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德国挤出技术介绍
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2005年,德国橡塑机械厂商可谓出师不利。德国塑料与橡胶机械制造商协会(VDMA)刚于7月公布,今年1-2月德国塑机业的订单金额,比去年同期下跌18%。协会执行董事Bernd Knorr预期,全年德国橡塑机械的订单金额将比去年少8%,整体产量下跌4%。
VDMA认为,竞争压力主要来自中国。其统计数字显示,中国塑机厂商在全球的市场份额已从2001年的6.4%,跃升至2004年的10.2%,占市场总值的186亿欧元。德国业内人士坦言,中国塑机业已逐渐摒弃打纯价格战,反之以更精湛的技术及更全面的解决方案为市场策略,扩大出口。但目前来说,德国橡塑机械在技术上依然占据上风,而众多德国厂商更趁着“国际橡塑展”期间,向中国市场展示最新挤出技术。业界良性竞争,最终得益的还是广大的塑机用户。
拉伸薄膜
作为拉伸薄膜领域领导者之一,布鲁克纳(Brückner)公司在展会上向观众介绍了其最新的5层高粘力PP薄膜挤出技术。技术经理Markus Gschwandtner解释,此工艺的特别之处在于设备能用于生产超粘金属化聚酯薄膜而无须作额外的表面加工。与此同时,该公司还展示了7层PP阻隔薄膜生产设备,此设备采用了中央EVOH以减少PVDC涂层薄膜所需的生产工序(一般PVDC涂层薄膜需一个或以上离线辅助工序)。

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布鲁克纳(Bruckner)公司的BOPET薄膜挤出线

在技术研发方面,Markus Gschwandtner还透露,该公司已开发了提升薄膜质量及延长生产线正常运行时间的工程方案。为改善产出薄膜质量,他们开发了“直接驱动”和“拉力控制系统”,数控收卷,使设备在运行纵向取向(MDO)程序时,薄膜表面免受损耗。由于可有效减少因拉力差异而造成的设备停机,设备的正常运行时间亦得以延长。该公司还开发了一套“生产管理系统”(MMS)以操控“直接驱动”,以此管理和优化生产,提升纵切工序的效能,减少浪费,并提高薄膜透明度等。
在市场应用方面,市场传讯经理Karlheinz Weinmann认为,除了一般的卷装薄膜及共挤包装膜外,市场对以下的应用需求正不断上升:超薄层压薄膜(18μm及以下);多层结构薄膜(如5层)以供应标签及纸膜应用市场;PP/PS/PET收缩薄膜以供应收缩标签或其它收缩应用;专业BOPET薄膜,用来制造电容器供应汽车中的混合马达;或厚膜(200μm)以供应LCD液晶显示屏市场。她补充道:“在国际橡塑展上,我们与江苏双良公司签定了本公司历来最大的订单,即为江苏双良提供4条BOPP生产线。”
复合共挤
木塑复合(WPC)加工技术在北美市场应用广泛,但在欧洲及亚洲等地其历史相对较短。在WPC加工技术领域,莱芬豪舍(Reifenhäuser)公司公布了其最新的研发成果。
据莱芬豪舍苏州分厂总经理Hubert Graef及其代理捷成洋行中国贸易处中国销售总经理庄友东介绍,公司最近与德国Kosche公司在德国汉诺威Ligna展会上展示了“WPC - Kovalex engineering”木塑复合物共挤解决方案,其中莱芬豪舍提供了专为木材与纤维物料共挤加工而研发的双螺杆挤出设备“Bitruder”。
“Bitruder”螺杆直径为75mm-133mm,产出率为120-650kg/h。据介绍此机具有优异的塑化功能和均化性能,亦具备优异的性价比。最重要的是“Bitruder”采用了基于REItorque技术的无齿轮挤出工艺。

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Reifenhäuser公司双螺杆挤出机“Bitruder”BT600

