據(jù)悉,《國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的環(huán)保設(shè)備、產(chǎn)品目錄(2009版·征求意見稿)》中“木塑復(fù)合材料擠出成型機(jī)”又榜上有名,這對(duì)處于爆發(fā)前夜的躁動(dòng)之中的中國(guó)木塑產(chǎn)業(yè)來說,不啻是一件天大的好事。但事物總有其兩面性,對(duì)剛脫離襁褓時(shí)期的國(guó)產(chǎn)木塑專用生產(chǎn)設(shè)備來說,必須正視目前自己面臨的諸多不足之處?,F(xiàn)特提出以下一些看法,并就正于各位專家。
國(guó)產(chǎn)木塑專用擠出設(shè)備生產(chǎn)淺析
近幾年來,木塑材料依靠國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策的鼓勵(lì),以及企業(yè)潛在效益需求雙重動(dòng)力的推動(dòng),特別是木塑材料成功進(jìn)入北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館設(shè)施建設(shè)后,全國(guó)性的“木塑材料熱”此伏彼起方興未艾。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2008年底,全國(guó)聯(lián)接在木塑復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈上的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及與之配套的企事業(yè)單位已逾200家,其中設(shè)備制造廠家(含模具)占1/4左右。隨著木塑市場(chǎng)的逐步拓展,國(guó)內(nèi)木塑材料生產(chǎn)能力亦有大幅度提高,木塑制品年產(chǎn)銷量已達(dá)15萬(wàn)噸左右,居世界第二位;個(gè)別生產(chǎn)廠家的工藝技術(shù)水平已躍居世界前列,其創(chuàng)新產(chǎn)品屢屢令國(guó)外同行刮目相看。應(yīng)該說,這是一個(gè)來之不易,令人興奮的局面。但是,也應(yīng)該看到,我國(guó)的木塑產(chǎn)業(yè)發(fā)展是不均衡的,一些環(huán)節(jié)還問題重重。以筆者管見,木塑材料生產(chǎn)專用設(shè)備研發(fā)的滯后就是制約中國(guó)木塑發(fā)展的一處瓶頸。
“木塑專用生產(chǎn)設(shè)備”應(yīng)該是近幾年才出現(xiàn)的一個(gè)名詞,盡管中國(guó)木塑產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走過10來年的歷程。一個(gè)毋庸置疑的事實(shí)是:目前提供木塑材料生產(chǎn)擠出設(shè)備的廠家,幾乎沒有一個(gè)不是與塑料加工設(shè)備制造有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。當(dāng)然,并不是生產(chǎn)塑料加工設(shè)備就不能制造木塑材料生產(chǎn)設(shè)備,更不是生產(chǎn)了塑料加工設(shè)備就不能制造出優(yōu)良的木塑材料生產(chǎn)設(shè)備。從國(guó)外木塑產(chǎn)業(yè)發(fā)展軌跡來看,亦與此大致相同。問題是現(xiàn)在活躍在國(guó)內(nèi)木塑業(yè)界的一些所謂科研人員,甚至專業(yè)廠商,其實(shí)并沒有從根本上解決木塑材料制備的核心問題,但為木塑材料當(dāng)前的“明星效應(yīng)”吸引,又必須捷足先登搶占市場(chǎng)份額。所以,有些企業(yè)的設(shè)備得以不計(jì)后果地推出,當(dāng)遇到技術(shù)難題時(shí),充其量也就是“頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳”,只要能夠擠出東西來就脫手,至于擠出什么樣的東西,可能就不再是當(dāng)事人愿意深究的事了。
筆者曾經(jīng)應(yīng)邀去考察過中原地區(qū)一處木塑材料生產(chǎn)廠,該廠投資近300萬(wàn)元購(gòu)買的所謂先進(jìn)木塑擠出加工設(shè)備,擠塑料制品還勉強(qiáng)可以,若要擠出合格的木塑材料,基本就是一堆廢鐵。投資者痛心疾首,旁觀者亦驚悚不已!此類情形,在中國(guó)木塑發(fā)展初期多有上演,漸后越加減少,應(yīng)該說,愿意加入木塑生產(chǎn)行列,并努力學(xué)習(xí)進(jìn)步的還是大有人在。筆者曾與一家頗具規(guī)模的設(shè)備廠家董事長(zhǎng)交換關(guān)于木塑專用生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)的意見,彼君認(rèn)為:木塑材料是一個(gè)新的領(lǐng)域,不關(guān)心肯定不行,過于投入又沒有多大把握,只有走走看看。據(jù)悉,就是這樣“走走看看”,這家工廠每年木塑設(shè)備的銷售也在兩千萬(wàn)元以上,雖與其主業(yè)相比還有較大距離,但也的確不是“毛毛雨”了。所以,筆者認(rèn)為,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)木塑擠出設(shè)備生產(chǎn)廠商面臨的主要問題表面是“力不從心”,癥結(jié)在于“勤于收獲,疏于耕耘”。
