確保了微型注塑的高精度,也避免了螺桿式塑化系統(tǒng)對(duì)纖維等填充材料的剪切破壞和熔體熱降解;利用機(jī)器的模板充當(dāng)碼模夾,大大減少了模具尺寸和模具制造成本,并可實(shí)現(xiàn)快速換模。
4.3 軌道交通領(lǐng)域的注塑工程新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)
隨中國軌道交通行業(yè)的快速發(fā)展,高性能塑料在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用也陸續(xù)增加。一輛高速列車所消耗的能源相當(dāng)于一架飛機(jī),所以節(jié)約能源才會(huì)成為重中之重。許多鐵路車輛制造商已開始借鑒國外經(jīng)驗(yàn)利用高性能工程塑料替代金屬,向小型化、輕質(zhì)化的方向發(fā)展。復(fù)合材料如玻纖復(fù)合材料在鐵路市場(chǎng)領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)如過去五年中保持兩位數(shù)的增長(zhǎng)。全球列車車廂制造商龐巴迪公司就從中看到了塑料新材料在節(jié)約能源、減少震動(dòng)和噪音方面的龐大市場(chǎng)。由于目前在航空領(lǐng)域所采用的新型復(fù)合材料已經(jīng)取代金屬材料,因此,龐巴迪公司在設(shè)計(jì)高速軌道列車車廂時(shí)吸收及參考航空領(lǐng)域所采用的新型復(fù)合材料已經(jīng)取代金屬材料的實(shí)際而開發(fā)。英國對(duì)高鐵的發(fā)展明確提出,擴(kuò)大對(duì)高分子復(fù)合材料的應(yīng)用,推動(dòng)綠色高鐵的發(fā)展??梢灶A(yù)見,高性能塑料在中國軌道交通上的成功應(yīng)用領(lǐng)域也將越來越深入和廣闊。
城市中現(xiàn)在的混凝土及瀝青黑色路面的熱島效應(yīng)是造成“高溫化”的主要根源,大約要占全球碳排放的2%;瀝青黑色路面有損于生態(tài)環(huán)境。荷蘭Volker Wesseles建筑公司研發(fā)回收利用廢塑料成型的類似塑料托盤型式組合的拼接路面。塑料路面較之傳統(tǒng)路面使用壽命高3倍以上,并可在-40~800 ℃環(huán)境下使用,鋪設(shè)及維修方便且成本低,不同顏色可豐富交通標(biāo)識(shí)內(nèi)容及降低城市熱島效應(yīng),健康高分子材料保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
4.4 航空工業(yè)領(lǐng)域的注塑工程新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)
在航空工業(yè)市場(chǎng),圍繞“更安全、更經(jīng)濟(jì)、更舒適、更環(huán)保”和“減重、減阻、減排”的目標(biāo)綠塑創(chuàng)新發(fā)展,離不開復(fù)合材料的支持。目前復(fù)合材料在航空材料中只占相對(duì)較小的一部分,但在未來,復(fù)合材料成為航空工業(yè)一種整體性更好的零部件材料的潛力巨大,在未來十年期間,在商業(yè)飛機(jī)、支線飛機(jī)、軍用飛機(jī)、民用飛機(jī)、直升機(jī)和其他航空航天領(lǐng)域,對(duì)復(fù)合材料的總需求預(yù)計(jì)價(jià)值358億美元。
盡管目前鋁合金仍是整個(gè)航空工業(yè)的主流材料,但飛機(jī)制造商對(duì)復(fù)合材料的興趣在與日俱增,因?yàn)樗鼈兿M圃斐鋈加托矢摺⒛透g性更好的飛機(jī)。大型客機(jī)在設(shè)計(jì)中大量運(yùn)用高度綜合復(fù)雜系統(tǒng),復(fù)合材料應(yīng)用范圍更加廣泛,波音787的復(fù)合材料達(dá)到50%,降低了20%的重量;空客A350的復(fù)合材料達(dá)到52.5%。