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ChinaPlas 2025 展示了AI赋能开启塑料加工 “新时代”。 本文结合展会实例,围绕AI赋能各类塑料加工科学发展、AI赋能塑料循环经济与回收利用的科学发展这两个方面分析研究,指出随着AI技术本身将不断创新和突破,塑料加工行业将加速向 “新时代”终极目标迈进,AI 则是实现这一“新时代”的核心引擎。
1 AI赋能各类塑料加工的科学发展
AI智能控制赋能各类塑料加工智能制造,推动塑料加工行业进入一个更加高效、智能和可持续发展的新阶段。
1.1 AI赋能注塑加工的科学发展
AI 技术正逐步渗透到注塑生产的各个环节的科学创新,从工艺参数的优化设定,到产品质量的精准把控,再到设备维护的智能化管理,全方位重塑注塑生产模式。
1.1.1 AI智能充填平衡注塑技术提升精确注射的解决方案
德马格的ActiveFlowBalance AI智能充填平衡技术通过AI算法和智能控制系统,显著提高了注塑成型的精度和效率,解决了多腔模具在生产过程中常见的问题(图1)。通过AI算法实时监测模具内熔体的流动情况,并自动调整注射参数,确保型腔内的熔体能够均匀填充。该技术利用模具内熔体内部高低压力之间的自然调节作用,实现型腔的精确填充,减少填充不足、毛刺、排气问题、变形和内应力等常见问题。该技术通过AI算法优化注射转保压过程,减少压力峰值,确保生产过程的稳定性。例如,在32腔8ml注射器的生产中,原克重偏差为0.2g,通过该技术可在0.2秒内补偿填充过程中的模具不同型腔的飞边和缺料问题,最终产品的重量偏差仅为0.05g。ActiveFlowBalance技术是德马格在智能化注塑领域的重要创新,展示了AI技术在注塑成型中的实际应用。
图1: ActiveFlowBalance AI智能充填平衡技术©德马格
1.1.2 AI融入灵活定制注塑的解决方案
注塑成型工艺虽不像高精度机加工或大型流程工业那般复杂,但其难点在于需兼顾小批量生产的灵活性,同时确保质量稳定与效率最大化。AI 技术的介入,为解决这些问题提供了新的思路与方法。鑫展望的 GW-R 多组分注塑机搭载 AI 视觉检测,可在 5 秒内完成模具切换与参数调整,支持小批量多品种生产,满足汽车轻量化零部件的个性化需求。这种 “灵活定制” 模式正在颠覆传统塑料加工的规模化生产逻辑。
1.2 AI赋能挤出吹塑加工的科学发展
AI挤出吹膜生产线通过智能化的控制系统、先进的测厚与纠偏技术、多层共挤技术以及节能与环保措施,提高了生产效率和产品质量,降低了生产成本和能耗,为塑料薄膜的生产带来了革命性的变化。
精诚时代的IM System采用先进的伺服电机协同控制技术和智能算法,实现了模头模唇间隙的数字化精准控制。系统能够实时监测材料厚度的变化,并动态调整模唇的开度和温度分布。通过智能控制,IM System可以显著降低电耗和运营成本。唇口间隙变化响应速度:小于10秒,高端型号小于4秒。模唇调节精度达到0.01mm,部分高端型号可达到0.005mm。制品调节精度±1%,高端型号可达到±0.5%。
广东科志达机械科技有限公司AI吹膜机能够生产3-11层共挤薄膜。通过AI技术优化材料配比,减少材料浪费。通过实时分析生产过程中的数据,自动调整薄膜厚度、混合比、冷却速率等关键变量,确保薄膜质量的稳定性和一致性。
1.3 AI赋能注吹成型加工的科学发展
江苏维达展示MSZ D9-Pro多腔高效注吹成型机及其配套模具,采用AI技术优化生产过程。通过AI算法实时优化生产参数,如温度、压力和速度等,确保生产过程的稳定性和高效性。AI技术优化能量使用,智能控制冷却系统,实现更高效的能源利用,减少不必要的能量消耗。AI视觉检测系统实时监控产品质量,自动检测和分类产品缺陷,确保产品质量一致性。MSZ D9-Pro采用14腔模具生产100ml奶瓶,日产量高达123,051件,比能耗仅0.34kWh/kg,远优于国标一级能耗标准(0.4kWh/kg)。相比上一代常规机型只能配套9腔模具的应用,产能提升近一倍,单位能耗降低18%。
