近期農(nóng)膜行業(yè)專家金洪波老師一篇介紹文章《中國農(nóng)用棚膜技術(shù)變革與發(fā)展》，文章視角從中國農(nóng)膜應(yīng)用區(qū)域、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展，棚膜技術(shù)演變歷史等方面，為我們清晰的勾畫出了行業(yè)的發(fā)展方向。而其中的很多技術(shù)應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展與金明對(duì)農(nóng)膜未來發(fā)展判斷相吻合。例如在五層共擠模頭(機(jī)頭)發(fā)展、過濾器技術(shù)、擠出系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)、收卷系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計(jì)，金明已經(jīng)進(jìn)行了前瞻性預(yù)研，因此金明在大棚膜吹塑設(shè)備的很多關(guān)鍵技術(shù)存在獨(dú)特性和創(chuàng)新點(diǎn)，特別是超大寬幅五層棚膜技術(shù)在市場上成功獲得驗(yàn)證，例如我們?cè)谏綎|、天津和河北的幾條五層大寬幅農(nóng)膜線運(yùn)行情況來看，在很多工藝參數(shù)已經(jīng)領(lǐng)先于國際同行。
從農(nóng)膜裝備行業(yè)來看，目前中國國內(nèi)農(nóng)用棚膜吹塑機(jī)廠家普遍規(guī)模較小，不具備完整的從擠出系統(tǒng)、模頭、冷卻系統(tǒng)、收卷解決方案，而且加工能力和技術(shù)設(shè)計(jì)能力普遍以3層結(jié)構(gòu)為主，模頭生產(chǎn)尺寸以中小型為主，國內(nèi)超過2米模頭生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)屈指可數(shù)，而且其部件加工能力、工藝技術(shù)和質(zhì)量控制也缺乏相應(yīng)穩(wěn)定性，這也導(dǎo)致市場上棚膜質(zhì)量參差不齊、價(jià)格水平高低差異較大。
隨著2015年，5層共擠大寬幅棚膜進(jìn)入市場，其優(yōu)秀的配方適應(yīng)性和薄膜功能化需求，獲得行業(yè)的廣泛認(rèn)可和興趣，這對(duì)薄膜裝備生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)能力提出更高的要求，正如行業(yè)現(xiàn)狀大多數(shù)企業(yè)仍以3層結(jié)構(gòu)1:1:1或3:4:3層厚配置結(jié)構(gòu)，而要實(shí)現(xiàn)1:3:1的層厚配置結(jié)構(gòu)或者需要實(shí)現(xiàn)其他諸如內(nèi)層添加功能性材料等需求，對(duì)現(xiàn)有3層結(jié)構(gòu)而言難度較大，因此5層結(jié)構(gòu)需求成為必然選項(xiàng)。
為什么金明的五層棚膜技術(shù)能夠在市場上具有較好的表現(xiàn)性能?其中至少在幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)方面已經(jīng)獲得客戶的共識(shí)。
口模達(dá)3.0米五層共擠模頭技術(shù)，源于德國技術(shù)專家的設(shè)計(jì)制造
模具是薄膜裝備的靈魂，產(chǎn)品成型的重要部件。模頭內(nèi)部的流道設(shè)計(jì)就顯得非常重要了，流道里不同部位的溫度差異對(duì)物料流動(dòng)速率的影響，這個(gè)細(xì)節(jié)對(duì)薄膜質(zhì)量至關(guān)重要，嚴(yán)重者甚至?xí)贡∧こ尚统霈F(xiàn)問題，甚至出現(xiàn)模具漏料的現(xiàn)象。特別是對(duì)薄膜薄厚均勻度的影響巨大，因?yàn)橹行⌒湍＞吡鞯郎�，熱傳�?dǎo)的難度不突出，問題不容易暴露。但是大型模具多層流道結(jié)構(gòu)，部件面積大，其熱傳導(dǎo)難度增加，熱控制技術(shù)在模頭各層及流道中傳導(dǎo)不僅需要具備豐富經(jīng)驗(yàn)積累，還需要大量的數(shù)據(jù)測算和輔助分析;
而且在市場生產(chǎn)中，用戶經(jīng)常在薄膜中增加高壓聚乙烯在配方中的比例以避免生產(chǎn)中晶點(diǎn)過多或者糊料的問題，而這些恰恰是國內(nèi)一般的設(shè)備生產(chǎn)廠家經(jīng)常遇到、卻往往無法解決的問題。
針對(duì)上面的問題上，金明掌握了較前沿的技術(shù)解決方案和經(jīng)驗(yàn)積累，主要表現(xiàn)在4個(gè)方面，新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助參數(shù)設(shè)計(jì)、精密加工中心和先進(jìn)的流道表面處理技術(shù)。從現(xiàn)在市場上運(yùn)行的幾條5層大寬幅吹膜線來看，基本沒有出現(xiàn)上述問題�？偨Y(jié)來看，主要從3個(gè)方面，金明在多層大寬幅模頭技術(shù)方面奠定行業(yè)優(yōu)勢。
1.德國技術(shù)專家對(duì)模頭等核心部件全新設(shè)計(jì)，融于歐洲最新的設(shè)計(jì)理念
