一、我国塑料模具工业的发展现状  

　　80年代以来，在国家产业和与之配套的一系列国家经济的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为 245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 

　　我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星Ⅰ.K模具有限公司制造多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10～30万次，淬火钢模达50～1000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。

　　成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在29～34英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%～80%相比，差距较大。 

　　在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UGⅡ、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。

　　近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。

　　近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%～80%相比，仍有差距。 

项目

　　据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。

　　二、我国塑料模具工业和今后的主要发展方向 

　　1.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 

　　2.在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。  

　　3.推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。

　　4.开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。

　　5.提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。 

　　6.应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。

　　7.研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。

附：

我国中空塑料成型机的现状及发展方向

　　挤吹中空塑料成型机是中空容器成形的主要设备，世界上80%至90%的中空容器是采用挤吹成形的。在我国中空塑料成型机的发展历程中，挤吹中空塑料成型机是发展最快最完善的中空塑料成型机，特别是小型挤吹中空塑料成型机的发展速度特别快。现在，我国已有多家制造厂家能生产成形1000L单层中空容器的挤吹中空塑料成型机。

　　1、 多层共挤出中空塑料成型机

　　多层共挤出中空塑料成型机是很有发展前途的中空塑料成型机。多层吹塑高阻隔性中空制品在中空制品领域内占的比例越来越大。多层吹塑制品不仅在食品包装工业发展很快，而且在化学品、化妆品、医药卫生及其它工业包装方面也迅速增长。

　　多层共挤中空塑料成型机在我国挤吹中空塑料成型机领域中是一个薄弱环节。多层共挤中空制品的发展促进了多层共挤出中空塑料成型机的发展。国际上，近年来，多层共挤出中空塑料成型机发展的速度很快，同时技术进步也很快。国内也有一些品种推出，例如，衡阳华意机械橡塑机有限公司开发的HYB-75D三层共出挤出双工位模内贴标中空成型机，采用四模头双工位，配备精确的集成PID温控系统，各螺杆挤出压力实时检测，自动去飞边，精确的西门子全电脑控制在不影响制品阻透性品质情况下减小中层及内层厚度（0.03-0.05mm）,填补了国内空白。陕西包装塑料机械厂能够生产六层500L的共挤出中空塑料成型机，达到德国同类机的水平。

　　1.1、 研发重点

　　多层共挤出中空塑料成型机的研究主要有以下三点：（1）研究一定范围的共挤出机头（模头），以满足不同材料、不同层数、机头直径等要求；（2）研究组合包装系统，它能根据不同的原料特制出可能允许的组合数的机头；（3）研究基础机械程序，它可用不同数量的模塑工位和包括生产速度和制品设计的平台尺寸。

　　1.2、开发产品品种的重点

　　0.2L～1L的化妆品及家用卫生清洁剂2～3层共挤出中空塑料成型机。国际上，化妆品及家用卫生清洁剂基本上采用多层中空塑料容器包装，而我国绝大多数仍采用单层中空塑料容器包装。随着人民生活质量的提高，对化妆品及家用卫生清洁剂中空塑料容器的耐化学性、抗阻透性的要求会越来越高，多层高性能的化妆品及家用卫生清洁剂中空塑料容器会有更大的市场。

　　4～6层共挤出汽车油箱中空塑料成型机。多层共挤出中空塑料成型在汽车油箱上广泛的发展前途，随着环境保护要求的提高，单层油箱已不能满足环境保护的要求，使用高阻隔性的多层油箱已成为发展趋势，例如，使用PE/增粘剂/E-VAL/增粘剂/回用料/PE-HD的六层共挤出油箱。多层共挤出中`空成型不但提高了制品的适应性能，而且由于各层材料的合理组合，提高了制品的刚度，降低了制品的重量。美国90%以上的汽车油箱采用多层共挤出中空塑料成型件，值得我们学习与思考。我国生产多层共挤出汽车油箱的中空塑料成型机主要是进口的，国内生产的设备还处在推广应用阶段。

　　大型多层共挤出中空塑料成型机。该类大型多层共挤出中空塑料成型机主要生产满足化学品、危险品运输的容器。Mauser公司推出了双工位三层共挤的中空塑料成型机,该机配备了四台挤出机,用于生产满足危险品运输要求的三层220L的大型桶,内层为抗撕裂的HDPE,外层为抗紫外线层,中间层为高相对分子质量的HDPE,每小时能生产80个到100个桶,每个桶重8.5kg。

　　2、 注吹大型中空塑料成型机

　　注吹大型中空塑料成型机是在挤吹大型中空塑料成型机基础上发展起来的，适合成型单层大型中空塑料制品。注吹大型中空塑料成型机是把注塑机的注射塑化机构与挤吹中空塑料成型机的吹塑合模机构互相结合起来的综合型中空塑料成型机，吸取和发挥两种机械的各自特长，达到型坯重量重复精度高、塑化能力高、换色换料时间短、熔体融合缝区的强度高。挤吹大型中空塑料成型机一般采用?α鲜交?头，内部结构复杂，零件多，所以从?α鲜交?头本身的特点，不可避免存在换色换料时间长，计量精度不准等缺点。注吹大型中空塑料成型机的机头把挤吹中空塑料成型机?α鲜交?头中的?α虾妥⑸浼烦鲂团叩牧街止δ芊掷氤隼矗由注射塑化机构完成，这样，使机头具有连续式机头易换色换料的优点，同时，简化了机头的结构，再加上合理的流道设计，从根本上解决了挤吹中空塑料成型机?α鲜交?头换色换料时间长的缺陷，同时不影响型坯壁厚控制伺服系统的安装。

