“十二五”塑料机械自主创新的分析研究(十二)

张友根

(宁波海达塑料机械有限公司)

(上接2013《塑料包装》第3期)

8 高端塑机开发初见端倪

高端塑机是指成形加工能力具有创造发明技术含量高的设备。具体表现为:

(1)引领有关领域塑料制品开拓应用的发展，推动有关行业科技进步;

(2)成形加工能力具有明显科技进步，完美解决制品成形加工中长期存在的技术问题，达到制品更新换代以适应应用的要求。

国外先进的技术越来越多进入我国，随着这些先进的技术的进入，高端塑料制品需求量越来越多。高端塑料注射制品的加工基本上为进口的高端塑机，国产塑机大多仅从事中、低端塑料制品的注射成形加工。高端塑机能为客户成形利润高的高端塑料制品，同时也为高端塑机研发制造单位带来丰厚的回报。高端塑机是一个高科技行业，我国高端塑机的研发是一个薄弱环节，实质性的发明创新少之又少，不少的专利无一点推动高端塑机发展的发明创新。

近年来，我们也高兴地看到，我国在研发高端塑机方面有了起色，名不见经传的小公司依靠自己的科技优势，积极研发高端注塑机，并且获得了成功，取得了显著的社会效益和经济效益。本节介绍几个国内成功开发高端塑机的几个例子。

8.1 功能化PET瓶坯注塑设备

广州一道注塑机械有限公司于2005年11月成立，现有职工约100人，致力于PET瓶胚注塑设备的开发和制造，已有 UPET130、UPET230、UPET230、UPET360、UPET460四种规格，其性能已经接近国际先进水平，国内领先，去年的产值5千万元，今年超过1.3亿。获得了镶嵌式塑化料筒加热结构、主辅多顶式注塑顶模机构、直动式注射喷嘴机、双轨平衡移动机械手、双驱动双轨平衡移动机械手等多项实用新型专利。PET瓶胚注塑设备主要由挤注复合注射塑化系统的PET瓶坯注塑机、全自动多工位机械手、高精度模具等几个部分组成，集原材料的干燥、PET瓶坯塑化射出、瓶坯的取出及输送、检测等为一体化。配备高质量的德国热流道不仅节约了生产原料，而且提高了产品质量，加快成型周期，提高生产效率。采用阀针式注浇口达到大流量注射，满足国际客户的高质量要求。国内独创的多工位机械手，使成品有充足的时间冷却，大大提高了成品的合格率。阀控伺服液压系统提高了系统的动态响应性能和保证了运行精度及其重复精度的稳定性，MOOG伺服阀精确控制移模位置，低压护模位移精度可达到0.10mm，充分保证了高精度模具。小容量蓄能器稳定了注射压力，减低了噪声。大容量蓄能器提高了注射速度节约了能耗。伺服电机驱动的挤出塑化系统保证了大容量PET塑化的质量一致性，为群腔PET瓶坯高速高效注射成型创造了先决条件。开发的核心控制技术保证了加工质量。U360PET瓶坯注塑机，72腔模具，成型500ml瓶坯，周期9秒，产能最高达到28800支/小时。高端PET瓶坯注塑机迎合了市场发展，走上了性能竞争之路，走出了低价位的恶性竞争，例如一台合模力130吨的高端PET瓶坯注塑机售价达到108万，国内普通的PET瓶坯注塑机售价在10万左右。高端PET瓶坯注塑机赢得了市场的青睐。国内著名PET吹瓶机制造企业广州达意隆包装机械股份有限公司、著名BOPP吹瓶机制造企业东莞佳鸿机械制造有限公司与广州一道注塑机械有限公司配套，销往国内外市场。

8.2 功能化超大型管件注塑设备

泰瑞机器制造(中国)有限公司为杭州高新技术企业，专业从事注塑机的研发与制造，最新研发的TRX4000T注射机是国内第一台15万克PET管件专用注射机，对很多技术进行了创新性的改进，使得机器的性能和工艺有了较大的提升，为国内大型注塑机参与国际竞争取得了重要突破，具有“节能、精密、稳定、快速、大型”的产品特色，创造了国内技术最先进，设备吨位最大的注塑机之一。该机荣获“注射前模板”和“注射移动模板”的二项设计专利技术，并全部通过德国莱茵公司的CE认证。

