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K 2019解锁塑料行业潮流 循环经济、数字化、轻量化、3D打印……揭密主宰未来的技术

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?阅读权限:游客身份花费会员币:0添加时间:2019/9/21 17:30:40提交会员:service15

K 2019将全面展示解决塑料和橡胶行业所面对问题的最新技术和解决方案。展会特别聚焦几个中心主题,反映了目前行业内的技术热点及大趋势。

从气候变化到数字化,全球正面对着重大的挑战。塑料和橡胶行业将尽力为解决这些问题而做出贡献。因此,K 2019的中心主题包括了:


  • 面向可持续发展和循环经济的塑料
  • 工业4.0和增值链的数字化
  • 系统集成:通过材料、工艺和设计实现功能,包括轻量化、交通(电子移动方案)、新材料和3D打印等。


循环经济全速发展


实现循环经济是当前全球的共同使命,塑料机械制造商和化学品生产商为此而开发更多先进的创新技术解决方案。在展会上,多个展商将演示不同的回收过程,处理不同种类的废塑料,预计总共回收的废塑料将多达30多吨。

在其中一个演示中,Braskem将向考特斯(Kautex)提供其创新的“我是绿色”(I'm green)聚乙烯生物塑料和回收再生树脂,用于生产含有泡沫中间夹层的三层高密度聚乙烯瓶。考特斯然后将瓶子交给埃瑞玛(EREMA)进行完全回收。通过这一举措,三家公司实现了塑料的闭环回收。

Braskem的技术提供具有较好加工特性、气味较少的材料,而考特斯在现场生产的塑料瓶,其原材料一部分来自甘蔗,另外一部分则是消费后回收的再生造粒。据悉,使用每公斤“我是绿色”聚乙烯,可减少5公斤二氧化碳。

在循环经济的大趋势下,包装薄膜及其生产工艺也必须更具可持续发展性。因此,知名薄膜拉伸和吹膜生产线制造商正致力于研发如何生产更高回收价值的薄膜。应对这一挑战的新兴技术趋势之一,就是具有优异性能的可回收单一材料包装薄膜。

包装薄膜通常由PET和PE层压复合材料组成。加入PET可使薄膜拥有足够的刚度,便于后序加工,单独使用PE则后序加工较困难。但是,这种复合材料无法回收。

莱芬豪舍(Reifenh?user)将以其着名的EVO Ultra Stretch展示其加工PE的创新解决方案。该薄膜拉伸系统(MDO)已经在卫生行业的透气背衬薄膜工厂获得成功应用。

据介绍,MDO在牵引装置中的定位是一个关键因素,优点在于塑料可以利用初始热量拉伸到4至6倍的程度。由于冷却通道较长,所以工艺稳定性较高,收缩较小。所生产的薄膜可以回收,且密封性能较好,是替代PET的可持续方法。

在回收再生过程,可通过机械方法(通常制成再生料)或化学途径(通常制成单体单元)获得新原料。整体而言,机械回收是目前最常用的方法,因为化学回收过程较为复杂,成本也较高。然而,最近已越来越多有关化学回收的项目成为现实,准备成为机械回收的替代解决方案。

深度数字化展现巨大潜力

工业4.0是塑料加工行业的热点,塑料加工厂商利用相关技术可以收集生产数据,提高生产效率。由于大量投资在研发上,所以机器制造商成功在传统生产技术中更深层次地整合数字化技术。


例如,介面技术的进步促进了注塑机与更高级别的制造执行系统(MES)或生产单元中其他下游模组之间更好地连通。

K 2019便将展示大量最新数字化解决方案。其中,住友德马格(Sumitomo (SHI) Demag)将发布其基于网络的软体解决方案myConnect,提供一个可访问各种完全连接支持服务的中央平台。

高安全性的创新myConnect服务包设有五个模组:mySupport、myDocumentation、myPartsShop、myConnectApp、myLifeCycleLog,而更多模组也正在开发之中。

Social Production是克劳斯玛菲(KraussMaffei)最新开发的App,其利用了社交媒体的优势进行全新的生产监控。它的工业信息功能旨在取代微信等App,因为这些主要以半官方身份使用。