1.4 AI赋能智能吹瓶技术
克朗斯为 Contiform 吹瓶机推出了 Contiloop AI 系统(图2),利用智能软件和硬件组合,检测 PET 瓶制备流程中材料分布的微小偏差,并实时、自动调节吹瓶流程的关键参数,确保恒定的瓶子质量。系统能够根据环境温度、湿度、瓶坯的进口和出口温度等参数自动调整,减少人工干预。优化再生 PET 材料的生产流程,提高可持续性。
图2:第四代Contiform吹瓶机可以配备人工智能系统©克朗斯
1.5 AI赋能流延膜挤出加工的科学发展
流延膜挤出加工领域正经历着一场深刻的变革,AI 技术的融入为其带来了前所未有的发展机遇与创新突破。
AI融合先进控制技术协同提升设备性能。住野精工的 3 层共挤流延机,通过 AI 技术与先进控制系统的结合,实现了对生产过程中温度、压力和速度等关键参数的实时精确调节,不仅大幅提升了生产效率,还保障了产品的一致性与稳定性,降低了能耗。
AI实时质量监测与反馈。通过高速摄像机采集薄膜表面图像,AI 算法可快速识别诸如孔洞、晶点、厚度不均等缺陷。一旦检测到缺陷,系统立即发出警报,并根据预设的策略对生产参数进行自动调整。恩捷股份在新能源电池隔膜生产中,通过引入 AI 控制系统,能够在线实时调整流延模头的模唇厚度和挤出速度,实现基膜厚度的自适应优化控 制。
1.6 AI赋能注塑包装制品生产线的科学发展
注塑包装制品生产线正经历着一场由AI赋能的深刻变革,为注塑包装生产带来了前所未有的绿色效率提升、质量优化和成本控制,全面重塑了行业的生产模式。
拓斯达的AI高速包装行业智慧注塑自动化产线方案整合了多个工序,包括注塑成型、取料堆叠、套袋包装、贴标、开装箱、封箱以及智能码垛工作站,实现了从原材料到成品包装的全流程闭环。自动调节机械手和机器人轨迹确保连续生产不中断。远程智能运维实时掌控设备状态,平均故障响应时间缩短至2小时内。通过物联网技术实现设备的远程监控和数据分析,优化生产流程,提高设备利用率。产能提升:以奶茶杯生产为例,一模八穴、7.2秒周期,产能提升15%以上,每天可多生产14400件,同时实现取料、包装、码垛全流程无人化。
2 AI赋能循环经济与回收利用的科学发展
塑料循环经济与回收技术利用领域因 AI 技术的融入而焕发出新的活力。AI技术可以通过图像识别、光谱分析等手段,对废塑料进行快速、准确的分类和识别,提高回收效率。AI能够对塑料废弃物的流动性和可塑性进行实时预测,从而优化回收流程。通过深度学习模型对再生塑料的生产过程进行优化,提高其力学性能和韧性,使其更适合再利用及高值利用。
2.1 AI融入塑料分拣设备的开发
AI 赋能塑料回收的第一步体现在智能分拣环节。基于先进的图像识别与机器学习算法,AI 智能分拣系统能快速且精准地识别不同材质、颜色和形状的塑料。AI融入塑料分拣设备的开发实现高速高效智能分拣的举措。
2.1.1 AI塔式视选机
江苏常州星耀机器人公司自主研发的全球首台“塔式”AI 高速视选机(图4),采用AI+大模型学习技术,利用深度学习算法,对大量图像数据进行训练,使设备能够自动识别和分类不同类型的塑料制品,实现“可视即可选”的智能分选,识别并处理各种复杂的塑料物料。攻克视觉分选底层算法与运动控制技术,构建可远程升级的 OTA 系统。常州星仔再生资源有限公司引入塔式视选机后,废塑料分选准确率达97%,同等投资产能提高2倍。通过“数字化回收+精细分类”模式,回收物增值25%,为行业提供可复制的解决方案。
2.1.2 AI融入整瓶分选机
合肥泰禾智能塑料采用AI深度学习算法和AI视觉识别技术开发的AI融入分拣整瓶分选机,能够自主采集物料的各类特征信息,高效识别不同类型的塑料瓶,采用的深度学习算法可以独立收集材料的特征信息,从而实现高精度的分选,提高回收效率和再生材料的质量,减少因人工分选不准确而导致的资源浪费和环境污染。系统分拣速度较传统人工分拣提升了280%以上,单日处理能力可达数百吨,分拣准确率高达98%以上。
