作者：熊定生
 

　　根據中國塑料機械工業協會數據顯示，受益于市場經濟回暖、企業加快加強海外市場布局、智能節能生態圈戰略升級等大背景下，2017年中國塑料機械主營業務收入為670.64億元人民幣，同比增長13%;利潤總額為69.14億元人民幣，同比增長22%;出口交貨值為109.48億元人民幣，同比增長21%，中國塑料機械制造規模以上企業有402家，中國注塑機產量占70%以上。
 

　　換個角度看，中國塑機產業的高速發展也更是得益于中國注塑機配套產業的成熟，在港澳臺及國外注塑機廠家進入中國大陸設廠的初期，為了降低企業生產成本，從而將部分零部件交由國內進行加工生產。逐漸形成了舟山螺桿、順德加熱圈、東莞料斗干燥，雖然核心的電腦控制技術主要掌握在歐美日臺等主機企業手上，但并不妨礙國內如深圳市華煜芯科技、星辰科技的快速崛起。
 

　　在2018年初，中國塑料機械工業協會曾提出在中國制造2025、工業4.0的大背景下，2018年將是中國塑機轉型升級的關鍵機遇期，行業要響應“十九大”號召，繼續推進智能制造，打造高速、節能、精密、高質量的塑機，進一步搶占市場。行業企業要明晰企業市場定位，優化普通注塑機的功能、質量和輔助設備的配套能力；繼續提高機械設備控制及自動化水平；研發節能環保注塑機。正是在這樣的大背景下，2018年中國高速塑機、極節能塑機將加速推向市場，國內的注塑機節能配件必將占據更大的*。
 

　　注塑機的主要能耗在動力系統和電加熱系統兩個方面，目前動力系統伴隨著永磁電機及伺服控制技術的大發展從而舉得了巨大的成就。塑機伺服系統、全電系統、油電混合系統的全面應用在實現塑機巨大節能的同時也帶來了市場選擇的多樣性。反觀電熱方面的節能技術及產品的進步相對來說就略顯緩慢和滯后了。這里面既有產品特點的限制還有廠家創新意識不足的問題，不過在節能的大背景下，2020年底前以上問題將被加速克服。
 

　　塑機的加熱主要在塑料母料烘干環節及熔膠環節，對應的配套產品為料斗式干燥機及加熱圈(行業也有叫電熱圈、發熱圈)。在塑機動力系統節能技術的武裝下，電加熱系統耗電占整機耗點比重由從前的不到20%上升到現在的50%，凸顯了塑機電加熱部分節能升級的必要性。
 

　　目前市場上用在熔膠環節的加熱圈主要有：普通的云母加熱圈、陶瓷加熱圈及節能的紅外加熱圈，其他如鑄鋁加熱圈、鑄銅加熱圈、電磁加熱圈相對而言應用較少。
 

　　云母加熱圈因其具有價格便宜，結構簡單(實物圖見圖一)，故障率低等優勢而被廣泛采用，目前依然是塑料機械的加熱圈。

圖一：云母加熱圈結構圖
 

　　陶瓷加熱圈核心的傳熱部件為陶瓷，陶瓷具有更高的比熱容，高達 850——1390j/kg℃，高于銅和鋁材料。因此陶瓷加熱圈具有耐超高溫的特點而被更多用在目前的高速機和機型上。陶瓷加熱圈結構簡單(實物圖見圖二)，安裝方便，應用范圍僅次于云母加熱圈。

圖二：陶瓷加熱圈實物圖
 

　　2006年3月14號，中國《“十一五”規劃綱要》明確提出節能減排的戰略目標。中國所有的注塑機開動起來，年耗電量等于兩個長江三峽的發電總量。在這個背景下，塑料機械的節能配套設備開始應時而生，紅外加熱圈項目開始在中國立項并進行研發、測試，*個紅外加熱圈的申請于2008年獲得。自此，紅外加熱圈開始登上了作為注塑機電熱節能主要選擇的歷史舞臺，并在接下來的10年時間實現跨越式發展，逐步發展成為目前高速機的標準配置產品。然而現有紅外節能加熱圈固有的一些特點及優勢，也成為了它發展成為*選擇的障礙。
 

