现代节能技术在塑料包装机械上应用

宁波海达塑料机械有限公司 张友根

节能是塑料包装机械绿色化的主要技术内涵。运用现代节能技术于塑料包装机械上，并根据塑料包装机械的实际拓展和创新现代节能技术，达到提高能源的利用效率、降低成型加工成本、减少对环境的污染、提高清洁度等方面，是绿色化塑料包装机械的发展方向。塑料包装机械的门类很多，成型制品的能耗主要包括熔融塑料的加热系统、机构／部件运行的动力驱动系统、成型工艺控制系统、能量回收利用系统、回收料循环节能加工能力。本文就上述几个方面，研究了运用现代节能技术实现塑机节能技术的科技进步，指出现代节能技术与塑机节能技术相结合，才能实现塑料包装机械节能技术的实质上的科技进步。

一、现代节能加热技术

塑料原料加热熔融是成型为制品不可缺少的环节。传统的电阻丝加热是根据热传导原理，电阻丝加热圈本体发热将热量传导给机筒，由于机筒与加热圈不可能做到无间隙配合，中间有一层空气隔热层，降低了热效率；同时加热圈本体向外表面及侧面散发热量；热传导是低效率的热能利用型式。以上三方面的因素大幅度降低了电能的利用率。传统的电阻丝加热效率仅为40～60%，其余的能量以辐射的形式浪费到环境中去，不但浪费能量，而且恶化周围工作环境，造成环境污染。长期来，在加热节能上，仅在传统的加热系统上，注重于加热保温罩的研究上，仅起到“治标”的作用，加热节能收效甚微。运用现代新型的加热技术，取代传统的加热技术，才能达到“治本”的大幅节能加热。

1.电磁感应加热系统

电磁感应加热是采用磁场感应产生涡流加热原理，它利用高频交变电流通过线圈产生交变磁场，当交变磁场内的磁力线通过被加热的金属材料时，就会在被加热的金属材料表面产生无数的小涡流，使被加热的金属材料本身自行高速发热。由于感应线圈与被加热金属材料之间设有隔热层不直接接触，能量通过电磁感应进行传递，从而使得热量损失降至最低，同时该隔热层还能提高热效率和控制响应，与电阻丝加热方式相比减少了热传导和空气热对流的损耗，热效率很高。使用电磁感应加热系统后、表面的温度在50℃以下，人体完全可以安全触摸；避免传统电阻发热圈加热方式辐射到空气中的能量，可显著降低环境温度。完全避免传统加热方式带来的因表面高温而造成的烧伤、烫伤事故发生；更杜绝了因表面高温引燃附着物发生不安全事故。由于表面温度低，它不会烧焦吸附在它表面的异物：如塑料颗粒、油污、灰尘等，不会产生有害气体，改善了车间的空气环境，同时也节约了降温设备与二次耗电降温的电能。

在一台85t合模力的东芝注射机上进行对比实验检测表明：

1）加热效率极高。非触式机筒电磁感应加热装置加热电能消耗是电阻丝云母加热装置的30%，加热效率达到95%左右；2）动态响应灵敏度高，温度控制及时准确。温度控制器将动力输入到感应加热器时，输入到机筒的热量几乎瞬时达到最大值（也就是在15s内），当动力被控制器切断时，热量输入很快降至零。相比而言，使用电阻丝云母加热圈，热输入速率达到峰值需要2min以上才能达到，陶瓷加热圈大约需要5min。同样来说，当电力被切断时，电阻丝云母加热圈需要1min以上才会停止向机筒输入热量，陶瓷加热圈大约需要3min；3）塑化质量高。电磁感应线圈对机筒来说是零热容，加热直接作用于金属，这样感应加热所需的时间会更少，沿机筒长度和圆周方向的感应热分布非常均匀，其快速响应转化为更加均匀的机筒温度，潜在地提高了塑化质量。

采用电磁感应加热技术，将加热部分的装机功率降低50%左右，通过对现有设备进行改造，升温时间缩短为原来一半，温度控制精确到±1°，产能提高至少5%，废品率降低至少在10%以上，对注塑工艺（降低注塑压力，提高速度，提高熔体质量）有很大提升，从而促进产业升级。青岛某公司单螺杆挤出机、广东某公司PET瓶坯注塑机、广东某公司等采用电磁感应加热系统，提高设备绿色成型加工水平，塑化节电率达30～50%。