8.3 功能化双组份转塔式立式注塑设备

大禹机械为国家高新技术企业，致力于塑机行业的技术突破及创新。研发的立式转塔、转盘双功能双色机，采用两组射出系统，一个锁模系统，一个转塔系统，一个三工位转盘系统。此款产品有两个可同时注射的射出单元满足双色(双物料)产品的成型需要。主要具有中心塔托起并转动的功能的转塔机构，配合A、B两组模具，达到产品在一次注射后通过中心塔托起并转动到另一个模具内注射，实现产品上下两个面同时包胶，突破了原来双色注塑机由于产品跟随模具旋转、只能注射一个面的瓶颈。中心转塔转动的结构为中心塔盘、齿轮传动机构、转塔升降油缸、转塔转动驱动动力单元单元组成。机器工作时先在模具A中做产品的第一种物料注射，开模后转塔上升，产品成型脱模后由转塔盘带动已注射第一种物料产品旋转120度，放入模具B进行进行注塑第二种物料。此时模具A同时注射第二个产品的第一种物料，开模后后转塔上升，产品成型脱模后由转塔盘带动已注射第二种物料的产成品至取件工位取出产成品，同时已注射第一物料的产品旋转至B模具，完成一个循环。此后每转120度，出一次产成品。由于机器下模板配备三工位转盘系统，机器在实现转塔双色成形的功能外，由两个上模配合三个下模，既可作为转塔成型双色又可作为转盘双色机成型，填补了国际注塑界的空白。

8.4 精密注射成型设备

随着电子、电信、医疗、汽车等行业的迅速发展，对塑料制品的高精度、高性能要求与日俱增，精密注射成型成为最重要的塑料成型方法之一。“十一五”期间由中国注塑机行业龙头企业宁波海天集团所属核心企业－－宁波海天实力机械有限公司牵头，浙江大学、北京化工大学等为技术支撑单位，承担了精密塑料注射成型装备研发课题。在3年多的时间里，科技人员打破了发达国家在精密塑料注射成型装备领域的技术垄断，通过一系列关键技术的自主研发和集成创新，实现了精密塑料注射成型装备国产化，并跃居国际先进水平，为我国通讯、电子、家电、汽车等众多行业精密塑料零部件生产企业提供了技术先进的注射成型装备，有力推动了中国塑料注射成型装备制造行业和塑料制品加工行业的科技进步。2011年4月28日“十一五”国家支撑计划重点项目－－精密塑料注射成型装备研发课题通过验收。该项目取得的成果在国际上引起广泛关注。

值得指出的是:精密注塑成型是一项系统工程，设备只是其中的一项，而且精密成型是一项专用化工程，没有万能的精密注塑设备，针对某一种精密工程制品，研究出成套精密注塑工程，才符合要求。精密注塑机实际上一种具有高精度稳定注塑的注塑机，确切定义为高精度注塑机更为合适。

8.5 智能化七层共挤PVDC高阻隔吹塑薄膜成型设备

佛山市顺德区捷勒塑料设备有限公司研发的七层共挤PVDC高阻隔吹塑薄膜成型设备，由7台螺杆直径为60mm高扭矩挤出机、7层共挤低型体螺旋式IBC模头、专利的AutoKu全自动双风唇风环、IBC内冷控制、旋转扫描的非接触式膜厚控制系统、导辊式稳泡架、碳纤维辊式电动调节人字板、专利的齿轮旋转水平牵引装置、全气动纠偏系统，带自动张力控制的二级牵引装置、全自动高速中心—表面收卷机、称重料斗控制每层物料比例、整线电脑控制系统等组成。七层共挤PVDC高阻隔吹塑薄膜以PVDC为阻隔层，进一步降低薄膜的成本，同时提高薄膜的综合性能，广泛应用于食品、奶制品、军品等的包装领域。