　　3、“一步法”注拉吹中空塑料成型机

　　“一步法”注拉吹中空塑料成型机，中、小型机主要成型PET碳酸饮料瓶、矿泉水瓶，大型机主要成型PC纯水瓶。“一步法”注拉吹中空塑料成型机是把注射型坯、加热型坯、拉伸型坯与吹塑、成型制品脱模等工序在同一台设备上连续进行的高效设备。现在，我国使用的注拉吹中空塑料成型机基本上都是日本青木固和日本日精的设备，这值得每一家中空设备生产厂家深思。注拉吹中空塑料成型机有其自己的特点，是其它吹瓶机不能替代的。国外厂商看好中国市场，据他们估计，饮料包装行业，中国市场还需要不少于800台生产PET瓶“一步法”注拉吹中空塑料成型机。

　　3.1、研制存在问题分析

　　经过近十年的研制，为什么我国的注拉吹中空塑料成型机还达不到商品化水平。究其原因，作者认为主要以下原因：

　　3.2、开发思路误区

　　只重主机开发，忽视模具开发。注拉吹中空塑料成型机是主机与模具两者结合的设备,从主机与模具两者对整机的重要性来说, 主机只占整机的40%,而模具要占整机的60%,主机开发成功,并不等于整机开发成功,只有主机与模具两者共同开发成功,才能说注拉吹中空塑料成型机开发成功。日本青木固式“三工位”及日本日精式“四工位”机型的技术关键是模具，而我们的一些塑料机械厂在开发注拉吹中空塑料成型机过程中，没有正确认识到主机与模具两者之间的关系，只重视开发主机，而没有把开发模具放在更重要的位子，失败的原因主要在此。

　　3.3、模具技术水平达不到要求

　　注拉吹中空塑料成型机的模具不同于注射成型模具，有其自己的特点。注拉吹中空塑料成型机的模具中，关键是注射型坯的模具，模具的材料对其性能有特殊要求，热?冷缩系数小，传热效率高，热传导率高，模具的结构为热流道形式。从目前我国的模具技术水平来看，还不能开发制造出达到质量标准的注拉吹中空塑料成型机的模具。据了解，有的模具厂对注拉吹中空塑料成型机的模具采用那一种材料还不了解，怎么能开发出模具？

　　模具厂缺少投入，使模具技术水平得不到发展。据了解，国外开发制造注拉吹中空塑料成型机的模具厂，自己都有注拉吹中空塑料成型机，开发的模具反复在主机上试验，直至达到要求,而国内没有一家模具厂为研制注拉吹中空塑料成型机的模具而购注拉吹中空塑料成型机作为模具的试制设备。

　　3.4、 主机厂与模具厂缺少合作

　　“一步法”注拉吹中空塑料成型机的研制, 主机厂与模具厂必需进行合作,两者各有分工共同开发，各担风险，这是国外开发“一步法”注拉吹中空塑料成型机成工的经验。例如，日本青木固和日本日精公司，都有为他们配套的模具厂，由主机厂提出要求，模具厂进行研制，然后交用户使用。而我们有的主机厂本身对“一步法”注拉吹中空塑料成型机的模具还很不了解的情况下，为节约研制成本，自己制造模具，结果，不但成形的制品达不到质量标准，而且使主机的形象产生了不良的影响。

　　3.5、研制的方向

　　模具是“一步法”注拉吹中空塑料成型机的研制重点。研制“一步法”注拉吹中空塑料成型机模具的重点是研制注射型坯的模具，注射型坯的模具的研制重点是模具的材料、热流道喷嘴及热流道的设计、温度的控制系统。目前，在我国“一步法”注拉吹中空塑料成型机的模具达不到技术水平的情况下，主机厂可与国外有关模具厂合作。只要模具达到应有的技术水平，配上我们的主机，可以说，“一步法”注拉吹中空塑料成型机能够走向市场。

　　4、“一步半法” 注拉吹中空塑料成型机

　　“一步半法” 注拉吹中空塑料成型机同“一步法” 注拉吹中空塑料成型机的主要区别是，在型坯注塑和拉伸之间有一段较长的过渡时间，即把常规注射型坯设备同一步法拉吹中空成型设备组合起来的综合式注拉吹中空塑料成型机，优点是，相对于“一步法”成型，降低了模具的性能要求，但由于再加热拉伸吹塑对型胚进行双向拉伸，提高PET瓶子的取向结晶度，使其可在87℃进行热灌装。从目前我国研制的综合水平和国情来看，“一步半法” 注拉吹中空塑料成型机，适合国情，具有从主机到模具的研究和制造能力。研制的重点是如何提高生产率。

