中国塑料机械现状与发展

中国塑料机械现状与发展

王兴天

中国自改革开放二十年来，随着国民经济飞速发展，中国塑机一直保持高速增长的势头。如今中国塑机已形成较有规模的，较有水平的，门类也比较齐全的，能基本满足国内需求并具有初步国际竞争力的，年产20余万台套制造能力和配套能力的机械制造业门类。塑料机械设备使用减速机选用的都是国内外一线著名品牌，如：德国诺德(NORD) ，德国sew ，弗兰德，中国鹄兴品牌。上海鹄兴公司同时能优势供应德国诺德(NORD) 和德国sew减速电机。中国的塑机制造商已不再是发达国家产品和技术的购买者，仿造者，而愈来愈多的是产品向外的输出者，如今，中国不仅是塑料制品的生产大国，同时也是塑料机械及其模具的生产大国，是中国机械制造业中不可忽视的重要组成部分，在机械工业所辖的194个行业中，塑料机械设备的增长速度名列前茅，2007年塑料机械设备累计73.7万吨，累计比同期增长26.29％。增长最快的地区是我国东北机械制造工业区的辽宁121.9％，其次是山东46.7％，湖北75.4％，广东45.5％，浙江21.1％。据来自德国机械工业联盟（VDMA）属下塑料与橡胶机械协会的数据统计，世界塑料橡胶机械产量在2005年增至190亿欧元，2006年196亿欧元，中国在世界塑机总产量中翻了一番，在全球塑机的出口额中，德国占24.9％，仍处于冠军位置，其它依次是日本12.8％，意大利10.7％，美国7％，中国已跃居世界第五占5.8％。

中国塑料机械产品结构，是按着塑料加工工艺流程集合的，分塑料准备机械设备，塑料成型机械设备，塑料二次加工机械设备，塑料回收机械设备。在塑料准备机械中，有捏炼机、炼塑机、混合机、筛选机、压片机、造粒机。

在挤出造粒机械设备中，有单螺杆、双螺杆、三螺杆及往复式螺杆挤出主机与匹配的

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造粒机头及其切粒装置，冷却定型，牵引装置组成的热切挤出生产线或冷切挤出生产线；在挤出成型机械设备中有单螺杆、双螺杆；在双螺杆中有异向或同向旋转平双螺杆、锥形双螺杆；有整体式螺杆和多元件组合式螺杆，与相匹配多种形式的机头及其辅机组成各种形式与规格的线材、管材、片材、板材、型材和薄膜等挤出生产线；组成的单层、多层复合制品挤出生产线，单向或双向拉伸制品挤出生产线。

中国塑料机械设备有三大机种：挤出机、注塑机和中空吹塑机。在年产20万台套的塑料机械设备中，2005年注塑机占35％，挤出机25％，中空吹塑机5％，其他塑机35％；出口注塑机占60.4％，挤出机6.8％，中空吹塑机11.7％，其他塑料机械出口21.1％，由此可看出，中国塑料机械有着很大的发展潜能和较快的发展速度，预测中国塑料机械2010年在30万台套以上。

中国塑料机械设备的制造水平、技术水平、产品结构及发展状况是怎样的呢？

中国进入二十一世纪后，特别在第十一个五年计划期间，在我国政府号召建设“环境友好型社会”，执行“科学发展观”，发展“创新型国家”，贯彻“节省资源、节省能源、环境保护”，“节能减排”等方针指导下，促进我国塑料机械设备向更加专业化、专门化；向更节省资源、能源；向更节约占地，环保；向更精密、高速、高效的成型制品；向机器运行更平稳、低噪音；向更加自动化、智能化、人性化；向更适应市场竞争的、更高性价比的方向发展。我国塑料机械设备的发展之路也正是科技创新之路。我国政府的财政正加大对科技创新和节能减排的支持力度，2007年11个月，中央和地方用于科技的支持约为1173.93亿元，比去年同期增长33％，使我国塑料机械创新受益，以海天塑机集团为例，近年受到政府支持的塑机科技创新项目达4千余万。

塑机向更加专业化、专门化方向发展的最好例证是管材挤出、木塑型材挤出和塑料回

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收机械设备。由于塑料管具有代替铜管、钢管、铸铁管、水泥管等，在市政、建筑、灌溉等领域里充分发挥节能、节水、节材的优势，中国塑管业正以惊人的速度发展，从1990年不到10万吨增长到2006年的290万吨，已有“联塑”、“亚通”、“雄塑”等20余家大型管材生产企业，其中大部分挤出专用设备属“中国制造”，如大口径中空缠绕管挤出生产线、双壁波纹管挤出生产线，UPVC管挤出生产线、HDPE管挤出生产线，铝塑复合管挤出生产线、PPR管挤出生产线、PE-X管挤出生产线，UHMWPE管挤出生产线，最近开发的RTP复合管挤出生产线，即用钢丝编织增强聚乙烯管挤出生产线，还研发出PPR塑铝稳态管挤出生产线，代替传统PPR管生产线，不仅使PPR管性能提高而且使挤出机械设备更加节能、精密、高速并减少占地。

