分享好友 数控技术首页 数控技术分类 切换频道

辅助设备与聚合物:从现实市场到未来追求

2019-05-10 00:00450
辅助设备适应塑料应用领域的不断扩大,尤其是高精制品加工的需求,技术不断完善。适应PET、PC市场发展的专用辅助设备或解决方案已经成为市场热点。另一方面,随着石油价格高涨以及公众对替代能源的日趋重视,新型替代材料——生物聚合物成为塑料业发展的风向标。这一材料对辅助设备提出了全新的要求,相应的新技术也已问世。

对塑料加工业而言,原料是从最初的产品设计,到加工过程控制,以至最终产品功能实现的中心要素,因此,适应市场发展趋势,以针对专用材料的加工方案代替传统的通用型解决方案在塑料加工领域渐渐成为市场发展的重要趋势之一。例如在注射市场,有颇受业界关注的PET注塑机,在挤出市场有更多将原料与制品结合在一起的专用生产线,仅以管材线为例,就有PP-R管、PE管、HDPE管、PVC管等不同的生产线,将材料与加工机械的专业化几乎实现一一对应。与这一市场趋势相适应,在辅助设备市场,针对具体材料开发的专门技术同样成为亮点。

投身PET的火热市场

PET市场发展迅猛

食品生产企业一直在探索能够取代玻璃瓶和马口铁罐的包装材料和容器,而塑料是可以考虑的最佳材料,但并不是每种塑料都适用于食品包装,聚酯(PET)材料的出现使食品包装得到了快速发展。从美国可口可乐公司最早将PET瓶用于清凉饮料包装开始,上世纪90年代以来,在欧洲,容器用PET树脂的市场销售平均每年以10%的速率增长。东欧国家普及使用PET塑料容器的时间更长,现在PET的消费增长率为12%。欧盟每年使用约160万吨PET树脂,全世界每年使用的PET容器数超过1500亿只。据Pira International的报告,到2011年全球PET包装消费量将达到240亿欧元,其中美国所占市场份额最大,约37%,接下来是中国和墨西哥。

火热的PET市场为塑料加工机械提供了更广阔的发展空间。在主机技术不断发展成熟的同时,针对这一市场的专用辅助加工设备同样充满商机,成为各供应商重要的技术战略之一。


PET包装巿场发展迅速,对除湿干燥设备有较高的要求。苛刻的材料处理要求设备创新

由于PET具有很强的吸水性,因此在储存时必须特别注意防潮,且在加工前务必有效除湿干燥,干燥条件通常要求在150~180℃进行4小时,而且为防止塑胶粒再度吸湿,必须使温度保持在140℃以上;停机时为防止塑料变黄,除湿干燥机需降温到100℃,不除湿只保温。而且,PET物料的水分含量和湿度可能随储存方式而变;胶料中的粉末含量也可能因供料和输送方式而变化;加工过程中还可能遇到意想不到的、不规则和多变的注塑机停机,同时还要考虑到在注塑机计划停机或意外停机时PET胶粒性能的保持。另外,在设备启动或者停机时段需要延长的情况下,湿冷的PET胶粒从仓库被加入到干燥料斗中时,干燥系统的最大能力应能使注塑机启动之前的待机时间最短。这些对PET加工用除湿干燥机提出了特殊的性能与控制要求。

百旺公司针对PET的不同加工工艺条件,向市场推出专用型PET树脂干燥机。这一专用干燥机为了确保在满足上述所有工艺条件下都具有理想和稳定的操作条件而设计了多种特殊功能。干燥机采用自动调节操作原理,在稳定的操作条件之下,干燥系统可自行调节所有的工艺参数,如温度、露点和空气流动,以及PET胶粒在料斗中的停留时间,以实现能耗尽可能最低情况下的最大工艺优化。同时,带触屏界面的新型干燥机PLC控制系统可对所有的操作参数进行监控。自动能源控制包(EMK)对干燥系统的所有工艺参数进行自行调节,以实现PET胶粒的良好干燥和热学控制,而能耗尽可能的最低。保养对于连续工作同样不可缺少,百旺干燥机的清洁作业或过滤器的更换可以在不中断干燥机常规操作下完成。通过多种措施,确保机器长期处于最佳性能,并向注塑机持续加入优质PET树脂。

最近Piovan更将除湿干燥与电子称结合在一起,从而可以根据生产需要控制加料量,更好地满足PET加工过程中的需要。

聚焦PC的光影世界

电子信息产业发展推动PC应用

聚碳酸脂(PC)是一种具有很高机械、光学、电气和热性能的热塑性工程塑料。这种极为坚韧、易于加工的聚合物适应于多种用途,例如家用电器、汽车灯具、医疗仪器以及包装容器等。而高纯度的光学级聚碳酸脂的开发,又促进了光盘工业的发展。

