对木塑专用生产设备的几点认识

    据悉，《国家鼓励发展的环保设备、产品目录(2009版·征求意见稿)》中“木塑复合材料挤出成型机”又榜上有名，这对处于爆发前夜的躁动之中的中国木塑产业来说，不啻是一件天大的好事。但事物总有其两面性，对刚脱离襁褓时期的国产木塑专用生产设备来说，必须正视目前自己面临的诸多不足之处。现特提出以下一些看法，并就正于各位专家。
    国产木塑专用挤出设备生产浅析
    近几年来，木塑材料依靠国家循环经济政策的鼓励，以及企业潜在效益需求双重动力的推动，特别是木塑材料成功进入北京奥运会场馆设施建设后，全国性的“木塑材料热”此伏彼起方兴未艾。据不完全统计，截至2008年底，全国联接在木塑复合材料产业链上的研发、生产、销售以及与之配套的企事业单位已逾200家，其中设备制造厂家(含模具)占1/4左右。随着木塑市场的逐步拓展，国内木塑材料生产能力亦有大幅度提高，木塑制品年产销量已达15万吨左右，居世界第二位；个别生产厂家的工艺技术水平已跃居世界前列，其创新产品屡屡令国外同行刮目相看。应该说，这是一个来之不易，令人兴奋的局面。但是，也应该看到，我国的木塑产业发展是不均衡的，一些环节还问题重重。以笔者管见，木塑材料生产专用设备研发的滞后就是制约中国木塑发展的一处瓶颈。
    “木塑专用生产设备”应该是近几年才出现的一个名词，尽管中国木塑产业已经走过10来年的历程。一个毋庸置疑的事实是：目前提供木塑材料生产挤出设备的厂家，几乎没有一个不是与塑料加工设备制造有着千丝万缕的联系。当然，并不是生产塑料加工设备就不能制造木塑材料生产设备，更不是生产了塑料加工设备就不能制造出优良的木塑材料生产设备。从国外木塑产业发展轨迹来看，亦与此大致相同。问题是现在活跃在国内木塑业界的一些所谓科研人员，甚至专业厂商，其实并没有从根本上解决木塑材料制备的核心问题，但为木塑材料当前的“明星效应”吸引，又必须捷足先登抢占市场份额。所以，有些企业的设备得以不计后果地推出，当遇到技术难题时，充其量也就是“头痛医头，脚痛医脚”，只要能够挤出东西来就脱手，至于挤出什么样的东西，可能就不再是当事人愿意深究的事了。
    笔者曾经应邀去考察过中原地区一处木塑材料生产厂，该厂投资近300万元购买的所谓先进木塑挤出加工设备，挤塑料制品还勉强可以，若要挤出合格的木塑材料，基本就是一堆废铁。投资者痛心疾首，旁观者亦惊悚不已！此类情形，在中国木塑发展初期多有上演，渐后越加减少，应该说，愿意加入木塑生产行列，并努力学习进步的还是大有人在。笔者曾与一家颇具规模的设备厂家董事长交换关于木塑专用生产设备研发的意见，彼君认为：木塑材料是一个新的领域，不关心肯定不行，过于投入又没有多大把握，只有走走看看。据悉，就是这样“走走看看”，这家工厂每年木塑设备的销售也在两千万元以上，虽与其主业相比还有较大距离，但也的确不是“毛毛雨”了。所以，笔者认为，现在国内木塑挤出设备生产厂商面临的主要问题表面是“力不从心”，症结在于“勤于收获，疏于耕耘”。
    木塑专用挤出生产设备的一些特点
    木塑材料的加工方式与主要设备虽然表面上与塑料加工相似，但作为一个具有边缘性、多方位、专业化特点的新兴产业，其装备、技术和工艺涉及到高分子化学、材料流变学、木材化学、物理化学、精细化工、精密机械、液压传动、真空技术、热力传导、流体力学、传感技术、电子自控和微机编程等多门专业和学科，其生产设备有着自己鲜明的特色。经过数年的探索磨练，实践证明木塑材料作为具有独立特性的新型材料，其加工难度远远超出普通塑料制品，生产设备也越来越倾向专业化和特殊化，并由此产生出许多新的特性和要求，如：
    1.选材要求：生产木塑制品时，由于有大量生物质纤维添加，加大了设备中机筒和螺杆的磨损，因此用于木塑材料生产的设备所使用的材料必须采用强度更高、工艺更复杂的金属材料，譬如钨合金双金属涂覆材料，以增强耐磨性，延长设备寿命。
    2.结构调整：由于木塑材料中包含大量木粉，导致融体流动性变差，挤出阻力加大，螺杆扭矩增加，因此在螺杆设计时现多采用压缩和熔融快、推动力强的多段式锥双结构，以满足在较低温度和转速下同样具有良好塑化和输送功能。