我国还出现专门生产“辅机”的大型专业化公司，如安徽铜陵的“三佳”公司2006年出口100多套辅机，1200套挤出模具，为世界知名企业克劳斯马菲，辛辛那提等制造商提供各种辅机及模具。我国开发的CPP流延膜专用挤出生产线，最大宽度可达5700mm；CPE缠绕膜专用高速挤出生产线；BOPP双向拉伸薄膜专用挤出生产线，宽度可达8.2m，年产达3万吨；PVB汽车玻璃夹层薄膜挤出生产线；EVA太阳电池封装薄膜挤出生产线等。

同样，由于国民经济对节能、节材、环保方面的要求，我国的木塑挤出经过10多年的发展已走向专业化之路，最近杨凌秦川未来新材料公司成立，具有年产14000吨塑木制品的能力，预计2010年将形成15万吨木塑复合制品生产能力的公司，其木塑专业挤出机械设备由秦川未来塑料机械有限公司制造。国内还研发出“木塑一步法”板材专用挤出设备，技术处于国际领先地位，使塑料和处理后的木粉分别喂料，“挤出”和“牵引”同步闭环控制，能塑化好70～80％植物纤维填料，不用烘干造粒，同比节能50％，机筒螺杆寿命15000小时以上。

中国挤出机械设备的进步，还表现在理论指导下的创新产品的研发，如华南理工大学

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的电磁振动挤出机，使塑料在振动场作用下进行输送、塑化和熔融，不仅大大地提高了塑化质量和塑化能力，而且使挤出机缩短，节能、省材；北京化工大学研发的三螺杆混炼挤出机和精密挤出生产线，对推动挤出技术的进步具有十分重要意义。但是推广速度缓慢，除推广力度不够外，可能在性价比方面存在问题，也就是说，产品性能的提高和成本的提高呈同步增长，甚至后者大于前者，这是关系产品竞争力的重要指标。关于追求性价比的“创新”理念，与国外相比有很大的差距。例如Macchi公司以此理念开发的用交流同步扭矩电机直接驱动螺杆的无齿轮减速系统的新一代挤出机，已在吹膜机上得到应用，并受许多吹膜厂家的欢迎。 “创新”目标十分明确，不但使传动效率提高，节能、平稳、低噪音，而且还必须要降低生产成本；最近，Macchi公司又与Siemens公司合作，扩大交流同步扭矩电机的生产规模，推广无齿轮挤出机的应用，将此挤出系统扩大应用到牵引和收卷装置上。对于螺杆直径100mm以上的挤出机，也可以用无齿轮挤出系统；以追求性价比为创新理念的另一个明显例子是Colines公司研发的新一代5～7层阻隔膜的共挤吹塑膜挤出生产线，核心技术是改变挤出机螺线同心式机头的流道设计，对熔体进行流变计算，改变熔体流动速度的分布，降低流场阻力和剪切速率，其效果不仅使产量提高，膜厚精确，而且使螺线长度缩短，机头高度减小，大大地降低了制造成本提高了性价比；又如Dolci公司开发的5层吹塑阻隔层薄膜挤出生产线，在理论指导下大胆地创新：将普通螺旋区段的立式排列改为水平排列，把螺旋线形熔体的通道设在水平面上，然后相互交接，迫使熔体再沿着圆柱形的表面向上流动，每层流动都没有交叉区，根据不同的聚合物特性优化设计阻隔层，粘结层和结构层的长度，使之更好的相互叠层。在理论指导通过“集成创新”的例子是CMG公司开发的3层共挤拉伸薄膜挤出生产线，特点是用挤出螺杆将聚异丁烯（PIB）注射到一个7m3的容积罐内，再用计量泵输送到两台螺杆直径为7.5mm、一台螺杆直径为100mm的共三台挤出机上，每个挤出机配有6组分的重力计量仪，将聚异丁烯分配到每一根螺杆上，通过螺杆转速和计量泵可使计量精度控制到2～8％（取决于粘度），可成形25微米的农用拉伸膜和12微米的工业用拉伸膜，大大降低树脂用量和物料滞料时间，提高了产率降低了成本。国外通过这种“创新”理念正不断地提高挤出机械设备的技

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术水平和市场竞争力。

注塑机是中国塑料机械三大机种之一。中国如今已成为名符其实的世界上生产与销售注塑机的大国。注塑机年产7万余台，出口量2005年为1.1万台，2.56亿美元，同比增长11.55％。注塑机占整个塑料机械出口量的60％以上。中国已形成注塑机产业基地，仅浙江地区以“海天”塑料机械集团为首的注塑机制造厂就有100多家，及为注塑机配套的关联企业，“舟山”正被打造成世界螺杆、料筒的制造基地。注塑机的模板、拉杆、注射座、机架等关键部件也都有“专门化”生产厂；在广州地区有以“震雄”塑机集团为首的近几十家注塑机的制造基地。“海天”、“震雄”都已发展成世界最大的注塑机制造集团。仅以“海天”为例，年产1.5万台以上注塑机的生产能力，销售额50亿以上，是中国注塑机的龙头企业，在一定程度上反映着中国注塑机的产能，制造水平、技术水平、产品结构和研发能力。