2.1.3 AI光电分选机
陶朗的 AUTOSORT™ with GAINnext™智能多功能光电分选机(图3), 配备了近红外、激光、电磁等传感器模块,并加持了深度学习驱动的物体识别技术, 精准分离不同材质的塑料,提高回收效率。
苏州嘉诺环境科技股份有限公司的 AI 可见光分选机, 凭借嘉诺独有的固废大数据库,结合 AI 技术实现快速切换不同应用场景。分选速度快,分选范围广,可同时实现 3A 瓶、4A 瓶、5A 瓶、油壶、大白、小白、花乙、花丙、杂塑料、PP 餐盒等多种塑料材质的识别分选。
2.2 AI融入废料回收利用技术的开发
在废料回收利用领域,技术的先进性对资源回收效率起着关键作用。现有的回收技术难以实现对所有有价值成分的高效回收,使得大量有价值的塑料和复合材料无法得到有效回收利用 。AI 融入废料回收利用技术的开发,能够显著提高回收效率、降低成本、提升再生材料质量,推动废料回收利用行业向更加智能化、高效化和可持续化的方向发展。
2.2.1 AI融入多模态识别技术
相比传统的单一模态识别方法,多模态识别技术可以显著提高识别的准确性和鲁棒性。通过视觉检测系统识别产品的外观缺陷,结合设备振动频谱分析检测内部结构问题,同时利用语音识别系统记录工人对产品的评价,AI模型可以综合这些信息,更准确地判断产品质量。例如,结合塑料的外观颜色、纹理以及红外光谱特性,更准确地区分不同种类的塑料,甚至能识别出同一类塑料中不同的添加剂成分,从而实现更精细的分类。宁波坚锋通过AI技术驱动的智能机器人,实现了塑料废弃物的自动识别和分拣。
图4:全球首台“塔式”AI 高速视选机©星耀机器人
2.2.2 AI融入闭环回收
AI技术对注塑生产过程中产生的废料进行分类和分析,确定其可回收性和再利用价值。通过智能回收设备和系统,将废料重新加工成可再次使用的原材料,实现闭环回收。巴斯夫 AI 闭环回收技术,AI实现对塑料废弃物的精准识别与分类 。根据不同塑料的特性,灵活选择化学或物理方法,将这些废弃塑料转化为可再利用的材料。使其性能完全满足手机外壳的生产要求。
2.2.3 AI融入解聚技术
解聚技术旨在将废弃塑料的高分子聚合物分解为单体或低聚物,这些分解产物可重新用于制造新的塑料,实现资源的循环利用,而 AI 的融入极大地提升了这一过程的效率与精准度。
惠城环保自主开发了循环流化床混合废塑催化裂解技术,通过AI技术优化热解过程,实现分子级单体循环化学回收。
源天生物通过 AI 创制技术,开发出高性能的 PET 酶突变体,提升酶活性 1920 倍,适配各类含 PET 材料,实现全品类回收。
2.2.4 AI融入废塑料热解规避健康风险
AI系统实时监测和调整热解条件,最大限度减少有害物质的产生,同时提高有价值产物的产率。通过深度学习算法,AI可以识别并预测不同种类废塑料的最佳热解条件,从而实现高效、环保的热解过程。
北京航空航天大学与海南大学的研究团队利用梯度提升回归(GBR)和自适应提升(AdaBoost)算法,构建了废塑料热解制燃料的预测模型。通过排列重要性分析和依赖性分析,优化热解条件,减少有害副产品的生成。
3结语
ChinaPlas 2025 展示的 AI 应用表征AI 正在重新定义塑料加工的价值链条。未来,随着政策支持、技术迭代与生态协同的深化,塑料加工行业将加速向“新时代”终极目标迈进,AI 则是实现这一跃迁的核心引擎。AI技术本身将不断创新和突破,如深度学习算法的改进、强化学习技术的应用等,将为塑料加工行业的可持续化制造带来更多的可能性和创新点。
文/张友
来源:荣格-《国际塑料商情》
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