8.6 高速KCC5－D中空成型机

顺德考特斯塑料科技有限公司研发的KCC5－D中空成型机，采用“底对底对吹”的方法，可配1～4腔型坯头，移模和型坯头升降采用比例控制，最新的带远程诊断的Beckhoff控制器，自动打飞边等功能，从而实现全自动、低能耗、高产量的生产，空循环时间为1.9s，是目前国内同类机器中空循环时间最短的机器，同比国内同类型机器可节能20～25%。

8.7 锥形同向双螺杆挤出机

舟山市定海通发塑料有限公司在无任何参照物的情况下多次试验终于2003年6月自行研发出世上双螺杆挤出机的第四种“锥形同向双螺杆挤出机”(以下或简称“锥同双机”)。“锥同双机”既保持了“锥异双机”挤出力大的特点，又达到了“平同双机”塑化性能好的特性，它可以在很大程度上满足物料加工的要求，达到了高混合、高剪切、高混炼、高塑化的效果，既可用于塑料造粒，也可用于各类管材、型材、板/片材、木塑混炼制品挤出成型，还可以加工二氧化碳发泡板材、超高分子量聚乙烯、交联聚乙烯的回收料等高难度产品，广泛应用于建材、能源、包装、农业等领域，比其他同类产品产量增加一倍以上，省电30% －50%以上。广东一家窗帘厂生产硬质PVC窗帘片，需要将含有发泡剂的硬质PVC粉料造粒。据该厂技术员介绍，该料带有发泡剂，在造粒加工过程中不能让它发泡。该公司平时用的是φ110单螺杆，产量只有140kg/h，而主电机消耗功率40KW。该公司试用一台65锥形同向双螺杆造粒机，产量有550kg/h，而主电机消耗功率只有35kW。6台65锥形同向双螺杆造粒机替代了原来用的24台110单螺杆造粒机后，每天可为该企业省电12000度、36个人工(每台机器工人需2人)，同时可节省换网拆头所造成的材料损耗1吨左右。

8.8 模块化双壁波纹管高速生产线

潍坊中云科研有限公司PE/PP/PVC双壁波纹管生产线，PE波纹管最大直径达到2400mm;PE/PP/PVC实壁波纹管生产线，最大直径达到1600mm，处于国内波纹管设备领域领先地位。创新的模块冷却技术，可将带有较高压力的冷却水注入密封式的模块内部，并进行高速循环，从而实现波纹成型模块的快速高效冷却，大幅度提高了产能。创新的成型机结构设计和标准化的波纹成型模块设计相结合，实现了大、小不同机型之间波纹成型模具的完全互换。DN/ID400规格的PE双壁波纹管设备，生产速度可达2m/min，比以前的双壁波纹管设备的产能提高了原来的3倍，实现了更低的每米重量，并将耗电量最高降低约50%。

8.9 SRPCP生产技术及设备

SRPCP(钢带增强塑料埋地排水管)生产技术及设备是我国独立自主开发成功的，生产的PE螺旋管的直径范围为600～2200mm，有 SN8、SN12.5、SN16等3个环刚度等级。PE钢带增强塑料管同比同规格的全塑缠绕结构管，材料消耗可减少一半，米重可轻一半，具有明显的成本优势。国产PE钢带增强塑料管生产线效率不低于国外全塑缠绕结构管生产线，例如，四川金石东方新材料设备有限公司开发的PE钢带增强塑料管生产线在生产内径1200mm管材的生产速度为12m/h，高于德国生产线10m/h的速度。

8.1 1 一法“二工位”注吹中空成型机

精业机器有限公司独特的旋转是一步法“二工位”垂直注吹中空成型机，其成型工艺是，瓶坯注塑成型后，直接完成调温工序进入拉伸吹塑工序，同时与之对称的注射工序进行瓶坯的注塑成型。机构特色是，由于比常规的注吹中空成型机少1～2个工序，减少了模具的部件数量，节省了模具投入成本，提高了运转速度。独有的垂直注坯与复合芯两项专利，使得成型的容器壁厚分布均匀，加工的原料广泛，适应性强。成功开发出PPSU(PES)材料的婴儿奶瓶一步法“二工位”垂直注吹中空成型机。

