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红外节能加热圈市场发展及趋势分析

发布时间:2018/04/18 点击量:
根据中国塑料机械工业协会最新数据显示,受益于全球市场经济回暖、企业加快加强海外市场布局、智能节能生态圈战略升级等大背景下,2017年中国塑料机械主营业务收入为670.64亿元人民币,同比增长13%;利润总额为69.14亿元人民币,同比增长22%;出口交货值为109.48亿元人民币,同比增长21%,中国塑料机械制造规模以上企业有402家,中国注塑机产量占全球70%以上。
换个角度看,中国塑机产业的高速发展也更是得益于中国注塑机配套产业的成熟,在港澳台及国外注塑机厂家进入中国大陆设厂的初期,为了降低企业生产成本,从而将部分零部件交由国内进行加工生产。逐渐形成了舟山螺杆、顺德加热圈、东莞料斗干燥,虽然核心的电脑控制技术主要掌握在欧美日台等主机企业手上,但并不妨碍国内如深圳市华煜芯科技、星辰科技的快速崛起。
在2018年初,中国塑料机械工业协会曾提出在中国制造2025、工业4.0的大背景下,2018年将是中国塑机转型升级的关键机遇期,行业要响应“十九大”号召,继续推进智能制造,打造高速、节能、精密、高质量的塑机,进一步抢占国际高端市场。行业企业要明晰企业市场定位,优化普通注塑机的功能、质量和辅助设备的配套能力;继续提高机械设备控制及自动化水平;研发高效节能环保注塑机。正是在这样的大背景下,2018年中国高速塑机、极节能塑机将加速推向市场,国内的注塑机节能配件必将占据更大的市场份额。
注塑机的主要能耗在动力系统和电加热系统两个方面,目前动力系统伴随着永磁电机及伺服控制技术的大发展从而举得了巨大的成就。塑机伺服系统、全电系统、油电混合系统的全面应用在实现塑机巨大节能的同时也带来了市场选择的多样性。反观电热方面的节能技术及产品的进步相对来说就略显缓慢和滞后了。这里面既有产品特点的限制还有厂家创新意识不足的问题,不过在节能高效的大背景下,2020年底前以上问题将被加速克服。
塑机的加热主要在塑料母料烘干环节及熔胶环节,对应的配套产品为料斗式干燥机及加热圈(行业也有叫电热圈、发热圈)。在塑机动力系统节能技术的武装下,电加热系统耗电占整机耗点比重由从前的不到20%上升到现在的50%,凸显了塑机电加热部分节能升级的必要性。
目前市场上用在熔胶环节的加热圈主要有:普通的云母加热圈、陶瓷加热圈及节能的红外加热圈,其他如铸铝加热圈、铸铜加热圈、电磁加热圈相对而言应用较少。
云母加热圈因其具有价格便宜,结构简单(实物图见图一),故障率低等优势而被广泛采用,目前依然是塑料机械的首选加热圈。


 
图一:云母加热圈结构图
陶瓷加热圈核心的传热部件为陶瓷,陶瓷具有更高的比热容,高达 850`1390j/kg℃,高于铜和铝材料。因此陶瓷加热圈具有耐超高温的特点而被更多用在目前的高速机和高端机型上。陶瓷加热圈结构简单(实物图见图二),安装方便,应用范围仅次于云母加热圈。
 