目前中国成为世界上第二大光盘消费国。光盘作为PC应用的一个典型市场,随着内存容量的增加和内存速度的提高,对光盘质量和工艺也提出了更高的要求。使用的原料,如PC等必须经过严格的物料处理过程后才能投入使用。

满足高精度的加工需求

PC是一种亲水性物质,在制造、运输和存储过程中很容易从空气中吸收水分。在塑料塑化过程中塑料颗粒中的水分会汽化而导致树脂的降解,并影响产品的外观及机械性能。在加工之前,树脂通过适当的干燥就很容易避免这些问题的发生。在干燥以后,粒料从干燥器输送到机器料斗,应特别注意避免物料在此过程中接触水分。同时对输送管道的密封性有严格的要求,要避免湿空气吸入物料输送系统。如果PC长时间处于高温环境中,原料将会变性降解。发生生产停顿或注塑机用量减少时,原料排出速度小于干燥速度,干燥系统应能够自动降低温度以避免原料过度加热和降解。因此,开发专用的PC干燥输送系统成为PC高精制品加工的重要技术手段之一。

以PC为主要原料的加工光盘要求精密度高,专用的解决方案必不可少。nextpage
MOTAN针对光盘用PC材料处理过程中所需要的严格工艺控制,利用其DISCtec技术为光盘制造业特别定制了一套量体裁衣的解决方案。从集成式干燥单机到完整的中央干燥及输送系统,从原料储罐到卸料站,应有尽有。系统的每一部件都为了满足高洁净度和高品质的原料处理过程而专门设计,可以适应从CD–Audio到最新的DVD–R格式的加工要求。其集成型干燥、输送单元可以放置在靠近生产线的地方灵活地实现原料的处理,可同时为一至四台注塑机提供干燥好的PC原料。配有双分子筛桶的LUXOR干燥机通过闭环再生的方式可以产生连续的低露点干燥空气流,保证最终含水量最低达到50PPM。系统中所有的吸料器均通过真空管路连接到免维护的真空泵上,在实现原料输送功能的同时可以通过中央过滤器过滤掉原料中的粉尘和杂质。MOTAN中央干燥系统采用专利的ATN自动温度调节技术,可以根据原料用量自动调节干燥温度,这样既防止了原料品质的下降,又可以在原料使用量恢复正常之前保持原料的干燥状态并节约电能。

国内厂商同样积极开发相应的专用系统。上海科翰机械有限公司开发的KVR系列CD-R/DVD-R专用除湿干燥输送系统,采用特殊设计的密闭循环除湿装置,可提供经过滤的、稳定的低露点干燥空气,确保PC原料得到快速、连续、稳定的干燥。其除湿干燥装置与多方向输送装置组合为一体。干燥后的原料采用密闭循环脱湿空气输送至成型机;系统空气采用高效过滤器过滤,能99%捕集0.1μ以下的微粉尘。特殊设计的原料定量输送装置可避免原料在输送管道中的残留。

迎接生物聚合物创造的环保未来

生物聚合物开拓可再生资源新时代

2004年以来国际原油价格一路飙升,对于几乎90%以原油、天然气、煤等衍生物为原料的塑料而言,所面对的困境可想而知。日前,刚刚由80多美元每桶降至50多美元的原油价格又开始爬升,塑料市场可能又将面对价格高涨的局面。飞涨的油价、全球对可再生能源的关注、对温室气体的日益关注以及对废物管理的重视,各种要素的综合影响已经引起业内对生物聚合物及其性能的广泛关注。

传统概念上,天然淀粉是可降解聚合物的一种常用填充料。通过化学改性处理,改性淀粉聚合物同时具备可降解性能和一般商用热塑性塑料的功能。它可以和一般塑料一样进行常规加工,同时也可以用常用的各种技术进行着色印刷。目前应用于制热型餐具、农膜、发泡包装材料、注射成型餐具、挤出成型的水果蔬菜包装网等。这种材料也可以用作填料助剂以改善汽车轮胎的滚动特性,从而取代传统的碳黑和白碳黑填料。

新型改性淀粉聚合物中的淀粉不是作为填料功能使用,而是作为聚合物的化学反应的主要原料。新型淀粉聚合物中没有任何成份来自于塑料,其聚合原理是通过特殊的化学交联反应,将淀粉中大量羟基基团用其他酯基团或醚基团取代,重新改性和重新聚合,从而使新型改性淀粉聚合物具备了普通塑料原料的基本物理机械性能。第三、四代改性淀粉聚合物已经具备超越塑料基本性能的特点。

新型改性聚合物加工工艺基于化学反应性挤出混配系统设备,由于添加物料的物理形态和化学性能都比较复杂,除了对反应挤出生产设备性能要求苛刻,同样对于辅助设备,尤其是计量添加系统提出了新的要求。

针对生物聚合物的辅助设备解决方案

新型改性聚合物在化学反应聚合时,各组成物料之间的组分比例要求动态的正确比例,才能控制化学反应程度,否则会导致化学反应的失败。Sonner公司针对改性淀粉聚合物加工工艺的新技术特别开发出一种新型的失重式计量添加系统。

