借鑒橡膠、金屬和陶瓷等加工技術(shù)，塑料加工技術(shù)在近年來得到了快速發(fā)展，主要的成型加工方法有注塑成型、擠出成型、發(fā)泡成型、吹塑成型、滾塑和搪塑成型、復(fù)合成型等。中國的塑料工業(yè)是在建國后才開始發(fā)展，在改革開放后得以迅速擴(kuò)展?！笆晃濉逼陂g，我國塑料制品產(chǎn)量年均增長20.1%，產(chǎn)值年均增長20.06%。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局zui新數(shù)據(jù)，2016年1-11月全國塑料制品規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)量累計(jì)6989.5萬噸，1-12月橡膠和塑料制品主營業(yè)務(wù)收入32360.2億元，1-11月規(guī)模以上企業(yè)塑料加工專用設(shè)備累計(jì)產(chǎn)量24萬多臺(tái)，同比增長7.6%，呈現(xiàn)出強(qiáng)勢發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

　　注塑成型是塑料加工中重要的加工方式，工程塑料業(yè)中，80%采用了注射成型。汽車、建筑、家用電器、食品、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，推動(dòng)了注塑技術(shù)水平的發(fā)展和提高。目前，我國生產(chǎn)的塑料機(jī)械約50%為注塑機(jī)。從美歐等主要生產(chǎn)國來看，注塑機(jī)的產(chǎn)量逐年增加，注塑成型是技術(shù)發(fā)展zui快的成型方法之一。由于工藝和成本的需要，注塑機(jī)經(jīng)常會(huì)處于全時(shí)段運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，是電能消耗大戶，俗稱“電老虎”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國僅僅塑料加工的年用電需求就可完全消耗三峽電站一年的發(fā)電量，降低注塑加工的電耗已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能工作的一大重點(diǎn)。

　　注塑加工的電能消耗主要有三個(gè)系統(tǒng)：動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、料筒加熱和塑料干燥加熱，以上三項(xiàng)耗電約占注塑加工總能耗的95%以上，是節(jié)能技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的主要方向。以某品牌一臺(tái)200噸的注塑機(jī)為例，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)裝機(jī)功率18.5千瓦、料筒加熱14.3千瓦、配100公斤熱風(fēng)干燥機(jī)加熱功率6千瓦，合計(jì)38.8千瓦，若滿負(fù)荷生產(chǎn)，年耗電約8.7萬度電，換算二氧化碳排放65萬噸。

　　下面具體闡述注塑加工節(jié)能技術(shù)發(fā)展歷程，以及對新節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的預(yù)測，也可為其它成型技術(shù)和方法提供借鑒。

　　動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

　　注塑工藝的主要流程為：鎖?！淠z—保壓—溶膠—冷卻—開?！〖總€(gè)階段需要不同的壓力和流量，即負(fù)載不同，耗電有所不同。

　　過去，注塑加工大多采用定量泵的液壓系統(tǒng)，油泵馬達(dá)以恒定的轉(zhuǎn)速提供恒定的流量，多余的油壓通過溢流閥回流油箱，即高壓節(jié)流，使油泵馬達(dá)消耗更多無效的能量。在保壓和冷卻、取件階段，注塑機(jī)處于靜止等待狀態(tài)，對流量和壓力的需求幾乎為零，但定量泵系統(tǒng)馬達(dá)持續(xù)向油路中排油。由于系統(tǒng)底壓的存在，無謂消耗更多的電量，產(chǎn)生電能浪費(fèi)，能量損失達(dá)25%～80%。為了減少無效電耗，后來陸續(xù)出現(xiàn)了變頻技術(shù)、變量泵技術(shù)等過渡性方式的技術(shù)。

　　經(jīng)過10年來節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，目前的主流技術(shù)和產(chǎn)品是伺服節(jié)能系統(tǒng)，包括液壓伺服和全電動(dòng)伺服。伺服系統(tǒng)具有節(jié)能、精準(zhǔn)、穩(wěn)定、快速響應(yīng)等優(yōu)異性能，性價(jià)比高，幾乎所有的注塑設(shè)備制造廠主打產(chǎn)品均為伺服驅(qū)動(dòng)節(jié)能系統(tǒng)，市場應(yīng)用量達(dá)90%以上，個(gè)別品牌已經(jīng)取消定量泵驅(qū)動(dòng)的非節(jié)能性注塑機(jī)的制造。而終端的注塑工廠也通過節(jié)能技術(shù)改造的方式，逐漸完成伺服節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，節(jié)能技術(shù)得以普遍的采納和接受。

