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四．高效螺桿及多螺桿技術(shù)

上面所述的三點，除了成本會有所提高，節(jié)能的效果比較明確，使用者在權(quán)衡利弊后都可以通過改造來取得較為明顯的節(jié)能效果。但在擠出生產(chǎn)中，塑化和產(chǎn)量的核心還是體現(xiàn)在螺桿設(shè)計上，其節(jié)能效果往往要通過比較后才能確切的得出，而國內(nèi)與國外擠出系統(tǒng)的差距往往體現(xiàn)在這上面。以單螺桿片材擠出生產(chǎn)線為例，為了提高產(chǎn)能（從單機產(chǎn)量400KG/H提升到800KG/H甚至更高），國內(nèi)外走了兩條截然不同的道路。國內(nèi)走的是傳統(tǒng)路線，為了提高產(chǎn)量，最簡單的方法是提高擠出機的直徑，擠出機直徑由傳統(tǒng)的φ120增大到φ150，甚至φ180。擠出機直徑的增加，固然提高了產(chǎn)量，但擠出機的成本和體積都大幅增加，單位能耗（單位能耗指的是熔融塑化1KG熱塑性材料需要的耗電）并沒有降低，如果涉及到維護和更換配件，困難更是大幅增加；在更換原料或切換顏色時，大螺桿擠出產(chǎn)生的廢料也會大幅增加。國外走的路線與我們不同，他們不但沒有增加螺桿直徑，反而減小了螺桿直徑，但大幅提高了螺桿轉(zhuǎn)速（最高螺桿轉(zhuǎn)速可達700-1000轉(zhuǎn)/分），同樣達到了高產(chǎn)的效果，同時大螺桿擠出存在的缺點，這些高速小擠出機往往都可以避免，其單位能耗也有大幅的降低，綜合能耗降幅到30%，這個效果還是很驚人的。

既然高速小螺桿優(yōu)勢這么大，為什么國內(nèi)沒人跟進？調(diào)查發(fā)現(xiàn)這個看似簡單的問題其實有著深層次的問題，并非表面看的這么簡單。首先，國內(nèi)擠出機用的高速減速箱普遍不過關(guān)，超過120轉(zhuǎn)/分的減速箱，振動、漏油和長期使用穩(wěn)定性都不過關(guān)；其次，螺桿設(shè)計不過關(guān)。擠出行業(yè)并非一個高附加值的行業(yè)，無法吸引高端人才的長期堅守，國內(nèi)的螺桿設(shè)計，大多憑借的是經(jīng)驗而非物料流動的流變參數(shù)或者還是大量的實驗結(jié)果，對于這類顛覆性的螺桿設(shè)計，往往無從下手； 再次，螺桿加工和材料不過關(guān)。固然國內(nèi)可以通過逆向工程測繪一下國外的螺桿，但做出來之后發(fā)現(xiàn)，效果完全不一樣，易斷、不耐磨似乎是常態(tài)，最終結(jié)論是我們的材料和熱處理都達不到要求。