木塑專用擠出生產(chǎn)設(shè)備的一些特點(diǎn)
木塑材料的加工方式與主要設(shè)備雖然表面上與塑料加工相似,但作為一個(gè)具有邊緣性、多方位、專業(yè)化特點(diǎn)的新興產(chǎn)業(yè),其裝備、技術(shù)和工藝涉及到高分子化學(xué)、材料流變學(xué)、木材化學(xué)、物理化學(xué)、精細(xì)化工、精密機(jī)械、液壓傳動(dòng)、真空技術(shù)、熱力傳導(dǎo)、流體力學(xué)、傳感技術(shù)、電子自控和微機(jī)編程等多門專業(yè)和學(xué)科,其生產(chǎn)設(shè)備有著自己鮮明的特色。經(jīng)過數(shù)年的探索磨練,實(shí)踐證明木塑材料作為具有獨(dú)立特性的新型材料,其加工難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出普通塑料制品,生產(chǎn)設(shè)備也越來越傾向?qū)I(yè)化和特殊化,并由此產(chǎn)生出許多新的特性和要求,如:
1.選材要求:生產(chǎn)木塑制品時(shí),由于有大量生物質(zhì)纖維添加,加大了設(shè)備中機(jī)筒和螺桿的磨損,因此用于木塑材料生產(chǎn)的設(shè)備所使用的材料必須采用強(qiáng)度更高、工藝更復(fù)雜的金屬材料,譬如鎢合金雙金屬涂覆材料,以增強(qiáng)耐磨性,延長(zhǎng)設(shè)備壽命。
2.結(jié)構(gòu)調(diào)整:由于木塑材料中包含大量木粉,導(dǎo)致融體流動(dòng)性變差,擠出阻力加大,螺桿扭矩增加,因此在螺桿設(shè)計(jì)時(shí)現(xiàn)多采用壓縮和熔融快、推動(dòng)力強(qiáng)的多段式錐雙結(jié)構(gòu),以滿足在較低溫度和轉(zhuǎn)速下同樣具有良好塑化和輸送功能。
3.設(shè)計(jì)變化:由于木塑材料制備時(shí)擠出物料流動(dòng)性差且不易冷卻,常規(guī)模具和定型設(shè)備已無(wú)法滿足生產(chǎn)需要,這使得機(jī)頭的設(shè)計(jì)除了要保證流道的圓滑過渡與合理的流量分配外,還需要對(duì)機(jī)頭的耐高壓能力與溫度控制精度進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì),合理布置機(jī)頭的加熱冷卻裝置,保證木塑制品的擠出速度和產(chǎn)品質(zhì)量。
4.部件改進(jìn):由于木粉比重小而填充量大,故木塑設(shè)備加料區(qū)體積要比塑料機(jī)械的加料區(qū)要大1/3左右。另外,木塑制品多為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的異型材,溫度控制難度較大。特別在冷卻環(huán)節(jié),除采用常規(guī)水冷方式外,對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品,還需安裝特殊的冷卻裝置。
5.專用螺桿設(shè)計(jì):由于木粉具有熱敏感性,在高溫下會(huì)降解,且熱交換性差和不具流動(dòng)性的特點(diǎn),使得木塑熔體塑化困難。因此,生產(chǎn)木塑制品不能沿襲塑料加工工藝,僅靠提高螺筒的溫度來實(shí)現(xiàn)塑化,而要求設(shè)計(jì)出具有符合木塑材料熔體特征的較高剪切力的螺桿,利用剪切熱量使木塑熔體在木粉降解的溫度下實(shí)現(xiàn)塑化。
6.專機(jī)專用:木塑擠出機(jī)有多種規(guī)格型號(hào),理論上每一種型號(hào)的機(jī)型性能都是相同的。但在實(shí)際生產(chǎn)中,往往由于各種因素的交叉,同一型號(hào)的設(shè)備對(duì)同一模具的適應(yīng)性會(huì)有較大差異,這就要求操作工要根據(jù)產(chǎn)品的狀況不斷調(diào)整設(shè)備參數(shù),以保證產(chǎn)品質(zhì)量。在目前技術(shù)條件下,木塑材料生產(chǎn)還是以專機(jī)專用為宜。
7.工藝、設(shè)備一體化要求:這是目前木塑設(shè)備廠生產(chǎn)廠家最為撓頭的問題,也是解決木塑專用設(shè)備的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。以現(xiàn)在木塑材料的制備條件,要求以工藝配方為核心來配置生產(chǎn)線及模具,而一般不能調(diào)整配方來適應(yīng)設(shè)備。換句話說,一臺(tái)加工中心只負(fù)責(zé)零件加工,零件出來后怎么用可以不管;而木塑生產(chǎn)設(shè)備不僅要生產(chǎn)出木塑制品,還必須要保證制品質(zhì)量和使用性能,否則就是一堆廢料。