2.石英加热器

石英加热器是根据热能辐射高于传导的能量利用率原理，提高电能效率。电阻丝穿入石英玻璃管中，制成与普通铸铝加热圈类似的两个半圆的哈夫型，径向外表面用保温材料制成保温层，保温层内表面为光反射面。石英管电阻丝产生的热光能量，直接辐射给机筒外表面，并通过反射作用，再辐射给机筒的外表面，最大限度地减少热量损耗。体积小，重量轻，装卸方便，节能明显，成本低。与铸铝加热圈相比，成本相当，更加轻便，节省电能30～50%。大连某公司塑编厂挤出拉丝设备，1号挤出拉丝机机筒用石英加热圈替换铸铝加热圈，外表面温度60℃左右，升温由原来需要1h缩短到26min，热效率提高一倍以上，每h平均实际消耗功率由43.4kwh降低至25.3kwh，能耗降低41.7%；机筒加热装载功率由62kw降低至36kw。

3.纳米红外节能加热系统

发热体采用新型高分子纳米发热合金材料，加热圈表面经高分子远红外材料做特殊处理后，能够产生特定波长红外线，传热过程热损耗小，传热效率在99%以上，并有效提升加热速度；加热圈的表面温度仅为50～70℃，对环境温度影响小，且能有效的降低工作车间的室温5～10℃；升温速度比传统电热圈快20%以上；在通电时只产生热辐射，热量通过红外辐射传导，不产生高频辐射，无紫外线；热惯性小，温控精度可达±1℃；节能率高达30～80%。纳米红外节能电热圈无任何外接设备，可做到传统加热圈的内径一样、宽度一致、段数一致、功率一致，直接用于取代传统的加热圈。

4.高效率微波加热系统

微波加热是通过微波渗透到材料内部并使其产生体积升温的一种加热方法，具有加热速度快，效率高，加热系统容易控制的特点。微波场中温度的测量和控制是微波应用的技术关键。Krones公司拉伸吹塑瓶坯加热箱，采用微波加热系统取代常规的红外线灯管加热系统，达到更加节能，并且系统不受瓶坯的颜色、初始温度、材料组成型式等的影响，提高了加热效率和加热的灵活性。

5.智能补偿加热节能罩

智能补偿加热节能罩由高温绝缘罩、散热罩、中空纤维储能隔热棉、钛合金编织层、热激发自生热层等组成。控制装置由热激发定时器、热激发附件、热激发转换器等组成。热激发自生热层采用航天热激发材料，在高负压状态、超高温、超音频磁力线穿透等条件同时具备的条件下可改变自身特性，可使混合物在自然环境下当温度超过121℃时在超音频磁场作用下自身发热，其自身温度和环境温度的差保持在10～30℃之间。当加热圈工作温度超过121℃时，在超音频磁场的作用下，热激发材料自身发热，其自身温度随料筒设定温度的高低而变化。当产生多余热量时会被钛合金中空纤维储能隔热棉吸收，当环境温度低于钛合金中空纤维储能隔热棉时，它会释放多余的热量，从而达到为加热圈补热的功效。实践证明：采用本技术，发热效率高，节能40～80%；降低环境温度；少用降温设备，二次节电；热能得到充分利用，减少预热时间，提高工作效率；可使加热圈工作时间减少一半，明显延长加热圈的使用寿命，减少维修费用，降低产品成本。

6.电磁动态塑化加热

华南理工大学提出的电磁动态塑化理论与技术，完全抛弃了传统螺杆挤出机基于剪切和摩擦的输运和塑化机理，而是采用基于正应力作用的输运机理。在CHINAPLAS2009国际橡塑展上，展示的超切变塑化挤出机型号为SSPE-40，演示项目为LDPE吹膜，从喂料口到模头连接处只有25kg左右，这台挤出机挤出LDPE的最大产量为55kg／h，能耗只有传统的螺杆挤出机的三分之一。

二、现代动力驱动节能技术

1.交流伺服电机驱动液压泵节能技术

交流伺服电机驱动液压泵系统应用于塑料包装机械是近年发展的一种先进的高性能及高效节能系统，越来越广泛使用。尽管异步电机的控制技术也日渐完善，但其自身的功率因数、效率以及发热问题始终无法克服。交流伺服电机技术越来越成熟，制造成本上也与异步电机越来越接近，正在越来越多的场合取代异步电机。根据交流伺服电机是一个多变量、强耦合、非线性、变参数的特点，开发现代非线性控制方法应用于塑料包装机械上的研究。

