Status pembangunan dan kemajuan penyelidikan teknologi pemprosesan acuan plastik

Teknologi pemprosesan acuan plastik sedang mengalami transformasi yang mendalam daripada proses tradisional kepada arah pintar, hijau dan berketepatan tinggi. Analisis berikut dijalankan daripada tiga dimensi: status teknologi, kemajuan termaju dan cabaran teras:

1、 Status Perkembangan Teknologi Terkini

1. Pengoptimuman berterusan teknologi pengacuan tradisional

Pengacuan suntikan: menyumbang lebih daripada 35% daripada jumlah pemprosesan plastik, peralatan sedang berkembang ke arah kelajuan tinggi dan ketepatan. Sebagai contoh, mesin pengacuan suntikan pintar Yizhimi UN160A6 mencapai pengoptimuman dinamik parameter proses melalui sistem MES, dengan kadar kelayakan produk melebihi 99%. Teknologi pengacuan suntikan dibantu gas (seperti pengacuan bampar BMW) boleh mengurangkan daya penguncian acuan sebanyak 40% dan penggunaan bahan sebanyak 15% -20%.

Pengacuan penyemperitan: Teknologi penyemperitan tindak balas merealisasikan penyepaduan pempolimeran dan pengacuan, seperti barisan pengeluaran penyemperitan pempolimeran berterusan DuPont Nylon 6, yang meningkatkan kapasiti pengeluaran sebanyak 30%. Penyemperitan ketepatan boleh mengawal toleransi diameter paip dalam ± 0.05mm melalui kawalan maklum balas gelung tertutup.

Pengacuan pukulan: Teknologi pengacuan pukulan penyemperitan tekanan negatif tiga dimensi (seperti penyemperitan dua lapisan Culus) boleh menghasilkan bekas berstruktur yang kompleks, dan pengacuan pukulan regangan menjadikan botol PET tahan terhadap tekanan dalaman sehingga 3.5MPa.

2. Penembusan komprehensif pembuatan pintar

Sambungan peranti: Penderia IoT mengumpul lebih 300 parameter dalam masa nyata, mengurangkan masa tindak balas yang tidak normal daripada jam kepada 90 saat. Contohnya, barisan pengeluaran alat ganti automotif tertentu mencapai kerjasama antara mesin pengacuan suntikan, lengan robotik dan peralatan pemeriksaan kualiti melalui rangkaian 5G, mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 15%.

Didorong AI: Model pembelajaran mesin meramalkan parameter suntikan optimum, mengurangkan bilangan acuan percubaan sebanyak 60%; Algoritma visual mengiktiraf garisan kimpalan 0.02mm dengan kadar ketepatan 99.7%. Sistem proses pintar Yizhimi telah digunakan dalam perusahaan seperti Midea dan Hisense, dengan peningkatan 40% dalam kecekapan penyahpepijatan proses.

Kembar digital: Penjadualan pengoptimuman model barisan pengeluaran maya, mengurangkan masa penukaran acuan sebanyak 23%. Syarikat perkakas rumah tertentu meningkatkan kestabilan produk sebanyak 50% dengan mengimbangi perubahan suhu dan kelembapan persekitaran secara dinamik.

3. Kejayaan dalam Teknologi Pembuatan Hijau

Pemprosesan plastik berasaskan bio: Bioplastik BH yang disediakan oleh teknologi pemasangan bersama biojisim skala mikro campuran (seperti gentian kapas+kulit debunga) mempunyai kekuatan tegangan 52.22 MPa, boleh diproses air, dan merosot sepenuhnya dalam tempoh 6 bulan. Walau bagaimanapun, masalah pemplastikan yang lemah (seperti zarah tidak cair yang disebabkan oleh kawalan suhu yang tidak betul) masih perlu diselesaikan melalui pengoptimuman skru (seperti menambah bahagian pencampuran).