失重式喂料的原理是基于数字式闭环控制原理,利用高精度,高动态响应重量传感器,对散状物料(颗粒,粉状,液状)的流量连续进行检测,并依靠工业计算机系统与设定流量值比较运算,其偏差值通过模糊控制喂料马达速度予以消除。失重式固体计量喂料器的添加精度可达到±0.5%,失重式液体计量喂料器的添加精度为±0.25%。


Sonner针对生物聚合物特别开发了专用的辅助设备解决方案。Sonner公司所采用的第二代power-feeder失重式液体喂料器,在设计上所有部件采用耐强腐蚀的特殊钢材,不仅满足强腐蚀液体输送技术要求,而且可以在10MPa的压力下稳定而精确地将液体射入挤出系统的反应段。power-feeder失重式系统满足EX防爆设计要求,整个系统应用惰性气体保护,保证易燃易爆液体的安全性,满足在改性淀粉聚合物加工中特殊易燃易爆液体的添加需求。power-feeder失重式液体喂料器还提供LEC电子加热器和保温系统,以确保高粘度液体稳定输送。

对于类似淀粉类高粘度和不易流动的粉状料,Sonner还可提供新型特殊设计的水平式破架桥模块,不同于Sonner传统的标准配置水平式搅拌器模块,利用优化设计柔性搅拌棒技术,解决料喂料入料口的架桥问题。

在喂料技术方面,Sonner提供完整的螺杆数据库满足客户每一种原料喂料需求,从以流动颗粒状原料到不易流动且高粘度的粉状原料。在高粘度固体淀粉方面,Sonner机械工程师特别精心设计新型计量螺杆喂料器确保高精度喂料工艺,同时解决高粘度粉料在喂料过程结块问题。这一加料系统还特别配备了智能螺杆速度控制软件feedersmart,以解决螺杆喂料脉动问题。Sonner的软件工程师经过无数次测试,建立自适应喂料速度数学模型,完美地实现平滑的喂料速度控制,保证高线性精度稳定的流量。

该系统同时配备了新一代的M250plus操作控制器,不仅继承了前一代M250的基本控制技术,可以通过现场总线技术远距离同步操作和管理4-6个失重式计量喂料器,直接在线进行配方管理,任意简单地改变每一组分的比例或流量,而且提供更新的控制管理技术——产品预测计量偏差管理技术。用户可以根据产品的质量需求,对每一组分添加偏差范围进行设定,并在线自动跟踪每一组分实际偏差范围,对产品的质量进行监测管理。

在辅助设备市场,越来越多的新的系统与技术正不断开发出来。例如将模温机、冷水机、除湿干燥机全部整合、集成的系统,可以使现场更整齐,更易于摆放,节约平面空间;机械手从最初的只是实现自动取件功能,发展到可根据不同制品的特点按序摆放;更高效的大流量模温机,可以显著提高加工效率,缩短冷却时间等等。在各种创新的技术之中,围绕材料技术的创新同样将是辅助设备市场的重要方向之一。

举报
收藏 0
打赏 0
轻松提高数控机床精度
随着我国经济的飞速发展,数控机床作为新一代工作母机,在机械制造中已得到广泛的应用,精密加工技术的迅速发展和零件加工精度的

0评论2025-01-04313

加工中心刀具长度补偿怎么用?
在数控加工中,刀具长度补偿是一种重要的措施,用于消除机床变形、热变形等因素引起的误差,保证加工精度,从而提高培训效率,减

0评论2024-12-18400

加工中心主轴定位角度怎么调?
  在数控加工领域,加工中心主轴的定位角度是影响加工精度和效率的重要因素之一。正确调整主轴的定位角度可以提高加工质量,减

0评论2024-12-11496

简述机器人加装电主轴就选Kasite 4060ER-S的理由
  近年来,随着科技的不断发展,机器人作业已经渗透到各个领域,尤其在工业制造领域,更加随处可见。高精密切割、铣削、雕刻、

0评论2024-05-20707

机器人主轴怎么选?Kasite高速电主轴满足你的需求
  机器人发展到现在越来越受到人们的欢迎和重视,现在很多传统行业都在生产作业中引入了工业机器人,随着机器人的改进和优化,

0评论2023-10-231208

机械臂加装2.2KW大力矩电主轴,就选MSIY-80电主轴
机械臂想加装大力矩电主轴,用于铸钢等硬质材料去毛刺,铣削等加工,可以考虑MSIY-80电主轴,外径80mm,重量4.8公斤,可搭配轴向或径向浮动刀柄配套使用。

0评论2023-08-261203

每天早上打开数控机床时有没有必要热机?
工厂使用精密数控机床(加工中心、电火花、慢走丝等机床)进行高精密加工,你是否有这样的经验:每天早上开机进行加工,首件的加

0评论2023-08-151093