国内塑片气压热成型机发展趋势探讨

章俊波，罗庆青，郑建雄

（1.广东达诚机械有限公司，广东汕头 515061；2.汕头市机械工程学会，广东汕头 515000）

0 前言

塑片气压热成型机是一种塑料制品加工成型设备。其成型方法是将热塑性塑料片材加热至软化，在气体压力下，依靠压缩空气将受热软化的塑料片材拉伸、加压，使其紧贴在模具表面，冷却定型后成为制品。同时能依照一定的程序重复生产循环，制造完全相同的产品。

我国塑片气压热成型机起步较晚，虽然发展进步速度快，但仍与国际先进水平存在较大差距。现在市场经济环境下国内塑片气压热成型机应朝着怎样的方向发展，逐步缩小与先进发达国家的差距，是值得研究的重要课题。

1 气压热成型机行业现状

目前，以德国塑片气压热成型机最为有名，其从20 世纪50-60 年代就推出塑片气压热成型机并销往全球各地，多数采用传统凸轮直动型式驱动；到了90年代初更是推出可倾斜式翻转塑片气压热成型机，配合自动堆叠等设备，合称为全自动塑片气压热成型机组。现在德国全自动塑片气压热成型机组，生产运行最高速度达到35～45 模/分钟，生产效率高，但其售价也为国内同类产品6～8 倍，往往无法让中低端客户接受。全自动塑片气压热成型机工艺流程如图1所示。

美国、荷兰、土耳其、巴西等国也相继推出可倾斜式塑片气压热成型机组，其动力驱动形式五花八门，但其目的均是为了实现模台的可倾斜式翻转；从稳定性及运行效率上看，以德国摆动式共轭凸轮连杆机构配合的可倾斜式翻转最为可靠，因此，目前运行整体速度均没有德国设备高，德国全自动塑片气压热成型机组抢占了全球大部分高端市场。

图1 全自动塑片气压热成型机工艺流程图

我国从20世纪90年代后期，开始规模化生产塑片气压热成型机，采用传统凸轮或液压升降，运行速度缓慢，技术含量低，能耗大。随着社会倡导环保、卫生生产思想的灌输及国家对一次性塑片制品需求的剧增，塑片气压热成型机制造遍地开花。但传统塑片气压热成型机无法实现可倾斜式翻转堆叠，往往需要大量劳力拣取堆叠制品，效率低下，容易造成制品的二次污染，对食品卫生安全有重要影响[1]。

近几年，国内有为数不多的几家企业推出可倾斜式翻转塑片气压热成型机，但基本上运行速度缓慢，仅为10～20模/分钟，自动堆叠计数功能也不完善；仅有为数一两家企业推出全自动塑片气压热成型机组，运行速度最高达到30～35模/分钟，但仍与国际先进水平存在一定差距，技术也无法有效普及推广。

2 塑片气压热成型机技术发展趋势

随着世界科技的发展，节能、环保、智能化控制、精细化控制成为设备发展主流。发达国家已经把核能技术、微电子技术、激光技术、生物技术和系统工程融入了传统的机械制造技术中。塑片气压热成型机组集成、智能、网络、高效、节能将成为未来发展的主流。

国际上全自动塑片气压热成型机竞争日趋激烈，国内塑片气压热成型机起步晚，技术水平较低，虽近年来发展迅速、但自动化、节能等方面与欧美发达国家存在较大差距。我国应配合产业自动化趋势，朝研发技术、人才及发展等方向进行努力；逐步缩小与发达国家的技术差距，抢占市场[2]。

随着技术的发展和普及，用工成本的不断提升，未来如西方发达国家一样，普通直动式成型均会淘汰，可倾斜式翻转将成为发展的主流。

3 制约国内塑片气压热成型机发展的关键技术

塑片气压热成型机模台运动方式可分为直动式与可倾斜式翻转两种。直动式成型一般由凸轮机构或液压油缸驱动模台直接上下运动实现开模与闭模。国内多数热成型机仍采用比较落后的普通凸轮及液压驱动直动式成型。可倾斜式翻转式一般采用两组摆动式共轭凸轮连杆机构驱动，一组负责模台上下运动，一组负责模台可倾斜式翻转运动。

直动式成型，其运动行程必须大于制品高度40～60 mm，方能将制品吹出模台；如配备机械手取杯，运行行程则一般大于制品行程80 mm 左右，模台行程的加大也大大影响了成型机运行速度。直动式成型在国内应用最为广泛，由于其设计及加工较为简单，但往往无法配备相应的自动堆叠系统，自动化程度不高。

可倾斜式翻转由于动模台脱模后下降过程中实现倾斜式翻转，模台上下运动行程大大缩小，一般为直动式成型一半左右，而模台翻转后横向出杯可以配合自动堆叠及计数等设备，实现自动化生产，也是塑片气压热成型机发展的主流方向。

可倾斜式翻转采用摆动式共轭凸轮机构配合连杆驱动，如图2所示，由于两个摆杆围绕支点平行摆动，共轭凸轮旋转时外轮廓与摆杆接触点会随着摆杆摆动变化而变化，共轭凸轮曲线轮廓的设计及加工难度较大，直接影响该机构的稳定性，这也是制约可倾斜式翻转塑片气压热成型机发展的最主要因素[3]。

图2 摆动式共轭凸轮连杆机构设计图

我国塑片气压热成型机的发展必须通过支持一些具有实力和创新精神的企业做大做强，培养国内专业 设 计 队伍，创建有中国特殊的塑片气压热成型机，引领行业健康有序的发展。

4 结语

国内塑片气压热成型机虽起步晚，但发展进步较快，要保持住良好的发展趋势，必须不断引进和学习国内外先进技术再创新，不断根据市场的实际情况进行革新，朝着集成、智能、网络、高效、节能方向发展，以适应市场发展步伐。

［1］黄站立，马利平.我国食品包装机械现状及对策［J］.现代制造技术与装备，2009（2）：28-29.

［2］杨茜.我国包装工业发展综述［J］.上海包装，2006（3）：11-12.

［3］黄清海，叶仲和.用解析法设计滚子摆动从动件双凸轮—连杆组合机构［A］.全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会（第6 届全国凸轮机构学术年会）论文集［C］.2005.