早些年，中國大寬幅棚膜模頭部件主要從德國本土和美國的設(shè)備，1998年開始，金明從德國聘請(qǐng)技術(shù)專家進(jìn)行模頭設(shè)計(jì)，以及人才技術(shù)培養(yǎng)，生產(chǎn)出國內(nèi)第一條20米寬幅3層共擠農(nóng)膜線，并登上中央電視臺(tái)《新聞聯(lián)播》節(jié)目，金明隨后一路伴隨中國農(nóng)膜產(chǎn)業(yè)由弱變強(qiáng)，成功實(shí)現(xiàn)了替代進(jìn)口的格局。也為金明儲(chǔ)備了豐富的大型棚膜設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，而且金明在3層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步自主創(chuàng)新，對(duì)5層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了成功開發(fā)。目前金明5層大寬幅農(nóng)膜技術(shù)成熟度已經(jīng)超過國際同行。
2.輔助設(shè)計(jì)和大數(shù)據(jù)分析
金明是國內(nèi)行業(yè)唯一進(jìn)口計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和大數(shù)據(jù)分析軟件的企業(yè)，這幾套先進(jìn)的分析軟件能夠模擬高聚物在流道里的流動(dòng)情況，并能夠?qū)δｎ^流速、壓力和溫度的變化規(guī)律三位一體的提供動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)，因?yàn)槠渲兄灰幸粋�(gè)條件達(dá)不到要求，就會(huì)出現(xiàn)副作用。
另外金明運(yùn)行的多臺(tái)大棚膜模頭參數(shù)可行性數(shù)據(jù)分析，對(duì)模頭的后續(xù)進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來很大幫助。換言之，新一代模頭對(duì)上一代模頭進(jìn)行了系列優(yōu)化。
3.加工中心助力高性能模頭實(shí)現(xiàn)
制約中國加工制造業(yè)向高端制造轉(zhuǎn)型，除了研發(fā)設(shè)計(jì)理念、工藝技術(shù)能力差距外，對(duì)于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的加工母機(jī)——加工中心精度和加工性能也起到關(guān)鍵因素。因此金明在2011年成功上市后，花巨資進(jìn)口多臺(tái)德國DMG五軸加工中心和Niles高精密磨齒機(jī)。
此外在5層農(nóng)膜上，金明也擁有2項(xiàng)國家發(fā)明專利，及1項(xiàng)德國PCT專利，其中“同心套筒式多層共擠機(jī)頭”獲得省第四屆專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。以上進(jìn)一步奠定金明在五層大寬幅農(nóng)膜設(shè)備技術(shù)的優(yōu)勢。
金明節(jié)能型高質(zhì)量擠出系統(tǒng)，最大螺桿直徑可達(dá)Φ200mm，擠出量1100kg/h
擠出機(jī)是聚合物成型加工的重要方法，機(jī)筒、螺桿是擠出機(jī)的重要部件，它們的改進(jìn)與發(fā)展關(guān)系到棚膜產(chǎn)品競爭力，目前金明在大棚膜擠出系統(tǒng)方面的研究主要集中在提高產(chǎn)量、提升產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、降低消耗。反映到具體的技術(shù)上主要集中在主機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、加熱技術(shù)和螺桿技術(shù)等三個(gè)方面。
1.機(jī)筒結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
機(jī)筒采用強(qiáng)制進(jìn)料，開螺旋槽，精確控制進(jìn)料槽的溫度。增加原料與機(jī)筒內(nèi)壁間的磨擦力，減少螺桿扭力，從而提高出擠出量及穩(wěn)定性。
2.螺桿結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
螺桿設(shè)計(jì)打破傳統(tǒng)的正壓縮比，采用負(fù)壓縮比(壓縮比小于1)，降低剪切熱，降低扭力，實(shí)現(xiàn)低溫塑化，高產(chǎn)高速。首先進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)，并在金明實(shí)驗(yàn)中心驗(yàn)證。同時(shí)為了檢驗(yàn)螺桿與原料物性的適應(yīng)性，金明早在20年前就開始與全球知名原料商合作，深入掌握原料加工特性。制作出高性能的螺桿。目前金明螺桿材質(zhì)主要采用雙金屬耐磨合金，這樣保證高速擠出螺桿的壽命。
3.減速器的改進(jìn)
