章俊波，羅慶青，鄭建雄

（1.廣東達誠機械有限公司，廣東汕頭 515061；2.汕頭市機械工程學(xué)會，廣東汕頭 515000）

0 前言

塑片氣壓熱成型機是一種塑料制品加工成型設(shè)備。其成型方法是將熱塑性塑料片材加熱至軟化，在氣體壓力下，依靠壓縮空氣將受熱軟化的塑料片材拉伸、加壓，使其緊貼在模具表面，冷卻定型后成為制品。同時能依照一定的程序重復(fù)生產(chǎn)循環(huán)，制造完全相同的產(chǎn)品。

我國塑片氣壓熱成型機起步較晚，雖然發(fā)展進步速度快，但仍與國際先進水平存在較大差距。現(xiàn)在市場經(jīng)濟環(huán)境下國內(nèi)塑片氣壓熱成型機應(yīng)朝著怎樣的方向發(fā)展，逐步縮小與先進發(fā)達國家的差距，是值得研究的重要課題。

1 氣壓熱成型機行業(yè)現(xiàn)狀

目前，以德國塑片氣壓熱成型機最為有名，其從20 世紀(jì)50-60 年代就推出塑片氣壓熱成型機并銷往全球各地，多數(shù)采用傳統(tǒng)凸輪直動型式驅(qū)動；到了90年代初更是推出可傾斜式翻轉(zhuǎn)塑片氣壓熱成型機，配合自動堆疊等設(shè)備，合稱為全自動塑片氣壓熱成型機組?，F(xiàn)在德國全自動塑片氣壓熱成型機組，生產(chǎn)運行最高速度達到35～45 模/分鐘，生產(chǎn)效率高，但其售價也為國內(nèi)同類產(chǎn)品6～8 倍，往往無法讓中低端客戶接受。全自動塑片氣壓熱成型機工藝流程如圖1所示。

美國、荷蘭、土耳其、巴西等國也相繼推出可傾斜式塑片氣壓熱成型機組，其動力驅(qū)動形式五花八門，但其目的均是為了實現(xiàn)模臺的可傾斜式翻轉(zhuǎn)；從穩(wěn)定性及運行效率上看，以德國擺動式共軛凸輪連桿機構(gòu)配合的可傾斜式翻轉(zhuǎn)最為可靠，因此，目前運行整體速度均沒有德國設(shè)備高，德國全自動塑片氣壓熱成型機組搶占了全球大部分高端市場。

圖1 全自動塑片氣壓熱成型機工藝流程圖

我國從20世紀(jì)90年代后期，開始規(guī)?；a(chǎn)塑片氣壓熱成型機，采用傳統(tǒng)凸輪或液壓升降，運行速度緩慢，技術(shù)含量低，能耗大。隨著社會倡導(dǎo)環(huán)保、衛(wèi)生生產(chǎn)思想的灌輸及國家對一次性塑片制品需求的劇增，塑片氣壓熱成型機制造遍地開花。但傳統(tǒng)塑片氣壓熱成型機無法實現(xiàn)可傾斜式翻轉(zhuǎn)堆疊，往往需要大量勞力揀取堆疊制品，效率低下，容易造成制品的二次污染，對食品衛(wèi)生安全有重要影響[1]。

近幾年，國內(nèi)有為數(shù)不多的幾家企業(yè)推出可傾斜式翻轉(zhuǎn)塑片氣壓熱成型機，但基本上運行速度緩慢，僅為10～20模/分鐘，自動堆疊計數(shù)功能也不完善；僅有為數(shù)一兩家企業(yè)推出全自動塑片氣壓熱成型機組，運行速度最高達到30～35模/分鐘，但仍與國際先進水平存在一定差距，技術(shù)也無法有效普及推廣。

2 塑片氣壓熱成型機技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著世界科技的發(fā)展，節(jié)能、環(huán)保、智能化控制、精細(xì)化控制成為設(shè)備發(fā)展主流。發(fā)達國家已經(jīng)把核能技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、生物技術(shù)和系統(tǒng)工程融入了傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)中。塑片氣壓熱成型機組集成、智能、網(wǎng)絡(luò)、高效、節(jié)能將成為未來發(fā)展的主流。