主要有以下几种型式：交流伺服电机驱动螺杆泵系统；交流伺服电机驱动内啮合齿轮泵系统；交流伺服电机驱动柱塞定量泵系统；交流伺服电机驱动柱塞变量泵系统；交流伺服电机驱动双排量变量柱塞泵系统；交流伺服电机驱动负载敏感泵系统。提高交流伺服电机驱动液压泵系统的动态反映速度，减少动作切换时间，加快动作节拍，是系统发展的新特点。

广东某公司的SH系列伺服注塑机，把交流伺服电机的节能性能与伺服泵的快速动态响应性能结合起来，运用高性能的日本油研公司伺服泵，组成全伺服动力驱动系统，实现压力、流量全闭环控制系统，运动时压力流量自动补偿，保持压力与流量的稳定性，控制精度及重复精度高，射胶速度从静止到最大仅需46ms的动态响应时间，取得了突破性的成果。

东华机械有限公司交流伺服电机驱动双排量柱塞泵的Se系列注塑机，创新伺服控制系统，解决了一般伺服电机及控制器等长时期保压出现的温升问题，达到保压时间不受应用限制，可加工需较长时间保压的PMMA等工程塑料制品。

博世力士乐公司把本公司的动态性能和精度都得到认可的DFE电子变量泵和伺服电机组合成变转速的DFEn泵控系统，弥补了普通异步电机和变频器响应慢的缺点，解决了普通伺服电机驱动定量泵系统因保压时间长电流大易引起伺服电机过度发热而退磁的缺点，保证了系统高响应的特性机伺服电机的使用寿命。

2.液电复合互补节能动力驱动系统

液电复合互补驱动就是把液压动力驱动和电动动力驱动和谐结合成一体，发挥各自的性能优势，互补各自的功能缺陷，实现成型高效高速的多能化、节能化、环保化、低碳排放化，同时提高了成型性能，扩大了成型功能和应用领域，实现新型的节能形式。电动驱动技术的发展使液压驱动的性能和功能得到更优越的发挥，液压驱动技术的发展促进了电动驱动技术的创新开拓，两者相辅相成使塑料包装机械的动力驱动系统呈现绿色节能技术的新型模式。

2.1 液电挤注复合节能驱动系统

广东某公司的PET瓶坯注塑机塑化注射普遍采用挤注复合塑化机构，一改以往的采用普通同轴一线式往复式螺杆塑化注射机构成型瓶坯结构。挤注复合塑化机构，交流伺服电机独立挤出塑化的注射储料，有利于大容量塑化熔融料的比容均一性，增加成型腔数，达到高速高质量高产量塑化注射。

2.2 液电复合注射及合模的节能系统

Netstal公司的ELION2800-2000液电混合驱动注塑机，全电动合模单元与液压注塑单元相结合，成型一模96腔的HDPE料的瓶盖，成型周期不到2.5s，与传统的驱动系统ELION2200-2000相比，节能达30%。

2.3 液电复合注射及吹塑的节能系统

Jomar公司的85S的液电混合注射吹塑机，发挥液电独立平行回路的高速生产性能，展示了用10腔模具成型118mlPP瓶，生产速度达到3500瓶／h。

挤出塑化为变频电机或交流伺服电机驱动，具有较好的性价比，适用于洁净度无特殊要求的制品成型。Bekum公司的BM-07系列液电混合式挤出吹塑中空成型机，节能高达50%，干燥周期缩短15%。

3.全伺服电机动力直接驱动成型机构节能系统

全伺服电机动力直接驱动成型机构是一种高端节能系统，把节能的绿色化提高到一个新的水平。全伺服电机动力直接驱动成型机构的注塑机最早出现在塑机群体中，而后在其他种类的塑机中也逐渐得到应用和推广。国际上全伺服电机动力直接驱动的注塑机也是一项很成熟的技术，国内还处于研发的样机阶段。