可以说，目前中国的注塑机，是用世界一流的工装设备在加工，用最先进的软件UGⅡ等进行着开发、优化设计。产品配备着世界上知名厂商和知名品牌（如威格士、力士乐、博士、油研、穆格等）的液压元件，注塑机专用控制器（如西门子、Keb、弘讯等），温度、位移、压力等检测元件（如Kistler）。由此可证，从制造水平、技术水平和配套水平看，中国注塑机已接近或达到国外注塑机的先进水平。

从注塑机产品结构上看，目前产量，产值最高的是“传统机型”，即“海天”的传统机型，这个机型的特点是：合模部件是液压合模油缸，双曲肘、内翻式、五支铰的曲柄连杆式合模机构，与双缸注射，大扭矩低转速油马达直接驱动螺杆注塑装置组成的机型。

中国大多数注塑机厂家都以此机型为基础，不断地探索各种形式的节能系统：从多级组合泵→分体式比例压力阀/比例流量阀→整体式的比例压力、流量阀（P/Q阀）→变量泵

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→伺服变量泵→变频电机/容积泵→伺服电机/容积泵的节能系统等。

这种机型诞生已二十余年，但经久不衰，是以因其结构紧凑，自锁节能，制造容易，造价低廉而著称，这是世界上“性价比”非常优异的中档机，具有很强的竞争力。中国注塑机产业就是靠这种机型发展壮大起来的，是大家有目共睹的，但是却很少有人知道：这种机型来源于“中国创造”，早在八十年代初（1982年），由北京化工大学塑机专业师生历经三年通过“集成创新”而成就。由座落在诸翟镇的原上海塑料机械厂制造，于1984年在上海“丁山宾馆”通过国家鉴定。此机型原由香港用户提出要求，当时香港土地贵如油，又在楼板上安装，要求开发同比日、德注塑机结构更紧凑，体积更小，重量更轻的机型。师生经过广泛调研，深入分析，用“集成创新”思路，吸收意大利“米尔”的双支铰式合模机构，结合日本“东芝”双缸注射，同时考虑在螺杆与油马达同轴之间，加装扭矩传感器的需要，创造了大扭矩低转油马达直接驱动螺杆的塑化装置。此机型于1985年被“海天”传承，经二十余年的持续努力，把当时注射量200g，锁模力100吨规格的发展成为现在的注射量88cm3～5654cm3，锁模力从58吨～4000吨的完整的机型系列。这里也有“理论创新”：合模机构采用以追求均衡功效系数为目标函数的优化设计。由于历史原因，没有知识产权保护的政策下，技术只能流失于天下，但这正是中国对世界注塑机产业的奉献。这个产品的寿命有20余年，已到老年阶段，需要更新了。

进入二十一世纪，中国注塑机产品结构有了新的调整和进步，“两板式”和“全电动”注塑机开发成功，使中国注塑机发展到一个新的水平，新的阶段。为什么这样说呢？因为“两板机”较之“传统机”而言，仅在合模部件，就减少了可观的原材料消耗，由于取消了后模板及其一整套曲肘连杆机构，平均减掉100多个已加工零件，减少了25％～35％的钢铁消耗，以4000吨锁模力为例，机器长度减短25～30％，仅合模部件减少的钢铁重量约50吨！勘称是符合国家产业政策的节约资源型注塑机。目前的“全电动”机型多是以伺服电机－滚珠丝杠驱动注射、合模部件，由于传动刚性强，灵敏度、锁模精度和注塑

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精度高，可使制品精度稳定在1～3/千分，真正解决了精密注射的关键技术，将有效地节流9亿美元精密注塑机的进口。“全电动”由于取消了液压传动，使之更加环保、节油、节水、节电。“两板机”和“全电动”的开发，标志着中国注塑机产品结构的调整和技术的进步。但是，注塑机产业发展形势不容乐观，因为国内开发的“两板机”或“两板半机”，基本是日本“东芝”早在六十年代的机型，“全电动”是日本Fanac早在80年代的机型，没有任何技术上的壁垒，也就是说，不用多久会发现，大家又在同一个平台上进行起白热化的竞争，又要打价格战。

我国注塑机产业的差距，还表观在对特种机型的研发力度不够，如多组分注塑机、多工位注塑机、微发泡注塑机等；适应汽车制品的专用化注塑机，主机匹配模具、辅机塑料成型车间的自动化、连续化、智能化注塑系统工程设备的研发。

因此我国注塑机产业需要持续创新，要从数量增长型向为技术增长型，性价比增长型，利润增长型转变，这样才有可能把我国从“注塑机大国”变为“注塑机强国”。

纵观，中国塑料机械状况和发展，必须树立正确的“创新”理念，需要培养富有创新激情的人才，创新人才主要来源于企业，企业要建立适应产品技术创新的管理机制，创新人才的培养机制。在经济全球化的今天，企业只有“创新”才有出路，只有坚持“创新”才可持续发展。

中国塑料机械发展形势大好，但无限风光在险峰，尚需努力！

2008-3-20

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