對(duì)國(guó)產(chǎn)木塑專用生產(chǎn)設(shè)備的期望
木塑專用生產(chǎn)設(shè)備囿于“血統(tǒng)”的緣故,更由于個(gè)別技術(shù)人員至今沿用塑料加工的一些理論和方法,再加之投入資金、力量等因素的欠缺,導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)木塑專用生產(chǎn)設(shè)備長(zhǎng)期處于“進(jìn)不進(jìn),退不退”的狀態(tài)。但就在整個(gè)產(chǎn)業(yè)不甚成熟的情況下,僅我國(guó)境內(nèi)涉及木塑成型設(shè)備的專利授權(quán)已不下幾十項(xiàng),以筆者了解的實(shí)情,大部分專利仍僅具研究意義而基本沒有實(shí)用價(jià)值。目前各類木塑材料生產(chǎn)設(shè)備基本由塑料加工機(jī)械轉(zhuǎn)變而來,各項(xiàng)數(shù)據(jù)均未有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制約,亦缺乏可信的對(duì)比體系和參照體系,買賣雙方大多憑經(jīng)驗(yàn)行事,合同執(zhí)行過程中技術(shù)糾紛屢見不鮮,個(gè)別地方甚至傳有“一份合同附一份訴狀”之說,這不能不說是我國(guó)木塑發(fā)展中一個(gè)很大的遺患。
現(xiàn)在一些木塑設(shè)備生產(chǎn)廠家動(dòng)輒就拋出“產(chǎn)量大,能耗低”的繡球,吸引一些剛?cè)腴T的投資者購(gòu)買其設(shè)備,實(shí)際問題是:木塑擠出機(jī)產(chǎn)量受所擠原料、產(chǎn)品形狀和性能要求等多種因素影響,從來都應(yīng)該是一個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo),而不是一個(gè)靜態(tài)數(shù)據(jù)。如果僅僅強(qiáng)調(diào)產(chǎn)量大小,而不顧及質(zhì)量好壞,擠出量再大也沒有意義,國(guó)外的一些設(shè)備正是打著“產(chǎn)量”的旗號(hào)而使國(guó)內(nèi)企業(yè)一再上當(dāng)。對(duì)木塑專用生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)要求應(yīng)該是:在配混較高填充量木粉的前提下,確保物料仍然有較高的流動(dòng)性和實(shí)現(xiàn)良好的塑化,從而促使塑料熔體能充分地與木粉均勻粘接,實(shí)現(xiàn)共同復(fù)合的目的,取得優(yōu)良的力學(xué)性能,用較低的消耗制造出具有優(yōu)良功能和高附加值的產(chǎn)品。
目前國(guó)內(nèi)聲稱能夠制造木塑生產(chǎn)設(shè)備廠家數(shù)量已經(jīng)不少,其影響和作用也一直在逐漸擴(kuò)大。但是,多數(shù)的設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在發(fā)展中也存在人員、技術(shù)、資金、規(guī)模等因素的局限,其發(fā)展勢(shì)頭不是非常順暢。我們必須注意到的另一個(gè)現(xiàn)象是國(guó)外一些木塑專用設(shè)備制造企業(yè),如:美國(guó)的米拉克龍·辛辛那提公司、戴維斯·丹頓公司、特克帕斯公司等長(zhǎng)期覬覦我國(guó)龐大的木塑材料市場(chǎng)。如果我們不在這個(gè)領(lǐng)域有果斷的措施和相應(yīng)的手段自強(qiáng)自立,作為在國(guó)內(nèi)制造業(yè)中為數(shù)不多的、能夠與歐美平等對(duì)話的新興的中國(guó)木塑產(chǎn)業(yè)將會(huì)受到無(wú)理由的擠壓。
應(yīng)該承認(rèn),目前在世界范圍內(nèi),整個(gè)木塑產(chǎn)業(yè)均處于發(fā)展探索的階段,不成熟之處在所難免,我們應(yīng)該正視不足,取長(zhǎng)補(bǔ)短,迎頭趕上。根據(jù)現(xiàn)在的條件預(yù)測(cè),至“十一五”結(jié)束,我國(guó)的木塑產(chǎn)銷量有望突破30萬(wàn)噸,產(chǎn)值達(dá)到50億元人民幣;到“十二五”期間,我國(guó)的木塑材料總產(chǎn)量有望趕上美國(guó),從而進(jìn)入世界木塑大國(guó)的行列。而以目前我國(guó)15萬(wàn)噸左右的生產(chǎn)能力,其生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展空間可謂空前廣闊。我們相信,通過廣大木塑業(yè)界人士的努力,中國(guó)木塑完全有信心在國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策的指引下,繼續(xù)提高裝備制造和材料生產(chǎn)水平,為早日成為世界木塑強(qiáng)國(guó)做出貢獻(xiàn)!
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