全电动驱动中空成型机。雅琪集团在Chinaplas 2009上展出了亚洲首台全电动AE-70-TS吹瓶机。将传统的液压驱动更换为交流伺服电机驱动，避免了传统的液压驱动常出现漏油而导致机器及产品被受污染，满足食品、医药、卫生等行业对机器和产品洁净的要求，机器节能可达30%。荣获2009塑料行业荣格技术创新奖。台湾凤记铁工厂股份有限公司FK／EHB55GT06QS四头单模全电动式中空成型机，相比传统液压设备，省电高达60%；速度快，比传统设备高30%，如生产200CC的牛奶瓶，产量可达1600个／h，主要应用于食品、医疗等对卫生条件要求较高的“零污染”的领域。意大利Unilon Milacron公司推出了UMA12全电动共挤出双型坯吹塑机，用于制造3D汽车通风管，以及UMS 12E.D双工位全电动挤出吹塑机。

三、能量回收利用

能量再生、回收利用是进一步提高能量利用率，实际上是对能量的二次利用。

1.交流伺服电机动力驱动油泵系统的能量回收利用

交流伺服电机制动能量、液压系统回油能量、机筒加热散发能量等能量再生、回收利用是塑机节能技术不可缺少的一个部分。塑机节能的本质就是减少能量损耗，提高能量利用率。能量再生、回收利用是提高能量利用率的有效措施之一，开展对此问题的研发越来越引起人们的重视。不管是液压驱动，还是全电动，都存在一个能量再生利用、提高能量利用率问题。

交流伺服电机驱动泵源系统制动能源再生利用技术。交流伺服电机驱动泵源系统，系统基本上无多余能量损害，但在工作过程中，频繁刹车及减速过程中，伺服电机本身发出电能，如果得不到应用，就造成浪费。在交流伺服电机驱动泵的液压系统中增加伺服驱动制动回收单元，达到存储伺服永磁同步电机在刹车制动过程中产生的电能，同时能够将此电能释放到注塑机的工作过程中。在直流母线上串入伺服驱动制动回收单元，以减少制动电阻消耗的能量。制动电阻和伺服驱动制动回收单元并联一起，用以消耗伺服驱动制动回收单元储存完成后多余的电能，保护伺服驱动制动单元和伺服驱动系统。伺服电机在刹车及减速过程中产生的能量转换为电能，通过伺服驱动器中的逆变模块单元和直流母线，将电能存储在伺服驱动制动回收单元中。而当系统重新提供电能开始工作时，伺服驱动制动回收单元中的电能首先释放，能源再生单元储存的能量将通过直流母线回放到系统中，实现储存能量和释放能量的双向作用，当电压低于整流模块输入的电压时，才使用外部电能，从而达到节能的目的。在注射成形工况须要频繁的启动及制动，伺服电机驱动组件的惯量动能在制动时可通过伺服电机产生电能，在经过驱动器转变为直流电，并储存在电容内，当伺服电机在下一周期启动时，电容放电再经驱动器转成所需脉冲电流驱动伺服电机。这种能源再生利用装置可节能3～5%。阿博格公司Allrounder H系列注塑机，动力驱动系统中增加了交流伺服电机制动能源再生利用和蓄能器辅佐驱动，节能可达到40%。Se系列伺服驱动注塑机应用制动能源再生利用装置，通过实际应用，在中型机上能普遍体现到3～5%的节约，达到注塑机1级能耗标准。

2.交流伺服电机动力直接驱动系统的能量回收利用

伺服直接驱动塑化的新型能量回收利用系统。Netstal的ELION系列全电动注塑机，把伺服电机直接驱动塑化制动过程产生的能量直接进入过渡电路，储存在电容电路中，这意味着产生的制动能量不必转化成热量，尤其是在注射循环期间，可以成为总能耗的一个重要部分，例如，当塑化过程发生在模具打开时，产生的制动能量可从过渡电路中汲取旋转螺杆所需的能量。因此，该能量并不是取自电源供应网路，并且产生的能耗相应减少。在成型塑料花瓶生产表明，从伺服电机制动过程直接进入过渡电路的能量占所需循环能量的15%，成型总能耗为0.25kwh／kg。对熔化塑料所需能量的计算表明：这仅比每个循环所需的总能量略少一点。同样，驱动机器所需的能量几乎全部来自各轴的制动过程，并未通过制动电阻转化为热量。与液压注塑机相比，ELION系列注塑机能耗减少了70%，比常规的全电动注塑机能耗低10%以上。