Kitar Semula: Teknologi pemprosesan sinaran gelombang mikro mencapai penyahpolimeran dan penjanaan semula plastik sisa. Resin percetakan 3D yang sembuh ringan yang dibangunkan oleh Universiti Zhejiang boleh dikitar semula tanpa had, dan kadar pengekalan prestasi mekanikal selepas kitar semula melebihi 90%. Walau bagaimanapun, kos pengisihan plastik selepas penggunaan adalah tinggi, dengan hanya 12% pada masa ini mencapai kitar semula yang berkesan.

2、 Kemajuan penyelidikan sempadan

1. Teknologi pemprosesan skala melampau

Pembentukan ultra nipis: Teknologi regangan berselang-seli berbilang langkah (SAMIS) yang dibangunkan oleh pasukan Fu Qiang di Universiti Sichuan mengurangkan ketebalan filem polietilena kepada 12 nanometer (had teori), dengan nisbah panjang kepada ketebalan 10 ^ 7 dan kekuatan tegangan 113.9 GPa/(g/cm ³ untuk bahan sokongan pencucuhan), iaitu bahan pencucuhan yang digunakan.

Microporous foaming: MuCell ™ Proses membentuk struktur microporous dengan diameter 10-100 μm dalam PC, mengurangkan berat sebanyak 30% sambil mengekalkan kekuatan hentaman. Ia telah digunakan di bahagian dalam Tesla Model 3.

2. Inovasi dalam proses pengacuan baharu

Pemprosesan plastik air: Teknologi pemisahan fasa pengantaraan air yang dibangunkan oleh pasukan Universiti Donghua membolehkan penukaran plastik boleh balik antara keadaan penghidratan rendah (keadaan kaca, σ b=211.2MPa) dan keadaan penghidratan tinggi (keadaan doh, dibentuk semula pada suhu bilik), menembusi had suhu pemprosesan plastik tradisional.

Pencetakan 3D yang boleh dirawat UV: Pasukan yang diketuai oleh Xie Tao dari Universiti Zhejiang menemui tindak balas klik foto berasaskan thiol aldehid dan membangunkan resin boleh dirawat UV boleh dikitar semula dengan kekuatan tegangan sehingga 150MPa, menyelesaikan masalah bahan cetakan 3D tradisional yang tidak boleh dikitar semula.

3. Pembentukan bahan berfungsi

Pemprosesan COC gred optik: Kopolimer Cycloolefin (COC) dihasilkan melalui pengacuan suntikan ketepatan (kawalan suhu acuan ± 0.1 ℃) untuk menghasilkan kanta optik dengan penghantaran 91% -93% dan jerebu<0.1%. Ia telah menggantikan beberapa kaca untuk modul kamera telefon bimbit.

Bahan tindak balas pintar: Filem polimida termochromic dibentuk dengan menggulung, mengurangkan penghantarannya daripada 85% kepada 15% pada 60 ℃, dan digunakan untuk tingkap penjimatan tenaga di bangunan pintar.

3、 Cabaran Teras dan Hala Tuju Masa Depan

1. Kesesakan teknikal utama

Pemprosesan plastik berasaskan bio: PLA dan bahan lain perlu diproses pada 170-230 ℃, yang terdedah kepada pengoksidaan dan degradasi, dan memerlukan penambahan 0.3% -0.5% antioksidan (seperti IrgaNOx 1010). Kecacatan produk yang disebabkan oleh pemplastikan yang lemah (seperti kekasaran permukaan>7.94 μm) masih perlu ditangani melalui pengoptimuman gabungan skru (seperti menambah segmen penghalang).

Pembentukan nano mikro: Ketepatan replikasi struktur skala nano (seperti parut 50nm) dipengaruhi oleh keanjalan leburan, dan kadar ricih perlu dikawal melebihi 10 ^ 4 s ^ -1 untuk mengurangkan pemulihan elastik.

Ekonomi bulat: Kecekapan rendah pengisihan plastik selepas penggunaan (kos pengisihan manual $0.8/kg), memerlukan pembangunan sistem pengisihan visual AI (ketepatan pengecaman>98%) dan teknologi kitar semula bahan kimia (seperti ketulenan penyahpolimeran PET>99.9%).