　　紅外加熱圈(結構圖見圖三)目前市面上也有叫納米紅外電熱圈、遠紅外節能加熱圈、紅外節能發熱圈等。紅外加熱圈通過紅外熱輻射方式，對塑料機械機筒(炮筒)進行紅外加熱，從根本上改變了之前普通加熱圈接觸式熱傳導方式；發熱元件采用了高性能電熱絲實現電熱轉換效率99.8%以上，普通加熱圈的電熱轉換效率在60%左右，同時具有更長使用壽命，理論壽命長達12000個小時；紅外加熱圈內部采用航天級保溫隔熱材料氣凝膠作為隔熱層，減少溫度對外發散，提高電熱利用率，紅外加熱圈表面溫度zui低可達到35℃，綜合以上三個方面從根本上改變了普通加熱圈電熱轉換效率低、傳熱效率低、表面溫度高的“兩低一高”致命缺點，實現了塑機加熱圈部分的節能。注：以上描述摘抄自漢牛科技。

圖三：紅外節能加熱圈結構圖
 

　　紅外加熱圈發展了10年，既然有節能、美觀、壽命長等特點，卻一直無法成為塑機廠家的標配。這和塑機產業自身的特點有著密不可分的影響。
 

　　從紅外加熱圈的描述及上圖圖三所示結構圖可知其需要產品有一定的厚度需要預留安裝空間，伴隨著塑料機械向著集約、集成度高的特點發展，塑機預留出來的安裝空間成為紅外加熱圈安裝應用的結構制約因素。
 

　　紅外加熱圈目前多采用鎳鉻合金作為發熱材料、納米氣凝粘膠作為保溫隔熱材料以及相對復雜的工藝成本造成了其價格比普通加熱圈貴3倍甚至10倍，成為了塑機廠家全面標配的成本制約因素。
 

　　目前中國塑料機械制造規模以上企業有402家，每家企業都有不同的市場定位，造成了目前機型種類繁多，規格尺寸成千上萬，為了更好的保溫隔熱效果，紅外加熱圈多采用針對機型的定制化生產，從而造成了其生產制造難度，無法實現規模化單品生產。
 

　　結構成本因素以及不可規模化生產成為目前制約紅外加熱圈在塑機廠家標配的主要影響。經過近10年的高速發展，這些制約因素正在逐步被紅外節能加熱圈的生產廠家消化吸收。
 

　　目前國內加工生產紅外加熱圈的企業不少于30家，品牌多達上百個。伴隨著紅外加熱圈制造工藝的流程化、原材料的常規化，使得紅外加熱圈的制造成本實現大幅下降。加上市場的充分競爭，目前紅外加熱圈的市場價格較上市之初大幅下跌，部分品牌如漢牛HUNIUS甚至提出了迎接紅外節能加熱圈的微利時代的宣言，市場價格直逼陶瓷加熱圈，甚至低于部分鑄銅鑄鋁加熱圈，為接下來紅外加熱圈的全面普及奠定了價格基礎。可以預見的是，此舉必將加速陶瓷加熱圈、鑄鋁加熱圈、鑄銅加熱圈退出市場的進程。

圖四：紅外節能加熱圈在注塑機上的應用 

圖五：紅外節能加熱圈在造粒擠出設備上的應用
 

　　定制化的生產模式一直是紅外加熱圈制造企業不能承受之重。近年來，伴隨著上游塑機廠商的部分機型標配化，特別是一些“獨角獸”級別廠商如海天集團的標配，其在國內注塑機市場的整體*近40%，在大型機領域*超過50%，使得紅外加熱圈生產企業的規模化生產成為一種可能。
 

　　規模化生產直接傳遞到應用市場的結果就是價格的下行以及商業模式的改變，行業內已然出現了租賃模式的銷售方式，租用紅外加熱圈，按月進行付費。隨著舊機型的淘汰，越來越多的新機型標配紅外加熱圈，例如江門科仕特將公司旗下銷量大的120——260T的機型升級了加熱圈。后續涉及該批機型的紅外加熱圈可以作為備品備件進行規模化采購，同時加熱圈制造廠家也可以規模化生產，為采用該批機型的企業提供加熱圈節能租賃服務。
 

　　作為塑料機械節能配套產品的紅外加熱圈從開始的星星之火到現在的燎原之勢，一路走來趨勢愈發清晰，制約紅外加熱圈成為塑機加熱圈產品的因素必將會迎刃而解，中國塑料機械行業也將因為節能的紅外加熱圈的采用而更具市場競爭力。