3.能量热交换回收利用

模具能量热交换回收利用。德国SINGL研发了冷却水循环是用冷风箱取代部分能耗较高的模具除湿机。冷风箱需配合冰水机或冰水系统使用，利用换热器与冷却进水将高温进风进行热交换和除湿。由离心式风机吸取冷风，在通过风机的出口把处理后的冷风送出，进行热交换后的冷水从冷却水口送回冰水机或冰水系统循环使用。

吹瓶压力空气回收再利用节能吹瓶系统。开发空气回收系统，减排二氧化碳，节约能源成本。国际上早就重视开发吹瓶空气回收系统，达到降低二氧化碳的排放量及节能的双重目的，国内无一公司研发空气回收系统，应吸收先进技术，创新开发，实现环保吹瓶。SMI公司旋转式拉伸吹瓶设备，开发空气回收系统，使部分吹瓶回路中的4Mpa的高压气体得以重复利用于预吹瓶，可以有效减少40%的压缩空气的消耗量，节约了能源成本。预吹瓶回路的工作压力可由电子控制器调节，伺服回路通过手动减压阀控制。如预吹瓶不需要回收气体，剩余的高压气体还可以用于设备中的其他低压装置。SIPA公司的RAS气体回收系统，当吹瓶排气阶段，RAS截取1～1.5Mpa压力的气体，并分配给吹瓶的预吹应用，吹瓶机自身工作用气，剩余气体返回至工厂的低压管网供灌装及贴标用气，RAS气体回收效率为吹瓶气总体消耗的50%以上，节省20～30%的电力能耗。西得乐公司HR空气回收系统，60%的生产空气成功回收并投入二次使用，其中20%用作预吹空气以及拉伸／喷嘴空气，剩余40%则回收用于压缩空气系统等其他应用，与未安装空气回收系统前相比，设备自身的气耗减少了20%。东莞可口可乐在安装了SBO 20 HR空气回收系统后，每年节省273495度电和减少267t二氧化碳的排放。

4.机筒散发热能回收利用

原料节电干燥装置由热能回收系统组成，能将塑化机筒散发的热能转为烘料干燥的热量使用，节省烘料机因烘料而损耗的电能。原料节电干燥装置热能回收系统从能量回收利用的思路出发，把加热圈散发的热量收集起来，将热能收集，送入干燥加料斗，转为烘料热量使用，节省干燥料斗原需电加热供给的烘料热能，同时不会对注塑机的正常使用产生任何影响；由于阻止了加热圈热能外传，达到降低生产车间温度、改善周边环境的效果；在收集热能的同时也可以对刚开启的机筒达到保温的作用，缩短注塑机的开机的机筒预热时间；减少企业内部电力系统的负载容量，减少电损，缓解变压器的负荷。

四、回收料再生利用绿色节能设备

热塑性塑料是可循环再生利用的资源。提高回收料的利用率、性能、特性等绿色节能设备研发越来越引起重视。

1.回收料混合器

回收料混合器，始终保持回收材料和新料在被喂入挤出机和注塑机之前处于分离状态，可避免在喂入过程中可能造成的物料比例的变化；具有不同体积密度和流动性能的新料和再生料的混合料到达喂口的速度更快；独特的干燥系统和隔热结构，混合过程中物料干燥不需要热量输入。

2.回收料优质再生

低水平回收造粒越来越不适合绿色技术的开拓，提高回收料的附加值，实现优质再生，成为回收料循环利用的发展方向。回收料在挤出造粒过程中，加入各种助剂来赋予材料新的功能，进行共混改性，拓展其使用范围。适合不同回收料、达到优质再生料的不同性能和功能的绿色技术挤出造粒设备应运而发展，例如：一体化挤出造粒、双螺杆改性挤出造粒、低剪切低降解挤出造粒、双阶单螺杆造粒，等等。

五、回收料直接循环节能成型

降低回收料循环利用过程中的成型能耗，是成型设备加工能力发展的方向。回收料成型，一般都需把回收料经挤出造粒后才能再次成型制品，在这一过程中，挤出的高温塑料粒子经强制冷却后，再经成型设备高温熔融后加工成制品，二次加热，损耗了大量的能量。回收料直接循环节能成型就是把二次加热变成一次加热，节约其中一次的加热能量。