对于整体的挤塑应用市场而言,他们认为5层甚至7层的吹膜技术已成为部分高质量包装材料的基本要求。他们指出,除一般的CPP应用外,未来的趋势是薄膜的结构更趋多层化,以增强阻隔性能,从而延长食品的储存寿命。在包装应用中,成型—灌装—封口(FFS)装置是大势所趋,而大容量食品、饮料包装也将朝着这个方向发展。
谈到收缩/拉伸薄膜的市场发展,Hubert Graef表示:“收缩/拉伸薄膜对保护货板上的货品十分重要。由于收缩/拉伸薄膜为物流运输带来更大自由度和方便,我们预期这个趋势在未来几年将逐步加强。目前,收缩/拉伸薄膜在中国运输领域中的应用仍相对滞后,这亦意味着这个市场有很大的发展空间。”但在BOPP和CPP的应用方面,他认为由于过去几年市场投入过剩,导致目前市场供过于求。
在市场竞争方面,庄友东认为中国市场竞争相当激烈:“国内薄膜供应商特别是一般薄膜的利润空间已经很小,亦因为此,我们的策略是专注产销优质薄膜挤塑设备,生产更高质量或特殊用途的薄膜以开拓市场空间。”
他们特别看好中国的包装市场,预期未来几年将继续以双位数字增长;建材市场发展蓬勃,供需两旺;热成型和片材市场将稳步增长;农用薄膜市场在过去15年亦稳步增长,未来将以高质量和特殊农用薄膜为主流。
Hubert Graef还特别提到了纤维挤出技术:“纤维挤出技术除了在建材领域中获广泛应用外,在其它领域的应用也正不断扩展。此技术的优势之一是能取代木材;其实,如果国内建材供应商能在高档次的木塑复合材料引进国内市场之前,将木塑复合材料保持一定的质量水平以免影响木塑复合材料的形象,其市场潜力将十分可观。”
医用挤出
Dr. Collin公司在多层共挤技术领域已累积了相当经验,其在展会期间介绍了该公司在医药领域方面的新技术:“医用导管专用挤出线”及“水冷吹膜生产线”。

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Dr. Collin具备振荡引出装置的五层吹膜生产线

具体来说,“医用导管专用挤出线”具备以下特点:挤出导管直径可小至0.5-5mm;管壁薄至0.07-0.5mm;尺寸公差低;层数为1-3层;线速高达每分钟100米;更换期短;生产线按照无尘标准设计;中央控制系统可直接完成对相关参数的采集、记录及确认。整套生产线包括挤出机、熔体泵、口模、真空调校及冷却、直径控制、牵引、收卷、切割、预热系统、过程控制系统等。其中挤出机的直径可为16、20、25、30、45mm,挤出量范围非常广(0.05-40公斤/小时)。通过对喂料速度以及温度的精确控制,可以保证产品质量的稳定性以及生产的连续性;通过对喂料装置的特殊设计,可用于不同形状的聚合物加工。
另外,“水冷吹膜生产线”为Dr. Collin公司最新推出的医用多层薄膜生产线(3/5/7层共挤薄膜生产线),用于生产大输液袋及其二次包装材料。
在大输液袋及其二次包装领域,PE、PP、PA和其它适用材料已渐渐取代PVC。但是,单层聚烯烃薄膜在性能上并不能完全取代PVC,因此需要3、5甚至7层的多层共挤系统才能解决此特殊问题。Dr. Collin的这一生产系统可用于生产多层共挤膜。
当共挤膜厚度范围在170与300μm之间时,采用水冷下吹的方法最为见效,可保证更高、更精确的产品质量。当几台同类型的挤出机同时向共挤模具喂料时,膜泡经模口被引导进入水冷却环,然后经人字板压平、干燥;如有需要,则进入尺寸校准程序;然后切边、收卷。
此操作方法具备以下优点:在生产过程中,从制膜到制袋,袋内保持高度洁净;震荡式水冷却提高PP复合材料透明度;薄膜各向性能均衡;可针对不同结构层应用合适材料。
双螺杆挤出机
Leistritz公司专门研发及产销塑料加工及实验室用/医用挤出设备,在展会上向中国市场介绍了其ZSE系列双螺杆挤出机。ZSE机型采用组合式螺杆和机筒结构,螺杆转速最高可达每分钟1,200转。除此以外,该公司还介绍了ZSE MAXX系列(具备最佳的体积与扭矩比),而ZSE FLEXX系列则将MAXX系列的优点与工艺方面的快换系统结合了起来。

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Leistritz ZSE MAXX型双螺杆挤出机采用了最新专利技术“maXXshaft”

该公司挤出技术的最新研发成果——名为“maXXshaft”的新型轴元件接合器—据称能以优化的容积/扭矩比提高挤出机的性能。Leistritz执行董事Gunther Rduch表示,此专利技术在可传递扭矩和螺槽深度等方面经精心设计,保守估计效能提升达25-35%。ZSE MAXX和ZSE FLEXX系列便应用了此专利技术。客户可按照特殊需要,订制该系列产品。
另一家德国双螺杆挤出设备供应商贝尔斯托夫(Berstorff)公司,于展会上则介绍了该公司新型ZE型双螺杆挤出系列。据Berstorff公司行政/市场经理白丽娜(Bettina Wagner)介绍,由于ZE系列产品中各部件都实现了高度标准化,所以此系列设备具有优异的性价比,特别适用于通用型配混改性用途。