那是否我們就無路可走呢？也不盡然！國外高速小螺桿的成功給了我們很大的啟迪：換條路走走或許就能走出傳統(tǒng)的誤區(qū)。首先，新型的螺桿結(jié)構(gòu)對我們改進現(xiàn)有螺桿設(shè)計很有幫助，雖然無法達到和國外完全一致的效果，但很多原理是想通的，比如螺旋喂料套、高效BM結(jié)構(gòu)螺桿的應(yīng)用，極大的提升了現(xiàn)有的螺桿技術(shù)，產(chǎn)量和能效比都有了大幅的提升。其次，在單螺桿領(lǐng)域或許國內(nèi)在短期內(nèi)無法達到國外的高度，但沒有任何一家客戶強制要求我們一定要用單螺桿來生產(chǎn)，他們的要求只是高產(chǎn)、高效、品質(zhì)達標。我們知道，對于擠出機，內(nèi)置螺桿的數(shù)量越多，其剪切效果和脫灰效果越好，綜合能耗越低，這對某些塑料制品的加工是及其有利的?；谶@個原理，近幾年雙螺桿和多螺桿擠出機被大量應(yīng)用到了片板材生產(chǎn)線。以PET片材加工為例，采用雙螺桿擠出機替代單螺桿擠出機后，在原料適應(yīng)性、喂料穩(wěn)定性、物料排氣脫水上都可以獲得非常優(yōu)異的性能，尤其在喂料穩(wěn)定上，幾乎可以涵蓋所有厚度的PET瓶片料和回收料，使設(shè)備的適應(yīng)性大幅提升。另外，由于雙螺桿的排氣脫水性能要遠比單螺桿優(yōu)異，在塑化過程中可以很好的控制PET的粘度降，從而獲得較高品質(zhì)的片材產(chǎn)品。目前業(yè)界普遍認為，雙螺桿免結(jié)晶設(shè)備生產(chǎn)的部分規(guī)格的PET產(chǎn)品(0.2mm-0.8mm)，已經(jīng)達到或超過了傳統(tǒng)單螺桿擠出生產(chǎn)線（帶結(jié)晶干燥系統(tǒng)）生產(chǎn)的片材品質(zhì)，加之其優(yōu)異的單位能耗和原料適用范圍，該類設(shè)備獲得了廣泛的應(yīng)用。同樣的，在PVC壓延行業(yè)，行星多螺桿擠出機早已大量使用，其綜合效能是傳統(tǒng)的單螺桿和雙螺桿所無法比擬的。

五．通過排氣系統(tǒng)簡化原料處理系統(tǒng)

在塑料加工的過程中，水分和揮發(fā)分對最終制品的品質(zhì)有著極大的影響。一般來說，水分越少，揮發(fā)分脫離（脫灰）越充分，制品的品質(zhì)越好。為了達到這個效果，往往在進入擠出機之前，原料要做烘干除濕的處理，但這個工藝的耗能卻非常大。以PET為例，每處理一噸PET，傳統(tǒng)的結(jié)晶除濕機要耗能100-150度電，能耗占比非常大。 而擠出機的排氣技術(shù)，可以大幅簡化原料的處理系統(tǒng)，降低原料干燥（或除濕）的能耗。單螺桿和多螺桿都可以實現(xiàn)排氣，從結(jié)構(gòu)原理上說，內(nèi)置螺桿數(shù)量越多，脫灰和排氣效果越好。雙螺桿是最典型的脫灰類擠出機，在某些特殊的反應(yīng)擠出中，可實現(xiàn)多次脫灰的功能。 從節(jié)能的角度說，排氣脫灰能力越強，原料前道處理的要求就越低，從而就越節(jié)能。

六．一步法代替多步法成型

某些片材，用傳統(tǒng)工藝需要多個步驟才能加工完成，比如在擠片前需要多配方造粒、原料處理（例如：干燥、除濕），在片材擠出后還需要有多層復(fù)合、涂膠、印刷等多道工藝，工藝成本高。如能簡化工藝步驟，局部采用一步法成型，可以大幅降低生產(chǎn)成本，增加產(chǎn)品競爭力。在片材領(lǐng)域，采用雙螺桿生產(chǎn)PET片材、PET片材成型和吸塑一體化、PVC桌邊條成型、涂膠一體化等都是典型案例，取得了不錯的經(jīng)濟效益和節(jié)能效果。

目前在國內(nèi)，傳統(tǒng)片板材市場已經(jīng)趨于飽和，利潤率逐年降低，經(jīng)營風(fēng)險越來越大。隨著國內(nèi)勞動力成本的不斷提升，已經(jīng)成為各個行業(yè)都必須面對的難題，而在塑料片材行業(yè)又尤其重要。片材機械95%以上的加熱及驅(qū)動都要靠電力，在行業(yè)里有“買得起設(shè)備用不起電”的戲言，是典型的耗電大戶，提高產(chǎn)量、降低單位能耗，對提高產(chǎn)品競爭力具有積極意義，是我們“擠出人”孜孜以求的目標。