1.“瓶到瓶”循环利用加工设备

“瓶到瓶”，即将废旧PET瓶子做成食品级PET切片，然后再生产出新的瓶子，瓶子用完后，再做切片，这样，资源就可以多次循环，实现用PET回收料生产PET饮料瓶。由此，减少废品排放量，有效利用PET原料，引领PET瓶坯成型的低碳时代。2010年废弃PET全球回收利用量不超过430万t，综合回收率不超过30%。这个数据说明废弃PET回收潜力还很大，但也说明没有发达国家回收率的大幅提高，全球废弃PET资源的充分利用还有相当长的距离。

美国某公司研发的“瓶到瓶”成套回收设备，该流程生产出的PET絮状料，可以作为直接与食品接触的原料，符合美国食品药品管理局（FDA）的规定和德国联邦风险评估所（BfR）的准则。该公司设备方案采用模块式结构，能力分别为500kg／h和1000kg／h。PET回收流程由一个清洗模块和一个瓶到瓶模块（B2B）组成。流程步骤包括材料处理、浸泡、清洗、冲洗、分离PET和PO、后续机械、热力干燥和厚薄分离，最终在“超级清洗”中去除游离的内含杂质。

赫斯基HyPET再生粉碎料（RF）系统，引领PET瓶坯成型的低碳时代。全球首款可大量采用食用级再生PET粉碎料生产瓶坯的注塑系统。HyPETTMRF食品级再生粉碎瓶坯注射系统，经过不断改进，由使用50%比例的再生粉碎料提高到100%的再生粉碎料，降低了生产成本。作为一套经过专门优化的注塑系统，增加了新的功能，如：在线溶料过滤可防止出现可能影响瓶体质量的黑斑和其他污染物；全新的挤出塑化设计能够更好地处理颗粒与粉碎料的混合物，从而解决了使用再生PET粉碎料生产PET瓶特定的技术难题。HyPET RF300注塑系统，配一副72腔的模具，对含有50%新料和50%再生粉碎料的混合料进行加工，以10.5s的周期生产34.7g的EcoBaseTM瓶坯。再生粉碎料的利用，降低了碳的排放量，起到了环保作用。

2.“材到材”循环利用加工设备

提高塑化能力，即提高螺杆机筒的塑化性能和输送能力。广东某公司研制出了不但能加工100%新料还能加工100%粉料以及100%回收料的高产量螺杆，其产量比常规设计的螺杆产量提高40%以上。

宁波某公司BFPET-Z生产线，可以全部用PET废旧瓶片做原料直接生产打包带。PET打包带又称塑钢带，是一种直接取代钢带的高强度打包带。

MAS挤出机，行星轮式多螺杆结构，8条卫星小螺杆通过环形齿轮，使用非常简单的水封真空泵去加工未经预干燥的PET回收料成高质量的制品。

广东某公司双螺杆片材挤出机，可利用100%边角料、回收料生产，并且无需预结晶干燥，直接挤出片材，并达到高产低能耗。

青岛某公司PET片材生产线，体现出回收料再生利用的理念。可使用100%的回收料，无需干燥结晶。螺杆机筒经过优化设计，塑化均匀、挤出稳定、产量高、寿命长。精密的定型压光装置具有调整功能，可确保片材的良好定型。制得片材具有良好的气体阻隔性、韧性、延伸性和优良的回收性，可经成型加工成各种包装产品。该公司的三条PET片材生产线于2010年底销往英国。

太仓摩丹卡勒多尼塑料机械公司MINICOLOR定量给料装置，有效解决了由于散装材料特性而导致的螺杆喂料不够精确的情况，给料可以与注塑设备的塑化同步，也可以连续与挤出机的螺杆转速同步，成为快速循环注塑成型和压力进给挤出机的理想选择。