图二:陶瓷加热圈实物图
 
2006年3月14号,中国《“十一五”规划纲要》明确提出节能减排的战略目标。中国所有的注塑机开动起来,年耗电量等于两个长江三峡的发电总量。在这个背景下,塑料机械的节能配套设备开始应时而生,红外加热圈项目开始在中国立项并进行研发、测试,第一个红外加热圈的专利申请于2008年获得。自此,红外加热圈开始登上了作为注塑机电热节能主要选择的历史舞台,并在接下来的10年时间实现跨越式发展,逐步发展成为目前高速机的标准配置产品。然而现有红外节能加热圈固有的一些特点及优势,也成为了它发展成为第一选择的障碍。
红外加热圈(结构图见图三)目前市面上也有叫纳米红外电热圈、远红外节能加热圈、红外节能发热圈等。红外加热圈通过红外热辐射方式,对塑料机械机筒(炮筒)进行红外加热,从根本上改变了之前普通加热圈接触式热传导方式;发热元件采用了高性能电热丝实现电热转换效率99.8%以上,普通加热圈的电热转换效率在60%左右,同时具有更长使用寿命,理论寿命长达12000个小时;红外加热圈内部采用航天级保温隔热材料气凝胶作为隔热层,减少温度对外发散,提高电热利用率,红外加热圈表面温度最低可达到35℃,综合以上三个方面从根本上改变了普通加热圈电热转换效率低、传热效率低、表面温度高的“两低一高”致命缺点,实现了塑机加热圈部分的节能。注:以上描述摘抄自汉牛科技官网。
 
图三:红外节能加热圈结构图
红外加热圈发展了10年,既然有节能、美观、寿命长等特点,却一直无法成为塑机厂家的标配首选。这和塑机产业自身的特点有着密不可分的影响。
从红外加热圈的描述及上图图三所示结构图可知其需要产品有一定的厚度需要预留安装空间,伴随着塑料机械向着高效集约、集成度高的特点发展,塑机预留出来的安装空间成为红外加热圈安装应用的结构制约因素。
红外加热圈目前多采用镍铬合金作为发热材料、纳米气凝粘胶作为保温隔热材料以及相对复杂的工艺成本造成了其价格比普通加热圈贵3倍甚至10倍,成为了塑机厂家全面标配的成本制约因素。
目前中国塑料机械制造规模以上企业有402家,每家企业都有不同的市场定位,造成了目前机型种类繁多,规格尺寸成千上万,为了更好的保温隔热效果,红外加热圈多采用针对机型的定制化生产,从而造成了其生产制造难度,无法实现规模化单品生产。
结构成本因素以及不可规模化生产成为目前制约红外加热圈在塑机厂家标配的主要影响。经过近10年的高速发展,这些制约因素正在逐步被红外节能加热圈的生产厂家消化吸收。
目前国内加工生产红外加热圈的企业不少于30家,品牌多达上百个。伴随着红外加热圈制造工艺的流程化、原材料的常规化,使得红外加热圈的制造成本实现大幅下降。加上市场的充分竞争,目前红外加热圈的市场价格较上市之初大幅下跌,部分品牌如汉牛HUNIUS甚至提出了迎接红外节能加热圈的微利时代的宣言,市场价格直逼陶瓷加热圈,甚至低于部分铸铜铸铝加热圈,为接下来红外加热圈的全面普及奠定了价格基础。可以预见的是,此举必将加速陶瓷加热圈、铸铝加热圈、铸铜加热圈退出市场的进程。
    

图四:红外节能加热圈在注塑机上的应用              


图五:红外节能加热圈在造粒挤出设备上的应用
 
定制化的生产模式一直是红外加热圈制造企业不能承受之重。近年来,伴随着上游塑机厂商的部分机型标配化,特别是一些“独角兽”级别厂商如海天国际集团的标配,其在国内注塑机市场的整体市占率近40%,在大型机领域市占率超过50%,使得红外加热圈生产企业的规模化生产成为一种可能。
规模化生产直接传递到应用市场的结果就是价格的下行以及商业模式的改变,行业内已然出现了租赁模式的销售方式,租用红外加热圈,按月进行付费。随着旧机型的淘汰,越来越多的新机型标配红外加热圈,例如江门科仕特将公司旗下销量大的120~260T的机型升级了加热圈。后续涉及该批机型的红外加热圈可以作为备品备件进行规模化采购,同时加热圈制造厂家也可以规模化生产,为采用该批机型的企业提供加热圈节能租赁服务。
作为塑料机械节能配套产品的红外加热圈从开始的星星之火到现在的燎原之势,一路走来趋势愈发清晰,制约红外加热圈成为塑机加热圈首选产品的因素必将会迎刃而解,中国塑料机械行业也将因为节能的红外加热圈的采用而更具市场竞争力。
 
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