该项正在申请专利的工艺可基于底层数据,自主识别工艺干扰因素,无需进行任何用户配置,并可提供故障的可能解决方案。该系统更与所有市售注塑机相容。

除注塑机外,其他机器和辅助设备同样地在更大程度上采用数字化技术。在薄膜生产线,Brückner Servtec便不断进一步开发其Brückner ONE数字化服务。

据介绍,新型Brückner ONE服务开辟了智能薄膜制造的未来,配有生产线Secured Remote Access,可实现最高的数据安全性。其配备有用于服务请求、备件查询、通信和生产线档等的增强模组。

轻量化材料和电子移动方案方兴未艾

经过多年来在工业领域的大力应用,轻量化被认为是降低车辆能源和燃油消耗的关键因素。


同时,电子移动革命也为轻量化高性能材料提供了大量机会。因此,机器制造商、塑料和增强产品生产商、研发机构和塑料加工商都继续开发能够大规模生产轻量化部件的新工艺。

在众多材料中,聚酰胺是越来越受重视的其中一种,而且车辆中轻量化产品对聚酰胺的需求很大。有鉴于此,旭化成(Asahi Kasei)正在开发产品PA Foam,其为一种基于聚酰胺的泡沫材料。

含有圆形泡孔的PA Foam具有很强的刚性,是结构部件中金属材料及电动车辆电池盒绝缘体、导管、垫片或其他轻质部件的替代材料。

至于含有C形或通心粉形泡孔的PA Foam,除了具有典型的聚酰胺特性外,还具有隔音功能,可用于汽车的各个部分,特别是用于发动机舱内。

随着对电动交通需求的不断增长,电磁干扰(EMI)遮罩和热管理在高质量汽车电子系统中变得越来越重要。

目前金属外壳用于封装电子控制单元或电源和电池管理模组,对这些元件进行保护。

然而,这些传统金属外壳重量很大,对于纯燃油或混合动力汽车而言会增加燃油消耗和碳排放量,对于纯电动汽车则在牵引和驾驶体验方面存在不足。

针对这方面,帝斯曼(Royal DSM)的导电塑料系列可替代全金属外壳,塑料厚度的遮罩效能约为40-60dB,可防止EMI,并能减轻高达50%的重量。

此外,宝理塑料(Polyplastics)也在探索新材料,以取代PCU外壳中的金属。该公司目前特别重点开发用于电动汽车的具有EMI遮罩特性的材料。

3D打印市场热度升高

3D打印在工业应用上越来越受欢迎,因为其可以实现个性化和小批量生产,不需要使用模具。其中,由于可以满足许多特定要求,如复杂性、交付周期和多种材料,3D打印在医疗领域的应用快速增长。


汽车是另一个3D打印拥有巨大潜力的领域,从对个性化需求和品味的低产量车辆到备件生产都是如此。对于备件生产来说,3D打印有助于减少库存,库存通常占汽车OEM流动资产的7%。

由于存在巨大的商机,许多知名公司已开始加强其在3D打印市场中的地位。在K 2019上,许多领先材料供应商都把新型3D打印材料作为展出重点之一。

亨斯迈(Huntsman)便将展出其开发的一系列新型3D打印材料。公司的IROPRINT平台包含三种不同类型的氨基甲酸乙酯材料(树脂、粉末和细丝),可使用各种增材制造方法进行3D打印,包括立体光固化成型(SLA)、高速烧结(HSS)和熔丝制造(FFF)。

这些材料针对全球鞋类和运动行业进行了优化,具有极高的耐磨性、伸长率和撕裂强度。亨斯迈在其他领域也看到了其IROPRINT平台的应用机会,包括汽车行部件和用于物联网(IoT)的产品。

瓦克(WACKER)的ACEO团队开发了一种采用有机硅进行3D打印的系统解决方案,该系统在上届K展上首次亮相。在今届展会,该化学集团将展示其最新产品:ACEO Imagine Series K2。

该款新型印表机拥有多个喷头,最多可同时打印4种不同类型的有机硅,用不同颜色或不同硬度的材料打印3D部件。自动控制功能是产品的另一亮点,能够测量打印的有机硅层,将其与目标值进行比较,一旦发现偏差会自动纠正,打印出精准度极高的3D打印件。
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