國際上全自動塑片氣壓熱成型機競爭日趨激烈，國內(nèi)塑片氣壓熱成型機起步晚，技術(shù)水平較低，雖近年來發(fā)展迅速、但自動化、節(jié)能等方面與歐美發(fā)達國家存在較大差距。我國應(yīng)配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，朝研發(fā)技術(shù)、人才及發(fā)展等方向進行努力；逐步縮小與發(fā)達國家的技術(shù)差距，搶占市場[2]。

隨著技術(shù)的發(fā)展和普及，用工成本的不斷提升，未來如西方發(fā)達國家一樣，普通直動式成型均會淘汰，可傾斜式翻轉(zhuǎn)將成為發(fā)展的主流。

3 制約國內(nèi)塑片氣壓熱成型機發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)

塑片氣壓熱成型機模臺運動方式可分為直動式與可傾斜式翻轉(zhuǎn)兩種。直動式成型一般由凸輪機構(gòu)或液壓油缸驅(qū)動模臺直接上下運動實現(xiàn)開模與閉模。國內(nèi)多數(shù)熱成型機仍采用比較落后的普通凸輪及液壓驅(qū)動直動式成型。可傾斜式翻轉(zhuǎn)式一般采用兩組擺動式共軛凸輪連桿機構(gòu)驅(qū)動，一組負(fù)責(zé)模臺上下運動，一組負(fù)責(zé)模臺可傾斜式翻轉(zhuǎn)運動。

直動式成型，其運動行程必須大于制品高度40～60 mm，方能將制品吹出模臺；如配備機械手取杯，運行行程則一般大于制品行程80 mm 左右，模臺行程的加大也大大影響了成型機運行速度。直動式成型在國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛，由于其設(shè)計及加工較為簡單，但往往無法配備相應(yīng)的自動堆疊系統(tǒng)，自動化程度不高。

可傾斜式翻轉(zhuǎn)由于動模臺脫模后下降過程中實現(xiàn)傾斜式翻轉(zhuǎn)，模臺上下運動行程大大縮小，一般為直動式成型一半左右，而模臺翻轉(zhuǎn)后橫向出杯可以配合自動堆疊及計數(shù)等設(shè)備，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，也是塑片氣壓熱成型機發(fā)展的主流方向。

可傾斜式翻轉(zhuǎn)采用擺動式共軛凸輪機構(gòu)配合連桿驅(qū)動，如圖2所示，由于兩個擺桿圍繞支點平行擺動，共軛凸輪旋轉(zhuǎn)時外輪廓與擺桿接觸點會隨著擺桿擺動變化而變化，共軛凸輪曲線輪廓的設(shè)計及加工難度較大，直接影響該機構(gòu)的穩(wěn)定性，這也是制約可傾斜式翻轉(zhuǎn)塑片氣壓熱成型機發(fā)展的最主要因素[3]。

圖2 擺動式共軛凸輪連桿機構(gòu)設(shè)計圖

我國塑片氣壓熱成型機的發(fā)展必須通過支持一些具有實力和創(chuàng)新精神的企業(yè)做大做強，培養(yǎng)國內(nèi)專業(yè) 設(shè) 計 隊伍，創(chuàng)建有中國特殊的塑片氣壓熱成型機，引領(lǐng)行業(yè)健康有序的發(fā)展。

4 結(jié)語

國內(nèi)塑片氣壓熱成型機雖起步晚，但發(fā)展進步較快，要保持住良好的發(fā)展趨勢，必須不斷引進和學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進技術(shù)再創(chuàng)新，不斷根據(jù)市場的實際情況進行革新，朝著集成、智能、網(wǎng)絡(luò)、高效、節(jié)能方向發(fā)展，以適應(yīng)市場發(fā)展步伐。

［1］黃站立，馬利平.我國食品包裝機械現(xiàn)狀及對策［J］.現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2009（2）：28-29.

［2］楊茜.我國包裝工業(yè)發(fā)展綜述［J］.上海包裝，2006（3）：11-12.

［3］黃清海，葉仲和.用解析法設(shè)計滾子擺動從動件雙凸輪—連桿組合機構(gòu)［A］.全國印刷、包裝機械凸輪、連桿機構(gòu)學(xué)術(shù)研討會（第6 屆全國凸輪機構(gòu)學(xué)術(shù)年會）論文集［C］.2005.