改性造粒机新突破： 更智能、更安全、更高吞吐量……

塑料复合行业竞争十分激烈。为了满足客户和监管机构的要求，混配商更加重视最大限度地减少对环境的影响，最大限度地优化生产流程，提高产品质量，同时整合可持续发展的做法，例如使用可再生能源，减少能源消耗。造粒步骤也不例外，系统开发商寻求新的切割技术，通过减少浪费来提高利润率。

标题图：造粒是配混过程中的关键步骤，影响加工效率和最终产品质量（© SHUTTERSTOCK）

造粒过程也变得越来越自动化，目前业界正在努力整合工业4.0技术、人工智能(AI)和机器学习。这种变革之路不仅需要技术的发展，还需要结合每个客户的需求及具体的工作实践。

德国机械制造商Intelligent Pelletizing Solutions (IPS)去年成立25周年，已向全球供应了1,500多套系统。该公司声称，目前其生产的大部分系统都是完全根据个别改性塑料制造商客户的需求量身定制的。“在我们设计一个系统之前，我们会集中精力考量客户，尤其是用户的想法、愿望和要求，并将其纳入机器中。我们公司几乎每个系统都是独一无二的。”公司创始人杰拉尔德•韦斯(Gerald Weis)说道。

IPS近期在其水下造粒(UWG)系统系列中推出了一款新的高吞吐量产品，生产速率高达每小时6,000公斤。第一款大型系统已交付给热塑性改性材料制造商Mocom，该公司十多年来一直是IPS的用户。Mocom计划使用新型IPS-UWG 200 S生产矿物填充聚碳酸酯，主要用于汽车行业应用。

图1：BXP20拉条造粒机是Bay Plastics Machinery公司的型号之一，用于处理LFT等坚韧拉挤产品（© BAY PLASTICS MACHINERY）

据称，IPS-UWG造粒机特别适合生产球形热塑性颗粒，可用于母料、混炼和回收应用。IPS董事总经理、创始人杰拉尔德的儿子西蒙•韦斯（Simon Weis）表示：“得益于模块化设计，我们的系统可以进行定制，从单个零件到完整的解决方案，均可满足客户的特定应用和要求。”

IPS表示，对于Mocom来说，拥有一款每小时吞吐量达4吨的造粒系统至关重要。为了实现这一目标，IPS工程师采用了较小型IPS-UWG 75S和IPS-UWG 120S造粒机中使用的核心机器设计，同时配备更强大的驱动电机，安装了节圆直径为200mm的大型模板，加固旋转系统的机器底座，生产IPS-UWG 200S型号机器。

“多年来IPS可靠的机器技术给我们留下了深刻的印象，”Mocom工程总监阿克塞尔•艾格斯（Axel Eggers）说道，“因此，我们在订购之前就能够在IPS技术中心对UWG的性能有一个全面的了解。由于新可视化用户界面使用特殊IPS图标，所有IPS系统都很强大，操作也更为简便。此外，IPS系统满足我们较高的安全要求，特别是在过程监控方面。”

图2：Bay Plastics Machinery新型拉条造粒机自动化模具擦拭系统示意图（© BAY PLASTICS MACHINERY）

专攻LFT

总部位于美国密歇根州的Bay Plastics Machinery (BPM) 60多年来一直是造粒技术领域的主力军之一，目前提供全系列的拉条造粒机、输送机、液槽、气刀/拉条脱水装置和配件。去年10月，该公司宣布与行业顾问克雷格•鲍兰德（Creig Bowland）领导的Colorado Legacy Group联手，为使用长纤维技术(LFT)应用的客户提供支持（图1）。

“我们认为，现在是时候扩展我们在LFT方面的能力了，”BPM销售和营销副总裁吉姆•福加什（Jim Forgash）说道，“我们知道世界各地许多LFT应用都在使用我们的造粒机。Creig的加入为我们的客户带来了巨大的价值。两家公司强强联合将提供十分优质的资源。”

鲍兰德认为此次合作恰逢其时。“许多小企业正在尝试LFT，很多都使用独特的树脂和共混物，”他说，“我们期待帮助这些公司改善运营，帮助他们取得成功。”

除了LFT领域之外，BPM在今年年初还推出了一款新型自动化模头擦拭装置（图2），该装置将通过按需启动自动拉条造粒生产线来帮助混配商最大限度地减少停机时间。例如，公司表示，该装置可以在短短0.25秒内擦拭400毫米（16英寸）宽的模具，并提供约4秒的完整循环时间（性能取决于模具宽度）。

据称，该自动化系统模仿了手持式刮刀的手动芯片擦拭动作，帮助设备以吞吐率启动，并据称可以消除错误启动。气动擦拭装置的耗气量较低，可以进一步提高效率，BPM表示这意味着不需要配备蓄压罐。