    3.设计变化：由于木塑材料制备时挤出物料流动性差且不易冷却，常规模具和定型设备已无法满足生产需要，这使得机头的设计除了要保证流道的圆滑过渡与合理的流量分配外，还需要对机头的耐高压能力与温度控制精度进行重点设计，合理布置机头的加热冷却装置，保证木塑制品的挤出速度和产品质量。
    4.部件改进：由于木粉比重小而填充量大，故木塑设备加料区体积要比塑料机械的加料区要大1/3左右。另外，木塑制品多为结构复杂的异型材，温度控制难度较大。特别在冷却环节，除采用常规水冷方式外，对于结构复杂的产品，还需安装特殊的冷却装置。
    5.专用螺杆设计：由于木粉具有热敏感性，在高温下会降解，且热交换性差和不具流动性的特点，使得木塑熔体塑化困难。因此，生产木塑制品不能沿袭塑料加工工艺，仅靠提高螺筒的温度来实现塑化，而要求设计出具有符合木塑材料熔体特征的较高剪切力的螺杆，利用剪切热量使木塑熔体在木粉降解的温度下实现塑化。
    6.专机专用：木塑挤出机有多种规格型号，理论上每一种型号的机型性能都是相同的。但在实际生产中，往往由于各种因素的交叉，同一型号的设备对同一模具的适应性会有较大差异，这就要求操作工要根据产品的状况不断调整设备参数，以保证产品质量。在目前技术条件下，木塑材料生产还是以专机专用为宜。
    7.工艺、设备一体化要求：这是目前木塑设备厂生产厂家最为挠头的问题，也是解决木塑专用设备的技术节点。以现在木塑材料的制备条件，要求以工艺配方为核心来配置生产线及模具，而一般不能调整配方来适应设备。换句话说，一台加工中心只负责零件加工，零件出来后怎么用可以不管；而木塑生产设备不仅要生产出木塑制品，还必须要保证制品质量和使用性能，否则就是一堆废料。
    对国产木塑专用生产设备的期望
    木塑专用生产设备囿于“血统”的缘故，更由于个别技术人员至今沿用塑料加工的一些理论和方法，再加之投入资金、力量等因素的欠缺，导致国产木塑专用生产设备长期处于“进不进，退不退”的状态。但就在整个产业不甚成熟的情况下，仅我国境内涉及木塑成型设备的专利授权已不下几十项，以笔者了解的实情，大部分专利仍仅具研究意义而基本没有实用价值。目前各类木塑材料生产设备基本由塑料加工机械转变而来，各项数据均未有国家标准制约，亦缺乏可信的对比体系和参照体系，买卖双方大多凭经验行事，合同执行过程中技术纠纷屡见不鲜，个别地方甚至传有“一份合同附一份诉状”之说，这不能不说是我国木塑发展中一个很大的遗患。
    现在一些木塑设备生产厂家动辄就抛出“产量大，能耗低”的绣球，吸引一些刚入门的投资者购买其设备，实际问题是：木塑挤出机产量受所挤原料、产品形状和性能要求等多种因素影响，从来都应该是一个动态指标，而不是一个静态数据。如果仅仅强调产量大小，而不顾及质量好坏，挤出量再大也没有意义，国外的一些设备正是打着“产量”的旗号而使国内企业一再上当。对木塑专用生产设备的技术要求应该是：在配混较高填充量木粉的前提下，确保物料仍然有较高的流动性和实现良好的塑化，从而促使塑料熔体能充分地与木粉均匀粘接，实现共同复合的目的，取得优良的力学性能，用较低的消耗制造出具有优良功能和高附加值的产品。
    目前国内声称能够制造木塑生产设备厂家数量已经不少，其影响和作用也一直在逐渐扩大。但是，多数的设备生产企业在发展中也存在人员、技术、资金、规模等因素的局限，其发展势头不是非常顺畅。我们必须注意到的另一个现象是国外一些木塑专用设备制造企业，如：美国的米拉克龙·辛辛那提公司、戴维斯·丹顿公司、特克帕斯公司等长期觊觎我国庞大的木塑材料市场。如果我们不在这个领域有果断的措施和相应的手段自强自立，作为在国内制造业中为数不多的、能够与欧美平等对话的新兴的中国木塑产业将会受到无理由的挤压。
    应该承认，目前在世界范围内，整个木塑产业均处于发展探索的阶段，不成熟之处在所难免，我们应该正视不足，取长补短，迎头赶上。根据现在的条件预测，至“十一五”结束，我国的木塑产销量有望突破30万吨，产值达到50亿元人民币；到“十二五”期间，我国的木塑材料总产量有望赶上美国，从而进入世界木塑大国的行列。而以目前我国15万吨左右的生产能力，其生产设备的发展空间可谓空前广阔。我们相信，通过广大木塑业界人士的努力，中国木塑完全有信心在国家循环经济政策的指引下，继续提高装备制造和材料生产水平，为早日成为世界木塑强国做出贡献！