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贝尔斯托夫(Berstorff)公司的ZE Basic新型双螺杆挤出机

以ZE Basic为例,在加工性能上,其各种螺纹组件彼此相辅相成,特别适用于通用型配混改性用途。这些用途包括:合金化;增强改性;填充改性;聚烯烃或工程塑料和天然纤维的共混;色母料加工等。此机型具有6种螺杆直径规格(26-77毫米),标准螺杆转速为600、900和1200转/分。产出率根据具体用途、机械尺寸和螺杆速度而定,一般介于3-2,800公斤/小时。和ZE UTX 系列相同,ZE Basic 机型也配置了第二代增强型BPC控制系统。
挤出吹塑中空成型
考特斯(Kautex)公司的挤出吹塑中空成型机KCC系列,包括KCC10、KCC20和KCC30型单工位设备,以及KCC10-D和KCC20-D型双工位机器,最多可配10腔。KCC中空成型机能生产容量为5毫升至30升的塑料容器;可配备单腔、双腔或多腔型坯头,用于生产单层、双层、三层或四层共挤制品;此系列设备的独特之处在于还可选配液位线装置及上下对吹、在线氟化处理等加工工艺。所有机器均配备了先进的控制系统,采用高标准生产,从而确保机器稳定可靠地运行。

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考特斯KCC10D双工位挤出吹塑机

左图为由考特斯顺德厂房制造的KCC10D吹塑机。KCC10D是双工位挤出吹塑机,合模力达10吨,配备HKS2/50-CD125型4腔型坯头及4台长度为25D的主挤出机。此设备能生产容量为1,000ml的圆形4层塑料瓶,适用于食品、医药、饮料、化妆品、农业、印刷及化工业包装。生产含EVOH或PA阻隔层的塑料瓶,具抗氧、抗水蒸气等性能。在展会上,该公司现场示范了生产重量75-90g的1公升瓶子,产出率达720瓶/小时。
发泡板挤出
生产发泡板最常用的材料是PS,其馀的包括聚烯烃(如LDPE)、PET及PVC等。发泡板有良好的机械性能和绝缘性,被广泛应用于绝缘、食品包装、易碎品包装、缓冲部件及室外张贴板等领域。10多年前一般以CFCs作发泡剂,而现在最常用的是丁烷(butane)、戊烷(pentane)或CO2;或在板挤出时加入助剂。
一般发泡板生产有三种基本工艺,包括加入化学发泡剂及在单挤出机/前后双挤出机上,以气体形式注入发泡剂。Gneuss公司便是专门生产用于此类发泡板工艺成型中所需的熔体过滤系统,以除去软、硬粒子;保持压力均匀以确保发泡板的蜂窝结构均匀等;避免熔体在换网过程中发泡;以及防止在挤出过程气体泄漏。

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Gneuss全自动过滤系统SFXmagnus

据Gneuss公司Andrew Prangnell介绍,其熔体过滤系统在发泡板领域取得成功,主要原因为运行时工艺和压力稳定,由此产出质量稳定、一致的产品。他表示其过滤系统具高水平的自动化,即使使用杂质含量高的回收料也没有问题。他表示,系统的优势在于经济性和安全性:“塑料发泡多使用气体发泡剂,而我们的产品能有效阻止气体泄漏;在完全受控的情况下,适量、平均地注入气体。”
Gneuss公司的过滤系统型号包括RSFgenius、SFXmagnus 、SF和KSF。Andrew Prangnel建议塑机制造商应按照产品所需功能而选择合适机型;而该公司所有过滤器基本已能生产稳定发泡产品、降低厚度允差以减少浪费、避免换网过程受影响、更大量使用回料和更安全完成换网过程。
多壁片材挤出
Breyer公司一项主要技术为其用于聚碳酸酯(PC)挤出成型加工的多壁片材(空心片材)挤出设备。图中所示的挤出线产量高达700kg/h;有效排气,毋须进行干燥工序;该生产线专利的熔体泵控制系统能有效加快激活工序。