9 服务型制造实现“中国创造”

国家“十二五”规划纲要指出:推动装备制造由生产型制造向服务型制造转变。塑料机械制造由生产型制造向服务型制造的战略转型是实现我国塑料机械制造实现“中国创造”的科学发展观。

国内塑料机械始于引进、测绘、仿制国际上同类先进水平的设备的基础上兴起的，长期来把塑料机械定位在纯“设备”的生产型制造，等同于金属加工机械的制造，造成了就设备而设备的生产型制造局面。片面认为，只要在设备制造上下功夫，实现规模化，就能实现制造“强国”，但事实证明，走生产型制造道路，始终处在国际分工价值链的低端。生产型制造已使企业的生存空间越来越小，特别是制造能力薄弱的小型企业时刻面临着生死关。

塑料机械制造是最早被定位为服务型制造行业。塑料机械制造是在服务型制造中发展进步的，伴随着塑料制品的创造发明而创造发明，天生是一种服务型制造，最早被定位为服务型制造行业。种类繁多的塑料制品，造就了品质繁多、性能各异的塑料机械，并且随着塑料制品的开发，塑料机械也在不断创造发明。塑料制品的应用深入到社会各应用领域，“潜在需求”的塑料制品有待开发，塑料机械制造为此提供成型全套方案服务。

9.1 服务型制造的宗旨

塑料机械服务型制造以解决两个“潜在需求”的全套解决方案为宗旨，导向市场塑料工程的发展。两个“潜在需求”指:“潜在需求”塑料制品和“潜在需求”成型加工技术。“潜在需求”塑料制品包含以下二个方面:1)急待解决的尚不存在的可以实现塑料化的制品;2)急待解决的尚不存在的赋予新功能的塑料制品。“潜在需求”成型加工技术即急需解决的尚不存在成型加工技术。我国塑料制品的应用还处在初级阶段，“潜在需求”的工程塑料制品有待深入开发，成型加工技术更是处于认识阶段。

以“潜在需求”为中心，根据自己的成型加工设备制造的特长，深入到直接的消费市场，不断研究、寻找和发现消费市场的需求，开发和研究“潜在需求”的塑料制品的特性及所需成型原料的组成、成型性能、成型工艺，继而为这些新颖的塑料制品研发成型设备、周边设备，提供从原料、设备、技术培训等的成套技术服务的交钥匙工程的全套解决方案。例如，注射设备制造企业，专注研究“潜在需求”注射制品;挤出设备制造企业，专注研究“潜在需求”挤出制品。以“潜在需求”为社会形成产业群，同时带动塑料机械制造，具有对这个产业群的话语权。

塑料机械是塑料工程中的一个环节，每个环节都为“潜在需求”服务，都有可能成为主导者，主导者即成为产业价值链的高端。国际上塑料原料发展商走在“潜在需求”服务型制造的前列，按“潜在需求”塑料制品研发专用料，力争成为全套方案解决的主导者。

9.2 服务型制造是从“低端”走向“高端”的发展理念

高端是指国际产业分工价值链的高端，如把塑料机械制造的高端仅理解为单一设备的技术先进性，就会引导到产业型的道路上去。“高端”塑料机械制造就是能解决有关领域/行业的“潜在需求”塑料制品的成型加工全套方案，创新创造的塑料成型加工技术和设备来源于有关领域/行业的“潜在需求”的全套方案服务过程中的研发。如果仅制造设备，必然处于价值链的低端，大部分附加值都由“潜在需求”塑料制品的全套方案解决者所拥有。

近年来、国际上塑料机械制造都做出了至关生存的服务型制造的战略转型，塑料机械都带全套工艺方案提供给市场。例如Husky公司的轻量化PET瓶坯的成型加工设备，从瓶坯的设计、瓶坯的注塑、模具、周边机械到技术服务，以当代最先进的全套方案提供给用户，达到处于价值链的高端。

