基于“双碳”目标下注塑机节能化的改进-安徽喜华环保科技有限公司

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基于“双碳”目标下注塑机节能化的改进

发布时间：

2025-01-06

摘要：注塑行业是耗能较高，碳排放较大的行业。注塑机在注塑中起着重要的作用，目前从注塑机上进行节能减排改进是一个方式。文中介绍了注塑机上伺服控制、全电动控制、变频调节装置、料筒电磁节能加热、烘干料桶节能装置和视觉检测设备等项目，都有从各个环节中讲述装置基本原理和提出节能的效果，值得注塑企业选用或推广，也是注塑机节能化发展的要求。节能减排是一项系统工作，可以从每一个细节做起，注塑行业不列外。

关键词：碳达峰；碳中和；节能减排；节能装置

注塑机是将热塑（热固）性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。制造业中注塑机的耗能电老虎之一，注塑机数量庞大，使用寿命一般在20年左右。

据有关文献报道，南方一发达城市塑料制品的碳排放占制造业的相对值高，其工业增加值占制造业产值3.25%，电力耗能占制造业耗能的10.62%，塑料制品业2010年时碳排放量为329.4万t。可见注塑机是耗能之高的设备，耗能越高，相对地碳排放也是成正比。2020年9月22日，习主席在第75届联合国大会一般性辩论会向世界承诺中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和（简称“双碳”目标）。面对“双碳”目标下，注塑机节能化改进是势在必行的途径。

注塑成型工艺将熔融的聚合物溶体，再注入到模具型腔中，等聚合物溶体固化后，模具型腔打开，塑件被顶出。具体动作：合模→注塑座向前移动→注塑→保压→冷却（预塑）→注塑座向后移动→开模→顶出塑件→顶杆复位→合模。

通过这一工艺分析，注塑机需要有操作动力，需要有聚合物有加热系统，即动力部分和加热部分，这两项都是需要电能来支持。在传统液压注塑机的用电量中，液压油泵占到了80%以上，其他还有料筒加热用电，烘料斗加热用电占到了15%，电器操控用电和其他一些用电占到了5%等[3]。为了实现注塑机节能低碳，有必要降低液压油泵的耗电量，这也给注塑机的动力改进提供新的途径，同时也需要降低料筒加热用电，烘料斗加热用电等，通过这些改进使注塑机用电尽量最小化。

目前注塑机已有伺服系统的应用（包括部分全电动控制），同时行业正在逐步开展加热圈、干燥料斗的加热节能配套工作。其成果带来的节能效益是一笔不小的数目，也是减少排放的措施。塑料行业的巨大空间，带动了注塑机（包括挤出机）产业快速发展，带动了变频调节装置、节能加热圈、烘料节能装置作为塑料机械的加热节能产品开发和发展，不少节能产品的配套厂商加大了全国布局的力度。

注塑机节约电能的同时，做出合格产品，保护好模具更是注塑节能的重要环节。这些年，智能应用案例移植到注塑机应用，对提高产品质量，保护模具等设备起到了很好地作用。引入机器视觉检测设备，即CCD（Charge-coupled Device）图像传感器，通过CCD能够把光学影像转化为数字信号传送智能图像处理与决策系统，对光学影像判断正确与否，实施有效控制。就是在塑机与模具的地方安装几个工业照相机或镜头用视觉设备代替人眼完成测量、检查、引导、识别等功能，实现减少人工、降低劳动强度、对接信息化智能化建设等。一般可以安装6个CCD相机。

注塑模作为塑件加工中重要的成型工装设备，直接影响到塑件品质，模具在注塑加工中占据着重要比例，注重模具使用维护，延长模具使用寿命，是注塑行业节能减排、降本增效的重要议题。目前模具保护器适用注塑机运行情况实时监视、检测和控制，利用机器视觉实时拍摄运算等处理，智能话监控注塑机，检测脱模不良、短射或产品飞边，监视模具滑块到位情况、嵌件安放、模具型腔表面异物和模具复位、粘模、色泽、闭模、产品脱落等。通过这样监控可以避免模具压坏损伤而停产，缩短生产周期。当出现不良产品或短射时，系统还能及时提醒操作者。当然应用图像传感器除了监视模具外，还有拓展功能，尤其与注塑机智能控制系统兼容，还能做为控制产品质量，识别和不合分类，以减少人工检验产品带来的疲劳造成产品的误判和错判等。

据报道，2019年预计塑料的生产和焚化将产生超过8.5亿t二氧化碳当量，相当于189个500 MW燃煤发电厂的排放量。

据专家的估计，从现在开始到2050年全球塑料生产和焚化将累计排放560亿t二氧化碳当量，占本世纪中叶根据当前的减排承诺可以“支出”的总碳预算的10%~13%。到本世纪末，与塑料有关的排放量可能占碳总预算的一半。

从这些数据中看出，注塑行业的碳排放量还是很大的，在未来的减排之路上任重道远，同时还是要通过技术进步进行减排，应用新型能源。目前，注塑行业通过节约电能，控制产品质量，生产更多地合格产品是减少排放的一个重要途径，实施节能减排、降本增效是实现“双碳”目标基础。还应以“智造”赋能减碳，为助力注塑行业智造升级，绿色转型提供源源动力。将实施一系列举措来降低排放量，为减缓全球温室效应贡献微薄力量。

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