2. Trend Pembangunan Masa Depan

Penyepaduan mendalam yang pintar: pengkomputeran tepi memberikan keupayaan kepada peralatan untuk membuat keputusan setempat (seperti masa tindak balas penyelenggaraan ramalan<1 saat), dan teknologi rantaian blok membolehkan kebolehkesanan bahan mentah dan produk siap sepanjang kitaran hayatnya.

Kejayaan dalam bahan berasaskan bio: Teknologi pemasangan bersama skala mikro hibrid (seperti selulosa+lignin) boleh digunakan untuk menyediakan bioplastik dengan kekuatan tegangan>60MPa, dan bahagian pasaran dijangka mencapai 15% menjelang 2030.

Aplikasi alam sekitar yang melampau: Teknologi pengacuan suntikan PEI (polyetherimide) yang boleh menahan suhu melebihi 200 ℃ (suhu acuan 180 ℃, tekanan pegangan 120MPa) akan dilanjutkan kepada komponen telus dalam aeroangkasa.

4、 Analisis Kes Biasa

1. Kilang pengacuan suntikan pintar

Barisan pengeluaran digital yang digunakan oleh perusahaan perkakas rumah tertentu mencapai peningkatan kualiti dan kecekapan melalui teknologi berikut:

Lapisan peralatan: penutup air bersambung 48 ruang unit pengeluaran berkelajuan tinggi (kitaran 2.7 saat) sensor tekanan bersepadu (ketepatan ± 0.1MPa) dan pemeriksaan visual (resolusi 0.01mm).

Lapisan sistem: Model berkembar digital mensimulasikan skim penjadualan pengeluaran yang berbeza, mengurangkan masa penukaran acuan daripada 2 jam kepada 45 minit dan penggunaan tenaga sebanyak 15%.

Lapisan aplikasi: Algoritma AI menganalisis lebih 3 juta set data sejarah, meramalkan parameter suntikan optimum (seperti turun naik suhu pelekat cair ± 1 ℃), dan mengurangkan kadar kecacatan daripada 3% kepada 0.5%.

2. Pengindustrian bahan berasaskan bio

BH Bioplastik: Bahan yang disediakan dengan memasang gentian kapas (30%) dengan cengkerang debunga, dengan kekuatan tegangan 52.22MPa. Ia boleh diproses dan dibentuk dalam air pada 25 ℃, dengan kadar degradasi tanah 100% selepas 6 bulan, tetapi kos pengeluaran adalah 20% lebih tinggi daripada PP.

Pemprosesan pinggan mangkuk PLA: Ia adalah perlu untuk mengawal suhu acuan pada 50-70 ℃ dan masa penyejukan pada 8-12 saat untuk mengurangkan meledingkan. Pada masa ini, hanya 12% daripada produk PLA di seluruh dunia memasuki kemudahan pengkomposan industri.

5、 Ringkasan

Teknologi pemprosesan pengacuan plastik sedang berinovasi di sepanjang rangkaian aplikasi peralatan proses bahan "": reka bentuk molekul (seperti ikatan kovalen dinamik), inovasi proses (seperti pengacuan gandingan pelbagai medan), menaik taraf peralatan (seperti mesin pengacuan suntikan magnetorheologi), dan pengembangan aplikasi (seperti pembungkusan elektronik fleksibel) membentuk empat titik terobosan utama teknologi. Dalam dekad yang akan datang, dengan penyepaduan mendalam AI, bioteknologi dan teknologi pembuatan, pemprosesan plastik akan mengeluarkan potensi yang lebih besar dalam bidang seperti pemberat ringan, penyepaduan fungsian dan neutraliti karbon. Pada masa yang sama, adalah perlu untuk menembusi tiga kesesakan teras kestabilan pemprosesan bahan berasaskan bio, ketepatan replikasi struktur mikro/nano dan kos ekonomi bulat.