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基於“雙碳”目標下注塑機節能化的改進

發布時間：

2025-01-06

摘要：注塑行業是耗（hào）能較高，碳排放較大的行（háng）業。注（zhù）塑機在注（zhù）塑中起著重（chóng）要（yào）的作用，目前從注塑（sù）機上進行節能減（jiǎn）排改進是一個方式。文中介紹了注塑機上伺服控製、全電動控製、變頻調節（jiē）裝置、料筒（tǒng）電磁節能加（jiā）熱、烘幹料桶節能裝置和視覺檢測設備等項目，都有從各個環節中講（jiǎng）述裝置基本原理和（hé）提出節能的效果，值得注塑企業選用（yòng）或推廣，也是注塑機節能化發展的要求。節能減排（pái）是一（yī）項係統工作，可以從每一個細節做起，注（zhù）塑行業不列外。

關鍵詞：碳達峰；碳中和；節能減排；節能裝置

注塑機是將熱塑（熱固）性塑料利用塑（sù）料成型模具製成各種（zhǒng）形狀的塑料製品的主要成型設備。製造業（yè）中注塑機（jī）的耗能電老虎之一，注塑機數量龐（páng）大，使用壽命一般在20年左右。

據有關（guān）文獻報道，南方一發達城市塑料製品的碳排放占製造業的相對值高，其工業增加值占製造業產值3.25%，電力耗（hào）能占製造業耗能的10.62%，塑料製品業2010年時（shí）碳排放量（liàng）為329.4萬t。可見注塑機是耗能之（zhī）高的設（shè）備，耗（hào）能越高，相對地碳排放也是成正比。2020年9月22日，習主席在第75屆聯合國大會一（yī）般性辯論會向世界（jiè）承諾中國二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現（xiàn）碳中和（簡稱（chēng）“雙碳”目標）。麵對“雙碳”目標下，注塑機節能化改進是勢在必行的（de）途徑。

注塑成型（xíng）工藝將熔（róng）融的聚合物溶體，再（zài）注入到模具型腔中，等（děng）聚合物溶體固化後，模具型腔打開，塑件被頂出。具體動作：合模→注塑座向前移動→注塑→保壓→冷卻（預塑）→注塑座向後移動（dòng）→開模→頂出塑件→頂（dǐng）杆複位→合模。

通過這一工藝分析，注塑機需要有操作動（dòng）力（lì），需要有聚合物有加熱係統，即動力（lì）部分和加熱部分，這兩項都是需（xū）要電能來支持（chí）。在傳統液壓注塑機的用電量中，液壓油泵占到了80%以上，其他還有（yǒu）料筒加熱用電，烘料鬥加熱（rè）用電占到了15%，電器操控用電和其（qí）他一些用電占到（dào）了5%等（děng）[3]。為了實現注塑機節能低碳，有必要（yào）降低液壓油泵的耗電量，這也給注塑機的動（dòng）力改進（jìn）提供新的途徑，同時（shí）也需要降低料筒加熱用電，烘料鬥加熱用電等，通過這些改進使注塑機用電盡量最小化。

目前注塑（sù）機已有（yǒu）伺服係統的應用（包括部分全電動控製），同（tóng）時行業正在逐步開展加熱圈、幹燥料鬥的加熱（rè）節能配套工作。其成果帶來的節能效益是一筆不小（xiǎo）的數（shù）目，也是減少排放的措施。塑料行業的巨大（dà）空間，帶動了注塑機（包括（kuò）擠出機）產業快速發展，帶動了變頻調節裝置、節能加熱圈、烘（hōng）料節能裝置作為塑料機械的加（jiā）熱節能產品開發（fā）和發展（zhǎn），不少節能（néng）產（chǎn）品的配套廠商加大了全國布局的力度。

注（zhù）塑機節約電能的同時，做出（chū）合（hé）格產品，保護好模具更（gèng）是注塑節能的重（chóng）要環節。這些年，智能（néng）應用案例移植（zhí）到注塑機應用，對提高產品質量，保護模具等設備起到了很好地作用。引入（rù）機器視覺（jiào）檢測設備，即CCD（Charge-coupled Device）圖像傳感（gǎn）器，通過CCD能夠把光學影像轉化為數字信號傳送（sòng）智能圖（tú）像處理與（yǔ）決策係（xì）統，對光學影像判斷正確與否，實施有效控（kòng）製。就是在塑機（jī）與模具的（de）地方安裝幾個工業照相機或鏡頭用視覺設備代替人眼完成（chéng）測量、檢查、引導、識別（bié）等功能，實現減少人（rén）工（gōng）、降低勞動強度、對接信息化智能化建（jiàn）設等。一般可以安裝6個CCD相機。 

注塑模作為塑件加工中重（chóng）要（yào）的成型工裝設備，直接影響到塑件品質，模具在注塑（sù）加（jiā）工中占據著重要比例，注重模具使用維護，延長模具使用壽命，是（shì）注塑行業節能（néng）減排、降本增效（xiào）的重要議題。目前模具保（bǎo）護器適用注塑機運行情況實時（shí）監視、檢測和控（kòng）製，利用機器視覺實時拍攝運算等處理（lǐ），智能話監控注（zhù）塑機，檢測脫模不良、短射或（huò）產品飛邊，監視模具滑塊到位情（qíng）況、嵌件安放、模具型腔表麵異物（wù）和模具複位、粘模、色澤、閉模（mó）、產品脫落等。通過（guò）這樣監控可以避免模具（jù）壓壞損傷而停產，縮短生（shēng）產周期。當出現不良產品或短射時，係統還能及時提醒操作者。當（dāng）然應用圖像傳感器除了監視（shì）模具外，還有拓展功（gōng）能，尤其與注塑機智能控製係統兼容，還能做為控製產品質量，識別和不合（hé）分類，以減少人工檢驗產品帶來的疲（pí）勞（láo）造成產品的誤判和錯判等。

據報道，2019年預（yù）計塑料的生產和焚化將（jiāng）產生超（chāo）過8.5億t二氧化碳當量，相當於（yú）189個（gè）500 MW燃煤（méi）發電廠（chǎng）的排放（fàng）量。

據專家的估計，從現在開始到2050年全球塑料生產和焚（fén）化將累計排放（fàng）560億t二氧化碳當量，占本世紀中葉（yè）根據當（dāng）前的減排承諾可以（yǐ）“支出”的總碳預算的10%~13%。到本世紀末，與塑料有關（guān）的排放量可能占碳總預算的一半。 

從這些數據中看出，注塑行業（yè）的碳排放量還是很大的，在（zài）未來的減排之路上任重道遠，同時還是要通（tōng）過技術進步進行減排，應用新型能源。目前，注塑（sù）行業通（tōng）過節（jiē）約電能，控製產品質量，生產（chǎn）更多地合格產品是減少排放的一個重要途（tú）徑，實施節能減排、降本增效是實現“雙碳”目（mù）標基礎。還應以（yǐ）“智造”賦能減碳，為助力注塑行業智造升（shēng）級，綠色轉型提供源源動力。將實施一係列舉措來降低（dī）排放（fàng）量，為減緩全球溫室效應貢獻微薄力量。

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