服务型制造表明高端塑料机械制造是指处在全套解决方案的价值链高端的塑料机械，突出其成型加工的能力，也是衡量塑料机械的技术水平的先进性的标准。有的仅把塑料机械的技术进步误解为在原有设备上采用某些设计的新技术、制造的新工艺、测试的新手段、配套的新型件，而成型加工能力没有实质性科技进步，只是为全套方案解决者提供更为优良的设备，仍处在价值链的低端。

生产型制造，设备的开发依赖于国外产品，测绘、模仿等急功近利的制造成为通病，这种仅把对方已有制造的技术变为自己的技术，是纯碎的生产型制造的发展方法，永远成为不称职的学生。据Euromap2010的一项调查显示，中国成为全球塑机市场盗版领头羊。这是对国内塑料机械生产型制造弊病的客观评价，指出了中国塑料机械处于低端的原因。

塑料机械制造只有在不断解决“潜在需求”过程中，才能使塑料机械制造处在高端水平。不以服务对象为目的，制造关键技术从何突破，竞争优势的设备从何而来，产品升级的标的从何制定，成型加工新技术的研发从何确定。

国际上，特别是欧美同行，处于国际塑料机械制造价值链的高端，引领世界塑料工程的发展方向。究其成功原因，都是以服务型制造为发展模式，开发塑料工程技术，创新创造发明塑料加工成型设备。以木塑挤出为例。木塑，即木粉与塑料混合的复合材料(Wood－ Plastic Composites，WPC)，利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过35% ～70%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成的新兴的环保型材料，是国内外近年蓬勃兴起的一类“潜在需求”复合材料，解决了塑料、木材行业废弃资源的再生利用问题，实现了原料资源化、产品可塑化、使用环保化、成本经济化、回收再生化。Battenfeld公司首先洞察到木塑是市场“潜在需求”，以公司在挤出成型技术的领先技术，开发“木塑”复合挤出成型加工，创造出“木塑”复合原材料的制备、异型材和板材的挤出工艺及设备、制品的应用技术及设备、制品的应用的全套挤出成型方案，把制品及应用效果的实例向建筑、家具、物流包装等行业推广，使建筑、家具行业了解到“木塑”是行业材料的历史性变革、为行业的发展带来创新创造的科技革命，形成了一个从产品研发、原料收集、设备制造、模具开发、制成品生产到市场营销的完整产业，从而引导了建筑、家具、物流包装等行业的材料的走向。初期的“木塑”复合材料由于需经过复杂的干燥混合工艺，成本高，提高了建筑、家具、物流包装等制品的制造成本，市场接受具有一定难度，Battenfeld公司对设备经过一系列技术革命，达到复合材料不需经过干燥直接挤出成型制品，降低了能耗和制品成本，使“木塑”推广使用进入一个新的时期。这种对“潜在需求”的挖掘的创新理念，又不断对这种制品的市场现实需求做创新创造的技术进步，Battenfeld公司的木塑挤出始终处于木塑行业工价值链的高端。

9.3 服务型制造有利于企业的生存和发展

塑料机械企业在服务型制造过程中，创新创造技术具有针对性，解决“潜在需求”的实际问题，成为同类塑料制品成型加工的领头羊，不断为企业创造新的发展机遇。日本住友重工株式会社是从属于住友集团的日本最大的注塑机制造商，凭借为集团服务取得的注塑机制造的竞争优势，2008年收购 Demag Ergotech GmbH公司和 Van Dorn Demag Corp.公司，成为世界销售额最大的塑机生产商，超过总部位于奥地利Schwertberg的Engel Holding GmbH公司。住友全电动注塑机制造胜于Demag Ergotech GmbH公司，但后者在欧洲具有销售优势，通过收购，为双方带来在全电动注塑机制造领域的优势，凭借住友具备竞争优势的全电动注塑机技术将扩大其在美国、欧洲、俄罗斯、印度和巴西市场的注塑业务。

塑料机械服务型制造，创新创造发明的设备具有成型加工的霸主地位，有广阔的利润空间，为提高设备品质提供充裕的经济保障，有利于企业的扩张

9.4 服务型制造是取得竞争优势的发展理念

服务型制造，能为“潜在需求”提高全面解决的方案，处于价值链的高端，不存在市场竞争和价格战，是市场的主导者。近年来，进口的塑料成型加工机械都能为国内现实需要的塑料制品成型加工提供全套的解决方案，单台平均的价格越来越高，2010平均单台价格约13万美元，2011年平均单台价格高达约20万美元，说明在中国市场无竞争对手，处在价值链的高端。