中國首款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全復(fù)合材料的渦槳公務(wù)機(jī)“領(lǐng)世(Leadair)AG300”飛機(jī)的機(jī)體全部采用了先進(jìn)的碳纖維復(fù)合材料制造技術(shù),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、速度快、安全舒適、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn),世界同類單引擎渦槳飛機(jī)中飛得最快的機(jī)型。 洛克希德馬丁X-55A復(fù)合材料運(yùn)輸機(jī),應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料,盡管X-55A比328JET機(jī)身長(zhǎng)69.7 ft、翼展寬68.8 ft、機(jī)身高26.4 ft,但是其機(jī)身相對(duì)于328JET的3 000個(gè)零部件減少到了300個(gè)左右,其機(jī)械緊固件的總數(shù)也從30 000多個(gè)降低到了4 000個(gè)左右。
知名3D打印公司stratasys聯(lián)合航空公司AuroraFlightSciences在2015迪拜航空展上發(fā)布了世界首架3D打印的噴氣動(dòng)力無人飛機(jī),這架無人機(jī)翼展長(zhǎng)3 m,而重量只有15 kg,時(shí)速可達(dá)241.4 km。無人機(jī)的機(jī)身由尼龍材料3D打印的,而發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管道由金屬打印而成。
4.5 汽車工業(yè)領(lǐng)域的注塑工程新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)
實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)是汽車制造業(yè)今后的發(fā)展趨勢(shì)所在,汽車制品注塑機(jī)的設(shè)計(jì)必須充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。
塑料件成型技術(shù)與汽車塑料化無縫結(jié)合起來,創(chuàng)新創(chuàng)造成型技術(shù),推動(dòng)汽車塑料件綠色化進(jìn)程。成型加工技術(shù)由通用化轉(zhuǎn)移到功能化、專業(yè)化,由粗獷式轉(zhuǎn)移到低能耗、低污染、低排放、清潔化、潔凈化、高速高效化、資源節(jié)約化、控制智能化等綠色技術(shù)。開發(fā)科學(xué)的注塑成型加工技術(shù)達(dá)到最佳的性能、最低的成本、最高的效率的新技術(shù),滿足汽車塑料件綠色化的發(fā)展。
大型復(fù)雜注塑件在汽車塑料件中的比例越來越大,熱流道技術(shù)在汽車研發(fā)及生產(chǎn)工程中的作用越來越凸顯,專用化和功能化成為汽車塑料件注塑成型技術(shù)的發(fā)展方向。
開拓復(fù)合注射成型加工新工藝。成型材料的天然纖維增強(qiáng)復(fù)合化、裝飾件的多層復(fù)合化、結(jié)構(gòu)薄壁件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化等汽車塑料件的綠色技術(shù)的發(fā)展,給注塑成型帶來了新課題,同時(shí)也為創(chuàng)新創(chuàng)造注塑新技術(shù)和新設(shè)備提供了發(fā)展平臺(tái)。
碳纖維被國際上稱之為“第三代材料”,碳纖維復(fù)合材料具有極高的強(qiáng)度,車身重量于鋼相比可減輕50%,能量吸收要高上12倍,對(duì)提高汽車安全和燃油效率都極為有利,汽車應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料是第三次工業(yè)革命在汽車上的體現(xiàn)。 碳纖維復(fù)合材料件可節(jié)約大量的不可再生的煉鋼原料及材料,是汽車結(jié)構(gòu)受力件輕量化最佳的復(fù)合材料。碳纖維復(fù)合材料可以用于注塑,典型產(chǎn)品是碳纖維+PPS。碳纖維二次加工比較困難,比如在成型產(chǎn)品上鉆孔,普通的鉆頭,鉆幾個(gè)孔,鉆頭就磨損了。所以在注塑件設(shè)計(jì)時(shí)要避免二次機(jī)加工。此外,與塑料中加玻纖一樣,加碳纖維后注塑機(jī)螺桿磨損增大,螺桿壽命有所減短。剪切不要太強(qiáng),防止破壞碳纖維的長(zhǎng)度影響材料性能。碳纖維成型時(shí)模具中使用的脫模劑,會(huì)使注塑時(shí)碳纖與塑料不能粘接,改良碳纖維成型的工藝,在碳纖維成型過程中,不使用脫模劑,使碳纖維復(fù)合塑料構(gòu)件表面成型后無脫模劑殘留。碳纖維復(fù)合塑料的流動(dòng)性下降,在注塑時(shí)須相應(yīng)提高注射溫度。