目前棚膜吹塑機(jī)配置的減速器屬于金明最新一代減速器，減速器和電機(jī)采用聯(lián)軸器鏈接，并通過高精度激光定位校準(zhǔn)。首創(chuàng)的硬齒面齒輪齒頂自動(dòng)修磨，在德國Niles納爾斯磨齒機(jī)一次性精磨完成，消除齒輪干涉產(chǎn)生的震動(dòng)。震動(dòng)給齒輪、軸承、螺桿造成極大的傷害。
4.加熱技術(shù)提升熱效率和節(jié)能
在擠出系統(tǒng)中，耗能最大兩塊主要是擠出電機(jī)的能耗和加熱部分，因此加熱系統(tǒng)不僅影響設(shè)備的能耗，而且對(duì)制品的質(zhì)量影響也很大，通常市場上常用的家人方式為鑄鋁電熱管加熱，壽命和質(zhì)量雖然已經(jīng)比較穩(wěn)定，但因?yàn)椴捎瞄g接加熱，效率較低，加熱質(zhì)量不容易控制，因此金明這邊已經(jīng)成熟掌握電磁感應(yīng)加熱技術(shù)，提升較熱效率，節(jié)能達(dá)30%以上。
自動(dòng)高效冷卻風(fēng)環(huán)提升產(chǎn)能高達(dá)30%，提高薄膜均勻度
在吹膜成型工藝中，風(fēng)環(huán)的冷卻是吹膜工藝中非常重要的一個(gè)控制環(huán)節(jié)，它對(duì)薄膜的產(chǎn)量、外觀質(zhì)量及物理性能都起到了非常重要的決定作用。
在吹膜設(shè)備技術(shù)提升過程中，風(fēng)環(huán)的結(jié)構(gòu)也從傳統(tǒng)的單風(fēng)口風(fēng)環(huán)、雙風(fēng)口風(fēng)環(huán)，精密型風(fēng)環(huán)到自動(dòng)風(fēng)環(huán)的不斷提升。
1.低風(fēng)阻，大風(fēng)量的雙風(fēng)口風(fēng)環(huán)結(jié)構(gòu)，提供薄膜冷卻效率。
2.高靈敏度的風(fēng)量式自動(dòng)風(fēng)環(huán)，提高薄膜均勻度。
3.高穩(wěn)定性的風(fēng)溫式自動(dòng)風(fēng)環(huán)，提高薄膜均勻度。
4.精密加工，降低風(fēng)阻，提供薄膜均勻度。
金明公司精密、均勻加工的風(fēng)環(huán)風(fēng)道
其他公司粗糙、不均的風(fēng)環(huán)風(fēng)道
金明多選擇，高性能收卷設(shè)備，技術(shù)來源德國。
收卷系統(tǒng)是除模頭、擠出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)外，影響薄膜質(zhì)量最為關(guān)鍵因素之一，是薄膜裝備四大核心技術(shù)系統(tǒng)，而針對(duì)超大型寬幅的農(nóng)用薄膜，薄膜對(duì)收卷技術(shù)的要求更高，而且收卷需求也具備多樣化，如插邊、折邊等。金明的收卷技術(shù)也來源于德國技術(shù)，早在2000年初，金明與德國收卷技術(shù)的領(lǐng)先企業(yè)進(jìn)行了技術(shù)合作，并實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的吸收與轉(zhuǎn)化，因此在農(nóng)膜領(lǐng)域，金明能夠提供代表國際新技術(shù)的收卷設(shè)備。目前針對(duì)收卷系統(tǒng)，金明能夠提供3種不同類型的收卷機(jī)供客戶選擇。
1.翻轉(zhuǎn)式中心收卷機(jī)，有收卷軸的收卷機(jī)，適合傳統(tǒng)農(nóng)膜生產(chǎn)使用，對(duì)操作人員要求不高。
2.翻轉(zhuǎn)式中心收卷機(jī)，無收卷軸的收卷機(jī)，適合傳統(tǒng)農(nóng)膜生產(chǎn)使用，減輕操作人員取卸收卷軸的勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.全自動(dòng)表面收卷機(jī)，消除中心收卷軸的彎曲，減小張力的波動(dòng)，使收卷的薄膜更平正，提高薄膜收卷質(zhì)量。自動(dòng)化切膜、自動(dòng)卸卷又減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.全自動(dòng)間隙收卷機(jī)，收卷的薄膜張力小，薄膜更平正，提高薄膜收卷質(zhì)量。同時(shí)適應(yīng)薄膜厚度薄的和厚的轉(zhuǎn)換時(shí)生產(chǎn)。自動(dòng)化切膜、自動(dòng)卸卷又減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。
全自動(dòng)表面收卷機(jī)
隨著中國制造2015相關(guān)規(guī)劃在薄膜制造傳統(tǒng)領(lǐng)域推進(jìn)，膜企在如何減少人工，提高效率以及自動(dòng)化生產(chǎn)應(yīng)給予更多的考慮。基于這種發(fā)展趨勢，金明除了為客戶提供整機(jī)服務(wù)外，也根據(jù)客戶實(shí)際情況，向客戶提供四大核心產(chǎn)品(模頭、擠出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和收卷系統(tǒng))的部件方案，金明將于行業(yè)內(nèi)膜企客戶共同提升農(nóng)膜產(chǎn)品品質(zhì)，推動(dòng)中國農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展。
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