生产型制造，同类产品之间几乎没有差异，没有竞争优势，当市场的需求增幅没有跟上的情况下，必然陷入价格搏杀的泥潭，相互压价撕杀以取得竞争优势，价格争夺的结果反而是那些处于价值链高端的，可为用户提供全套解决方案者降低了成本、增加了自己的利润。扩大生产规模以求规模效益，力图在制造成本上取得优势，提高利润的绝对数，挤垮财力单薄的小企业，达到霸主地位。近十年来，原材料、人员工资、管理费用等制造成本都有较大幅度上涨，但国内塑机的销售价格却基本没有变化，小型制造企业已基本无利润空间，大中型企业也步步维艰，难以进入良性的、可持续的循环。

生产型制造，设备无特色，成为全套解决方案者任意宰割的对象，成为外部反倾销的首选对象。如果具有为一个国家能提供“潜在需求”的全套方案，就根本不存在反倾销现象，反而会出高价请你去。印度对我国塑料机械反倾销的主要原因，一个方面说明我国的塑料机械制造不能为他们国家解决“潜在需要”塑料工程的全套解决方案，可有可无。我们在新兴国家，不会存在反倾销，因为能为他们解决现实需要及潜在需要的塑料制品的成型加工。塑料机械不能进入发达国家，并不是我国塑料机械的加工水平差、技术水平低，而是不能为他们“潜在需求”服务。

9.5 服务型制造取得市场话语权

近三十年来，塑料机械制造发展走上了设备而设备的生产型制造的发展道路。国际上开发出新型塑料机械，我们忙着仿制，并力图在制造成本和价格上在国际舞台上与国外厂商较量以赢得国内市场，但始终不能取得塑料机械的话语权。

生产型制造，对设备市场没有话语权。销售取决于外部市场环境，企业发展受制于用户环境。企业靠持续订单生存，没有设备的话语权。生产制造型企业如果拿不到客户订单，企业就会破产。生产制造型企业为保证足够的订单，最关注的是本企业设备制造的品质、创新(技术)、产量、成本、销售等做大企业，以增加订单数量。成型设备是塑料工程中的一个工序加工设备，做得再好，也只能增加订单数量，对成型制品工程没有话语权和支配权，仍然处于价值链的低端，达不到做强的目的。在金融风暴以及今年下半年，由于外部环境恶化，国内塑料机械制造企业受到严重影响，一批小企业倒闭。

生产型制造，对设备的创新没有话语权。发达国家做什么，我们也做什么，做得比他们的价格更低，成了生产型制造的通病，在塑机创新国际讲台上没有话语权。生产型制造往往化了很大精力，根据客户对设备特殊要求进行改进制造，在设备上没有话语权，实质上仍然是被动型式的生产型制造。生产型制造中，用户处在价值链的高端，对设备和价格具有话语权，为发展制品对设备提出特殊要求，可以选择社会上任一家塑料机械制造企业为他服务，生产型制造单位处在被动地位，满足用户要求。

服务型制造企业靠为用户提供全方位服务生存，拥有设备和价格的话语权。服务型制造企业用自主开发的设备成型出市场“潜在需求”塑料制品，不但拥有“潜在需求”的话语权，而且拥有设备性能、定价的话语权。处于价值链的高端。用户只能用服务型制造企业的全套方案中的设备才能实现“潜在需求”。

服务型制造是指主动服务型，生产型制造只能处于塑料工程价值链中被动服务型。例如，蓝光碟片的发明者，提出解决方案，设备制造者根据其蓝光碟片的技术要求研发成型设备，在整个环节中，获取利润最大者为蓝光碟片的发明者，而不是成型设备的制造者。蓝光碟片的发明者可以在市场上挑选符合蓝光碟片成型的任何品牌设备，拥有蓝光碟片设备的话语权。