该装置直接安装到模具主体上，采用节省空间的设计，避免元件堆叠过热。可用于45°朝下、垂直或水平放置的拉丝模板，并配备倾斜刀片，可减少刀片穿过模孔的“干扰”，从而在刀片通过后增加释放间隙，从而提高产量。

单向擦拭动作与操作员距离较远，可以保护操作员安全。刀片和安装臂可调节，以实现对模具面的最佳预紧力，同时两轴驱动装置在停转时将刀片从模具表面升起，保持刀片冷却，以减少熔融聚合物的粘附，同时也方便操作员接触模板。

自动模具擦拭系统采用38毫米（1.5英寸）宽的黄铜刀片，可与模具面宽度为150-1,000毫米（6-40英寸）的单排或双排流线模具一起使用。公司表示，为该装置提供定制安装选项，可独立运行或集成到拉挤PLC中。

快速打磨

BPM还推出了转子打磨服务，商品名称为BPM Fast Track，以帮助混配商保持造粒机以最佳性能运行。该公司表示，当造粒机转子不再锋利时，要磨快并不像磨刀那么简单，因为转子具有三个不同的角度，都需要专门的工艺才能正确打磨。

据该公司称，Fast Track技术人员可以打磨各种品牌的转子，甚至可以根据需要制造新的转子。“一周的打磨周期对我们来说并不罕见，”BPM转子元件经理瑞安•布兰特（Ryan Brant）说道，“如果维修需要焊接，则需要两周时间。”

去年，瑞士公司Maag扩张了公司拉条造粒系统的产品组合，并引入了许多项新的开发成果，旨在为客户提供提高产能的机会。这些新创新中的第一个是改进的HE（高效）气刀，可降低水浴拉条造粒应用中聚合物的残留水分（图3）。

图3：Maag的Duration刀片据说可以为最苛刻的造粒应用提供成本优化的性能（© MAAG GROUP）

在保持吸风机性能相同的情况下，颗粒的残留水分与标准设计相比可减少高达40%。设计改进仅涉及吸水箱，优化了干燥区聚合物线材的气流和停留时间。该公司表示，新型HE-Dryer的优势成为现有气刀潜在改造的焦点。改进的设计还可以提升吸力格栅的操作并延长其使用寿命。

影响拉条造粒系统效率的另一个因素是切割刀片。Maag表示，公司开发了一种新的刀片选项，可以最大限度地延长使用寿命，提高耐用性。该公司表示，客户信赖其硬质合金和金刚石刀片的质量，公司的硬质合金代代表了四刀片机械的行业准则。改用长寿命的实心金刚石切割刀片可能效率更高，但Maag表示，初始投资额之高可能会令人望而却步。

Maag的Duration解决方案是两种刀片类型之间的折衷。与硬质合金切削刀片相比，Duration设计在更经济的框架内提供了更长的使用寿命和良好的耐腐蚀性。该公司表示，对于聚合物颗粒生产商来说，Duration可以被认为是一款强有力的替代品，这些生产商需要比硬质合金行业标准更好的性能或耐用性，但对于他们来说，改用金刚石切削工具以前并不是一种选择。

Maag还开发了一种名为Tiger的新型切割转子，作为新型切割刀片的对应产品。目前市场上有三种类型的转子：实心转子、尖头转子和硬质合金转子，其中后者在使用寿命方面名列前茅。新型切割转子为实心型，旨在提供磨料聚合物化合物生产所需的耐用性。

意大利公司Filtec今年成立30周年，生产了一系列定制程度高的塑料造粒产品。公司产品系列的最新成员是UW LAB造粒机，据说该款产品布局紧凑，却包含了大型UWG型号的所有主要功能和优点（包括高能效）。UW LAB造粒机的最大生产能力为40公斤/小时，专为实验室试运行、新材料研究和小批量示范生产等任务而设计。

操作更安全

Nordson（诺信）表示，客户对造粒设备最重要的要求之一是操作和搬运简单、安全。因此，诺信为其紧凑型UWG造粒机设计了一种新的锁定系统，可以更顺畅地连接到水箱（图4）。

图4：Nordson的UWG水下造粒机电磁锁定系统简化了操作并提高了安全性（© NORDSON CORPORATION）

该公司表示，之前的锁定系统里有一个夹紧法兰，需要操作员伸手越过机器才能连接锁的组成部分。公司BKG A、AH型号和紧凑型造粒机现在配备了安全电磁阀联锁装置。这使得连接造粒机与水箱变得十分简单，只需一步即可完成，据称就像关上冰箱门一样简单。一旦连接完成，安全锁就会激活并释放启动信号。启动后，安全锁保持激活状态，直到造粒机电机完全停止。该公司表示，新设计更安全、更易于使用，同时启动和关闭程序所需时间更短，可以实现自动启动生产。

来源：本文翻译自AMI《PLASTICS RECYCLING WORLD》
作者：Chris Saunders

来源：荣格-《国际塑料商情》

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