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Breyer公司新的多壁片材挤出线

据介绍,此设备的的核心技术为其重新设计的真空定型套;崭新的表面处理技术可延长模具寿命并提高挤出速度;通过显示屏,用户可轻易操控真空定型套、调校片材厚度及使用其它功能;改善的裁断装置能按冷切法运行并可用于50mm厚的片材加工。Breyer公司更可按照客户需求,为系统加设窗口控制软件,通过调制解调器连接在个人计算机上控制生产流程。
瓦楞管材挤出
Drossbach公司可说是管材技术专家;该公司主要开发和产销瓦楞管材挤出设备,供生产直径由6mm至1800mm的PVC、PP、HDPE和其它塑料制成的管材;应用领域覆盖供水系统、污水输送、电线电缆保护及其它管材应用。该公司最近推出了Typ HD 1200瓦楞管材挤出线,产出管材直径1200mm,主要应用于道路建设、渗流/集电导管及污水管等。据称此机型优点包括高产能、具弹性的模具系统、直接水冷系统且易于使用。HD 1200的模具系统与HD 500机型完全兼容,且换模时间快,有助提升生产效率和灵活性。

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Drossbach Typ HD 1200瓦楞管材挤出线

RTP管材挤出
在增强热塑性塑料(RTP)管材挤出技术方面,Krauss-Maffei公司最近介绍了其最新设备。今年5月该公司于德国慕尼黑召开挤出技术论坛,并现场介绍了其最新的RTP管材挤出设备。来自俄罗斯、波兰、泰国、马来西亚、中国及阿拉伯地区的塑料挤出加工厂商以及来自世界其它不同国家的观众出席了是次活动。

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Krauss-Maffei于德国慕尼黑召开挤出技术论坛,介绍最新的RTP管材挤出设备

据Krauss-Maffei公司介绍,此RTP管材生产系统分两个部分——带材部分和管材挤出部分。前者生产增强带材芳胺(aramide)、聚酯及玻纤;带材被挤出后马上被对角地缠绕于PE内管中;最后形成PE保护外壁。RTP管材具备重量轻、耐高压(可承受100巴的压力);最常应用于产油业作原油、天然气传输用途。与传统钢材制作的油管相比,RTP管材具备更佳的抗腐蚀功能,且易于运送及铺设;其它应用领域还包括高压水管及天然气输送管等。
管材变径技术
管材挤出是挤出技术应用的重要领域之一。不断改进挤出过程控制技术,提高生产效率也是管材加工的重要趋势之一。德国伊诺艾克斯公司(iNOEX)在“国际橡塑展”期间首次在中国展出其尖端的创新产品自动变径系统(Advantage)。自动变径系统在挤出生产线不停机的状况下可自动改变生产管径的规格。系统可以使用已有的模头。由于最大调节范围为1:2,所需设备数量大大减少,如:可以减少模头以及其它与规格有关的设备的数量。自动变径系统为生产32—400毫米聚烯烃管材的厂家开创了节约成本的美好前景。

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德国INOEX创新的管材自动变径技术首次来到中国参展。

全套系统包括导腔、定径套、密封装置和控制所有管材参数的主控制系统。生产一种特殊的管材需要所有组成部分的同步配合,牵引速度和挤出机的产量均可调。事实上在设备启动后或生产过程中,均可以通过自动变径系统改变产品的规格。此外系统自身所有的部件都可以外接生产线或整合到生产线中。
导腔与真空定径套紧紧连接在模头上,熔体流过腔体形成管材的外径和壁厚,承接其后的定径套位于第一个真空箱内。在入口处有冷却水冷却管材表面,同时密封箱体。而由两个级别的圆周网格创造的机动性则使定径套在1:2的范围内调整成为可能。分别起收缩和延展作用的带子可以调节定径套的长度和直径,从而改变挤出管材的直径。密封套也具有同等的灵活性,他们位于真空箱和冷却箱的入口和出口处,就像一个折迭的领子一样完美的包围着管子。
自动变径系统(Advantage)具有多种优势:可以不停机改变挤出规格,有利于节省生产成本;可外接整个系统或其部分元件;用户可以使用已有模头;产品灵活性高,可减少库存和备件成本。
iNOEX 公司专业开发、生产和销售用于挤出自动化的测量和控制技术。公司的产品和解决方案均以客户为导向,所有开发的技术以imis 技术为基础,分别代表智慧型、模组型、互动型和感测器系统。全部iNOEX的开发的目标都是通过测量和控制,使挤出加工实现长期的稳定性和充分自动化。最终结果让用户既能得到100 % 质量保证的产品,又能获得高效的生产效率。iNOEX 的代理遍布世界各地,子公司分别位于英格兰和美国,现在中国设立了代表处。 9/8/2005


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