　　料筒加熱系統(tǒng)

　　料筒加熱系統(tǒng)的作用是保持原料溫度在設(shè)定范圍，注塑機(jī)初次開機(jī)加溫階段和高溫性能塑料，對熱量的需求更大，耗電更多。

　　料筒加熱節(jié)能的技術(shù)發(fā)展歷程為：普通加熱圈、普通加熱圈+節(jié)能保溫套、電磁節(jié)能加熱圈、紅外加熱節(jié)能圈、超導(dǎo)遠(yuǎn)紅外節(jié)能加熱器。

　　過去，采用普通加熱圈的方式，外表溫度高，加熱效率低，能耗大，二次降溫成本高，但采購成本低，配件便宜，歸類為低值易耗品。隨著制品的高品質(zhì)要求、節(jié)能和加工成本降低要求，逐漸淘汰。

　　現(xiàn)在，雖然普通加熱圈仍占據(jù)多數(shù)，但已有部分理念先進(jìn)的用戶開始使用節(jié)能型產(chǎn)品，如普通加熱圈+節(jié)能保溫套、電磁加熱圈、紅外納米發(fā)熱圈、雙效節(jié)能加熱器等。

　　各種節(jié)能型加熱產(chǎn)品的特點(diǎn)比較見表1。

　　從上圖的節(jié)能型料筒加熱產(chǎn)品特點(diǎn)比較可以看出，節(jié)能新技術(shù)在不斷發(fā)展、升級(jí)。

　　日前，國家發(fā)改委在官網(wǎng)發(fā)布了《國家重點(diǎn)節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄》)推薦綜合性能zui先進(jìn)的“雙效節(jié)能加熱器”。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前節(jié)能型加熱產(chǎn)品應(yīng)用率很低，不足市場的5%。由于技術(shù)成熟穩(wěn)定、趨勢明顯，隨著用戶認(rèn)可度的提高，有很大的發(fā)展空間和市場機(jī)會(huì)，落后、耗能的料筒加熱產(chǎn)品將全面退出。

　　塑料干燥加熱系統(tǒng)

　　塑料的干燥效果對于注塑產(chǎn)品的品質(zhì)影響甚大，特別是對于一些具有特殊功能的工程塑料材料，會(huì)嚴(yán)重影響到產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、性能要求，以及塑化能力和成型效率等。注塑生產(chǎn)過程中，多數(shù)塑料干燥除濕是必須的工藝要求，而且持續(xù)生產(chǎn)全過程，電耗很大，應(yīng)用數(shù)量zui多的是熱風(fēng)干燥設(shè)備。

　　過去，因一次采購成本低的原因，普遍使用非節(jié)能型熱風(fēng)干燥設(shè)備，缺點(diǎn)是能耗大，加熱效率低，外表面溫度高，熱損失大，原料易過熱、易結(jié)塊，安全性低，例如一臺(tái)100公斤熱風(fēng)式干燥機(jī)，采購價(jià)zui低不到5000元，但使用的電費(fèi)每年高達(dá)20000元以上，差距數(shù)倍，用戶僅僅關(guān)注了采購成本低，而忽略了使用過程中的高電耗，造成利潤減少，企業(yè)競爭力低。

　　目前，節(jié)能型塑料熱風(fēng)干燥設(shè)備應(yīng)用率很低，不足所有塑料加工制造企業(yè)總數(shù)的1%，未來的發(fā)展空間和市場機(jī)會(huì)很大。

　　未來五年塑料加工節(jié)能趨勢預(yù)測

　　從動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能歷程來看，定量泵系統(tǒng)逐漸發(fā)展到節(jié)能型的伺服動(dòng)力系統(tǒng)，用戶從不重視、嘗試、認(rèn)可、普遍應(yīng)用，節(jié)能的觀念逐漸加深、轉(zhuǎn)變、采納，歷經(jīng)10年左右，達(dá)到普及率近100%。我們預(yù)測，未來5年內(nèi)，在塑料加工節(jié)能方面，將實(shí)現(xiàn)塑料加工全面節(jié)能，見圖1和圖2。主要理由如下：一方面使用節(jié)能系統(tǒng)的投資回報(bào)率極高，為企業(yè)創(chuàng)造純利潤;另一方面有國家國策支持，企業(yè)能拿到更多政府補(bǔ)貼。