张家港市某公司LDYW-200型红外线结晶除湿干燥系统，结晶—除湿—干燥三位一体一次完成，时间短、效率高、能耗低，几乎不破坏原料发展结构。

六、节能成型工艺

1.超低温空气节能吹瓶系统

吹瓶系统性能的主要技术指标是吹气压力和气体温度。常规配备的吹塑设备都是常规的空气压缩机，采用常规的吹气压力，不能满足大型中空制品快速吹胀冷却的需要。大型中空塑料制品的壁较厚，所以吹塑系统性能不但关系到生产效率，而且关系到制品的质量，特别是关系到型坯粘结缝的强度。提高吹气压力，使用低温干燥高压空气吹塑，是缩短吹塑冷却成型时间的关键，提高制品质量的关键。德国Beke公司把空气冷却到-35～-45℃，进行吹塑，加强了制品内壁的冷却，使制品内外壁的冷却速率均匀，极大提高了制品的品质，同时冷却时间缩短不少于20%，提高了生产效率。

2.注射压缩节能成型技术

注射压缩成型不是依靠螺杆向型腔传递压力，而是通过压缩行为来压实制品，低压注射，使得制品表面具有均匀的压力分布，制品内部分子取向分布均匀，保证了成型制品的尺寸精度高且稳定。注射压缩成型特别适应壁厚2～5mm的托盘之类大型制件的复合材料注塑成型。由于注射压缩成型降低了模腔压力，从而降低了锁模力，例如，采用普通成型注射工艺需30000kN锁模力才能成型的制件，采用注射压缩成型工艺仅需10000kN锁模力就能成型，注射压力仅为普通注射成型的二分之一，能耗仅为普通注射成型的二分之一。从制造方面来讲，10000kN的合模机构与30000kN的合模机构，两者的制造成本是无法比较的，大幅度降低了社会物质资源，降低了社会能耗。

3.高速节能成型同步平行回路

广东某公司48A-PET瓶坯注塑机，成型系统采用塑化与注射、开合模、顶出、机械手取出等工序的同步平行回路控制系统；多工位带冷却的取坯机械手；群腔瓶坯成型模具。通过以上科学的手段，大大缩短了成型周期，达到了高速节能生产。现场展示的48腔PET瓶坯成型加工，周期12s，最大产能达到14400个/h，实现低成本高产出。

七、节能控制系统

1.高速节能成型控制系统

上海某公司针对大型注塑机的伺服多泵动力驱动系统，把注塑机特点的工艺需求融入到控制元件算法中，研发了伺服多泵多组分流与合流的控制的多模式复合控制系统，与单纯的多泵合流控制系统相比，动态响应更快、更节能、成型周期更短，把注塑机的能效发挥到最佳状态。

2.智能化能源检测系统

节能布鲁克纳公司在BOPET、BOPP薄膜拉伸线上，特殊设计“能源监控系统”，优化包装流延膜温度控制，在降低原材料成本和薄膜厚度上达到精确的控制，达到既提高制品质量又降低能耗和成本的效果。

3.智能质量控制系统

Aqr Intemational公司的智能质量控制和成型工艺检测系统，OptiCheck成品瓶密封表面单元能够通过照相机成像系统监控瓶子的完好性程度和密封性能，确保产品符合质量要求。

4.节能监控系统

布鲁克纳公司优化各项节能的潜力，认为除了实现设备节能技术极限，节能还取决于生产线操作工艺，特别设计了“能源监控工具”，显示各种操作状态时真实的能源消耗。在K2010上，展示膜片温度优化控制，设备冷却段可变换，膜片温度控制取决于厚度与生产线速度，冷却到刚好设定的温度，再加热拉伸。与1990年机型相比，生产薄膜能耗降低了30%。

节能拉吹能耗管理系统Agr Internationnal公司的Process Pilot®吹瓶机管理系统，与该公司的PETWall Profiler®系统相结合，可对吹瓶机的生产运行进行自动管理。PETWall Profiler®测带有基于LED的传感器，能够从每个瓶子上获取上千个壁厚测量数据，并构建出完整的瓶形轮廓，即便瓶料的分布有极微小的变化，也能高度准确的识别出来。Process Pilot®吹瓶机管理系统根据PETWall Profiler®测量系统提供的信息，管理和自动调节吹瓶机的可控参数，形成了从瓶料分配的测量和吹瓶运行之间的有效闭环，确保生产的稳定和最佳的质量控制。

八、结语

节能是一个重要的研究课题，是一项综合技术。开发产品时，应把节能作为主要研究课题，根据制品成型的特点，运用现代先进的节能技术，创新开发出新颖的达到节能要求的动力驱动系统、加热系统、成型工艺。运用现代先进的节能技术于塑机上，是深化塑料包装机械节能技术的关键。