水輔助注射成型技術(shù)是將碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料納入寶馬新7系轎車的一大利器。水輔助技術(shù)由德國Maximator GmbH開發(fā),該公司向?qū)汃R在德國蘭茨胡特的工廠提供了設(shè)備,該設(shè)備包括水處理單元和壓力單位,為寶馬量身定做。特殊水射器具有多種集成的單片閥門,比噴射通常使用水輔注塑產(chǎn)生更強(qiáng)大水壓;設(shè)備采用高溫、純凈的軟化水,加上特定的金屬合金,確保不會(huì)發(fā)生腐蝕;熱水把固化過程和生產(chǎn)循環(huán)時(shí)間最小化,可進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn);閥和壓力單元的近距離是成功的關(guān)鍵。用來生產(chǎn)CFRP車頂結(jié)構(gòu)件的曲型部分。在開發(fā)過程中,設(shè)備制造商、模具制造商和環(huán)氧樹脂的供應(yīng)商進(jìn)行了密切合作。
4.6 塑料包裝領(lǐng)域的注塑工程新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)[5]
社會(huì)對(duì)塑料包裝成型機(jī)械在生產(chǎn)、制造、使用等過程包裝行業(yè)是塑料的主要消費(fèi)領(lǐng)域之一,80%的塑料原料用于塑料包裝。包裝中所引致的環(huán)保、節(jié)能等綠色技術(shù)問題也越來越關(guān)注。
塑料包裝成型加工是量大低利潤率,有的產(chǎn)品季節(jié)性很強(qiáng),高速節(jié)能化為用戶獲取更大的利潤及提高適應(yīng)市場(chǎng)的應(yīng)變能力,成為用戶選取設(shè)備的首要技術(shù)參數(shù)。塑料注射包裝成型機(jī)械在綠色塑料包裝工程產(chǎn)業(yè)鏈中,利用低成本技術(shù)使塑料包裝材料性能提升,為減量化提供可能。首要性能是高速化,首要功能是高效化,沒有這兩個(gè)特性,設(shè)備就不能適應(yīng)市場(chǎng)的需要。
塑料注射包裝成型機(jī)械成型加工的綠色化技術(shù)主要體現(xiàn)在提高能源和其他資源的利用效率、降低成型加工成本、減少對(duì)環(huán)境的污染、提高清潔度、實(shí)現(xiàn)和提高塑料包裝制品綠色化技術(shù)性能及功能等方面。抓好包裝廢棄物處理和資源的回收再利用工作,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展要求。
塑料注射包裝成型機(jī)械朝著功能化專用化成型加工技術(shù)發(fā)展,在能源技術(shù)、動(dòng)力技術(shù)、材料技術(shù)、控制技術(shù)、成型加工技術(shù)、環(huán)??茖W(xué)、清潔技術(shù)等諸方面的綠色化技術(shù)的創(chuàng)新創(chuàng)造,以適應(yīng)塑料包裝綠色化的發(fā)展。
高速成型的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。何謂高速,如何實(shí)現(xiàn)高速,較多企業(yè)及技術(shù)人員對(duì)此兩個(gè)概念的認(rèn)識(shí)基本上含糊不清,講不出實(shí)質(zhì)的含義。一些單位的技術(shù)人員自動(dòng)控制理論都未接觸過,如何能開發(fā)出高性能動(dòng)態(tài)反映的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?