　　5、 拉吹中空塑料成型机

　　PET拉吹中空塑料成型机是把以成形的型坯进行加热后拉伸吹塑成型。拉吹中空塑料成型机根据其成型工序可分为：把加热型坯与拉伸吹塑成型放在两台设备上进行的“二步法”，把加热型坯与拉伸吹塑成型放在一台设备上进行的“一步法”。 “二步法”的拉吹中空塑料成型机，在我国已非常成熟，也是许多小型企业生产碳酸饮料瓶的主要设备，投资成本少，主要缺点是生产效率低。“一步法”拉吹中空塑料成型机在我国已研制成功，今后，“一步法”拉吹中空塑料成型机将取代“二步法”的拉吹中空塑料成型机。拉吹中空塑料成型较适宜成型0.2～20L的中空容器。

　　BOPP拉吹中空塑料成型机，BOPP瓶的生产也是先注射型坯、在加热型坯、拉吹成瓶。成型的瓶子透明度不亚于PET瓶，能够进行热灌装，可以耐95℃的高温，阻透性能优良，良好的化学稳定性，生产成本比PET瓶低20%。东莞佳鸿机械制造公司已生产出BOPP输液瓶的中空塑料成型机，采用双闭环的控制系统，以交付40多套设备，填补了国内空白。

　　5.1、 “一步法”拉吹中空塑料成型机研制的方向

　　5.1.1、 提高成型速度

　　“一步法”拉吹中空塑料成型机主要优点是成型速度快，所以，提高成形速度是其努力追求的主要目标。法国Side公司，其型号为SBO-24DC，拉伸吹塑模具的腔数为48，成型0.5LPET瓶的产量达到60000个/h。提高成形速度的关键是：优化加热系统以减少加热时间，提高瓶坯的运转输送传动速度，提高瓶坯快速稳定定位的性能，缩短模具开合和吹塑压紧头升降时间，增加成型腔数。

　　5.1.2、 瓶坯质量检测装置

　　瓶坯质量检测装置，国内还是空白。“一步法”拉吹中空塑料成型机所用的瓶坯大多数是外购的，因此瓶坯的质量决定了成品的成型率。提高成型率的前提，必须对瓶坯的质量进行检测。德国Krones研制出了一种瓶坯质量检测装置，能检测瓶坯的同心度、内径等质量，每小时可检测72000个瓶坯，该装置可安装在自动堆垛台之后，也可以安装在Contiform中空塑料成型机的横进给轮上。

　　6、 注吹中空塑料成型机

　　注吹中空塑料成型机是不对注射型坯进行拉伸只对型坯进行吹塑成形的在同一台设备上“一步法”完成从原料到成形塑料瓶的生产，自动化程度高，特别适于成型大批量形状复杂的螺纹瓶口的小型中空容器。注吹中空成型机注射吹塑材料广泛、成形的瓶口螺纹精度高密封性好、制品无接缝强度高、无边角料节约成本等优点，特别在医药药品包装瓶行业有了长足的应用。注吹中空塑料成型一般用于0.5L以下的瓶子生产,最大容器的容积在4L以下。国际上，技术上居领先地位的厂商有：美国的Jomar和Uninoy公司，德国的Battenffeld和Bekum公司，意大利Procrea公司，日本的东芝、日精、住友公司。经过多年的研制，我国的注吹中空成型机从主机到模具已商品化。江苏维达机械有限公司MSZ系列角尺式注吹中空塑料成型机,水平三工位回转装置,一模多腔连续生产。柳州市精业机器有限公司自主研制出国家专利的WB系列卧式注吹中空塑料成型机,翻转模具，适合生产从2mL―5000mL的中空制品，每模可生产小瓶14―24个，日产量达10万个以上。

　　注吹中空塑料成型机的发展方向是缩短成型周期，提高单机单模生产率，减少换模停机时间,提高吹塑速度，优化传热系统，以提高产量。

　　7、 滚塑中空成型机

　　滚塑中空成型机最适合制作超大型中空容器，目前已生产出40m3以上的超大型储存罐及形状复杂长度（6-8）m的小型游艇。制品壁厚比较均匀、几乎无内应力、废料少，对用其他成型方法难以成型的中空异型的复杂制品用滚塑中空成型具有明显的优势，特别在化工行业大有发展前景。所有的热塑性粉状塑料都可以滚塑成型，并扩展到交联和热固性塑料领域。

　　8、 结语

　　本文对我国包装行业的中空塑料成型机的现状和发展方向作了论述，充分说明了我国包装行业的中空塑料成型机大有发展前景，同时，我们应当看到，我国包装行业的中空塑料成型机与工业发达国家的差距较大，要做的工作很多，在消化吸收国外先进技术同时，积极开发适应市场需要及具有潜在发展前景的设备。包装行业的中空塑料成型机的发展方向是：多品种、大型化、高效高产高速节能、电动化、网络诊断、智能化。

太原科技大学华科学院

塑料模具工业现状及趋势

班级：成型082203H

                                                   学号：200822020151

                                             姓名：樊文宗下载本文