4.7 數(shù)碼領(lǐng)域的納米注塑工程新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)
納米注射成型技術(shù)(NMT,即Nano Molding Technology),是金屬與塑料以納米技術(shù)結(jié)合的工法,通過T處理技術(shù)在金屬表面形成納米級(jí)的凹坑,使用能與胺(T劑)反應(yīng)造成錨栓效應(yīng)的工程塑料(PPS、PBT、PA6、PA66、PPA),通過注塑進(jìn)入納米級(jí)的凹坑,達(dá)到塑料與金屬完滿聯(lián)接為一體,實(shí)現(xiàn)了異種材質(zhì)一體化結(jié)合的人類夢(mèng)想。
NMT綠色環(huán)境特性:簡(jiǎn)化產(chǎn)品機(jī)構(gòu)件設(shè)計(jì),更具成本效益;簡(jiǎn)化并縮短了制造工藝; 減少了不必要的表面處理工藝;解決了外殼需要以金屬表現(xiàn)、內(nèi)部有微小的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的薄壁產(chǎn)品;塑料和金屬的無污染一體化物理結(jié)合,實(shí)現(xiàn)綠色的生態(tài)聯(lián)結(jié)。
日本大成普拉斯株式會(huì)社擁有多項(xiàng)NMT專利。
NMT在手機(jī)行業(yè)中應(yīng)用。中興設(shè)計(jì)精品手機(jī)Grand S Ext機(jī)身,全球首次采用 NMT 納米成型技術(shù)(Nano Molding Technology)打造,機(jī)身采用 NMT納米成型技術(shù),機(jī)身在模具內(nèi)部就已經(jīng)完成組裝,組裝成本可以大幅度的降低,即便是打造全金屬機(jī)身,通過該技術(shù)不僅不會(huì)失去金屬高端的質(zhì)感,而且還能降低制造成本。東莞成銘電子以NMT技術(shù)成功量產(chǎn)世界第一支智能手機(jī)的不銹鋼背蓋。
NMT在筆記本行業(yè)中應(yīng)用。筆記本的外殼在逐步使用鎂合金材料來代替塑料,使用鎂合金材料時(shí)的加工方法是條件極為繁雜的鎂材的注射成型方法。采用NMT,可容易地實(shí)現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)加工。只要把T劑處理的金屬基材薄板放進(jìn)模具,通過注射,幾乎所有的三維形狀都可以實(shí)現(xiàn)。以前的類似成型被稱為是金屬嵌件成型,而NMT已經(jīng)導(dǎo)入了組裝的設(shè)計(jì)概念。
NMT在平板電視行業(yè)中應(yīng)用。大型液晶顯示屏的支撐背面板采用鋁材的擠出成型品作為顯示屏的支撐框架,四個(gè)塑料連接角采用NMT注射成型,既實(shí)現(xiàn)了框架的輕量化,同時(shí)也降低了制作成本。而且,對(duì)于前部面板的支撐框架的加工也同樣如此,不需要一體化的成型加工,就像切割鋁板一樣,將其切成一定尺寸條形件,然后再用注射成型法將四個(gè)角聯(lián)接起來。因此不需要大型的注射成型機(jī)械,組合使用小型的注射成型機(jī)即可,因此具有節(jié)省空間和大幅度降低制造成本的優(yōu)點(diǎn)。
納米注塑工程是系統(tǒng)化的全套解決方案。包括金屬基材的成型及表面T處理、專業(yè)注射塑料、精密注塑裝備、監(jiān)測(cè)技術(shù)等等新技術(shù)、新材料、新裝備的研發(fā)。
基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)給制造企業(yè)帶來機(jī)遇與挑戰(zhàn),突出個(gè)性化、多樣化、智能化、專業(yè)化、差異化的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式從規(guī)模速度型粗放增長(zhǎng)轉(zhuǎn)向質(zhì)量效率型集約增長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)從增量擴(kuò)能為主轉(zhuǎn)向調(diào)整存量、做優(yōu)增量并存的深度調(diào)整,經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)力從傳統(tǒng)增長(zhǎng)點(diǎn)轉(zhuǎn)向新的增長(zhǎng)點(diǎn)的新常態(tài)。
提高企業(yè)內(nèi)部整體系統(tǒng)解決方案的全面的專業(yè)實(shí)力,不斷地創(chuàng)新、合作,整合高端技術(shù)和強(qiáng)化銷售與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)為客戶創(chuàng)造更高效率、提供滿足顧客要求的最佳解決方案。努力開創(chuàng)智能生產(chǎn)單元、智能生產(chǎn)線、智能車間、智能工廠以及智能制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟推進(jìn)“中國制造2025”,實(shí)現(xiàn)信息化與自動(dòng)化技術(shù)的高度集成,提高生產(chǎn)效率、降低成本并實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)。
基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的注塑機(jī)新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)首先解決影響范圍廣的直接有損生態(tài)環(huán)境的課題,其次逐步解決涉及面大的間接有損生態(tài)環(huán)境的課題。新常態(tài)綠色注塑工程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)不能達(dá)到生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求,整個(gè)注塑工程就不能實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求。
基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則,研究注塑機(jī)發(fā)展的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),觀念上要適應(yīng),認(rèn)識(shí)上要到位,方法上要對(duì)路,工作上要得力。
堅(jiān)持基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),構(gòu)建新常態(tài)的智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展,堅(jiān)持“功能化、輕量化、生態(tài)化、微型化”技術(shù)方向,持續(xù)“高端化、個(gè)性化、差異化、小批量”的布場(chǎng)導(dǎo)向,協(xié)調(diào)資源、區(qū)域優(yōu)勢(shì),優(yōu)化產(chǎn)業(yè)區(qū)域布局。
我國的注塑機(jī)行業(yè)應(yīng)深刻反思三十年來的制造歷程,為什么總是處在低端狀態(tài),還應(yīng)老老實(shí)實(shí)做學(xué)生,才能在技術(shù)方面有所突破和創(chuàng)新,逐步實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)注塑工程的發(fā)展。注塑機(jī)制造的未來屬于有基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的創(chuàng)造力、創(chuàng)新力、新點(diǎn)子的不斷創(chuàng)新創(chuàng)造中前進(jìn)的新常態(tài)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的企業(yè)。
[1] 張友根.服務(wù)型制造是實(shí)現(xiàn)塑料機(jī)械制造“創(chuàng)造強(qiáng)國”的科學(xué)發(fā)展觀[J]. 橡塑技術(shù)與裝備,2012,38(3):4~22.
[2] 孫華麗,王冀強(qiáng),溫正忠. 綠色設(shè)計(jì)與其模糊評(píng)價(jià)方法研究[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù),2003,22(5):699~701.
[3] 張友根. Chinaplas?2010功能化及專用化注塑機(jī)新技術(shù)[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用, 2010,22(5):55~59.
[4] 張友根.我國醫(yī)療包裝塑料制品成型設(shè)備的現(xiàn)狀和發(fā)展研究[J].中外食品和包裝機(jī)械,2010,5:33~38.
[5] 張友根. 注塑包裝設(shè)備功能化專用化高速化節(jié)能化的科學(xué)發(fā)展的分析研究[J]. 橡塑技術(shù)與裝備, 2012,38(1):6~25.
Based on the principle of protection of the ecological environment "13thf ve-year plan" innovation driven injection molding machine
Based on the principle of protection of the ecological environment "13th f ve-year plan" innovation driven injection molding machine
Zhang Yougen
(Ningbo Haida plastic machinery Co.,Ltd.,Ningbo,315200,Zhejiang,China)
Based on the principle of ecological environmental protection low carbon cycle development way is "13th five-year plan" injection molding machine products structure adjustment of the new normal innovation-driven strategy core,guide injection molding engineering realization of "made in China 2025". Is proposed based on the principle of ecological environment protection injection molding machine new normal innovation driven twelve properties;Is proposed based on the principle of ecological environment protection the concept of injection molding machine new normal innovation driven ten change. Based on the principle of ecological environment protection are studied green science and technology innovation of the new normal driver points injection molding machine;Based on the principle of ecological environment protection are studied seven injection molding engineering application in the f eld of new normal innovation drive. Points out that the injection molding machine industry in China should be profound reflection in thirty years of manufacturing process, why always at the low end,still should honestly do students,can a breakthrough in terms of technology and innovation,gradually achieve leading the development of injection molding engineering.
injection molding machine; ecological environment protection; new normal; analysis and research; application technology
TQ320.662
1009-797X(2016)06-0006-12
B
10.13520/j.cnki.rpte.2016.06.002
張友根,男,教授級(jí)高級(jí)工程師,終生享受國務(wù)院政府特殊津貼,現(xiàn)主要從事塑料機(jī)械的科學(xué)發(fā)展工作。
2015-12-29
(R-03)