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国内的涂附磨具行业需向前发展

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-11-22 09:34:00

  进口与国产涂附磨具生产线的组成和发展现状,并将国产生产线与进口先进生产线从系统主要参数及单套设备等角度进行了对比,指出了各自的优缺点。根据国产生产线存在的缺点或弱势,借鉴当前进口生产线的主流设计方式,提出了改进和发展方向。

  涂附磨具是用粘结剂把磨粒粘附在可挠性的基材上制成的磨具.由此定义来看,涂附磨具的三个基本元素分别是:背基、磨料和粘结剂。涂附磨具的生产,也就围绕着这三个基本元素而展开。
  随着市场竞争的日益激烈,国产涂附磨具产品日趋雷同,且产品定位始终徘徊在中低端市场,利润越来越薄,逐步形成一种恶性竞争。而进口高端涂附磨具价格高,单价为国产产品的3.6倍,利润空间大,且市场需求量逐年稳步上升。如何将进口高端产品国产化,成了涂附磨具行业的当务之急。
  古人云:工欲善其事,必先利其器。要想生产制造出高端的研磨产品,没有优质的原材料,没有成熟稳定的工艺是不可能实现的,然而,即使具备了上乘的研磨原料,成熟的工艺,没有性能稳定的先进涂附磨具生产设备也有可能是缘木求鱼。设备作为工艺的载体,尤其是关键的植砂设备,已经成为国内研磨行业向高端化迈进的瓶颈,这也早已成为业界的共识。本文正是基于此点,在纵览剖析国内外设备差距及优缺点的同时,为国产设备向自动化、智能化、高端化发展提供了良好的建议。
  1、生产线的组成
  涂附磨具是世界上最早出现的磨具品种,早在13世纪,我国劳动人民就用天然树脂将磨碎的的贝壳粘在羊皮上磨东西。1808年,欧洲人把熔烧磨细的浮石与漆混合,用刷子涂在纸上制得了最早的涂附磨具。而目前机械化生产所使用的涂附磨具生产线,则源于20世纪50年代,当静电植砂设备研制成功时,人们开始大量使用磨料和树脂,开始了机械化和自动化批量生产典型的涂附磨具产品结构。
  现代涂附磨具生产线的主要工艺流程及设备组成基本。这是涂附磨具生产线的基本形式。不少国内外企业,根据多年的实际生产经验,为提高生产效率或降低生产成本,对生产线做了局部的改进,以适应自身产品生产的需要,但万变不离其宗,核心工艺和设备始终没有展开。
  2、国产生产线设备的现状
  目前,国内各类涂附磨具产品生产厂商所使用的生产线主要包括以下三类:
  第一类生产线基本由进口设备组成,典型的涂附磨具生产线设备是由已有百年历史的德国Peter Schwabe公司设计生产的,国内少数一线生产厂家采用的便是该公司的设备,或者是在该公司设备基础上进行改进的设备;第二类生产线是拼拼凑凑的半国产生产线,关键设备由国外进口,次要设备则根据进口设备进行国产化设计和制造,关键设备主要是指头胶机和静电植砂机,以及静电植砂机配套的高压发生器等设备,这类生产线也仅仅掌握在少数国内涂附磨具生产企业手中;而第三类生产线则几乎完全是由国内设备制造厂商设计制造的国产生产线,所谓的设计则是根据20世纪80年代上砂厂引进的德国涂附磨具生产线进行仿制,并针对国内实际生产情况做了优化改进而得的。典型的国内设备生产厂商是位于上海市奉贤区的上海全全工贸有限公司,这类生产线被国内广泛应用。其他号称能够设计制造涂附磨具生产线的设备生产商,几乎只能提供生产线中的极个别设备,图纸也是参考了其他设备厂商早期的成熟产品。
  国产涂附磨具生产线经过几十年的发展,虽然有不少涂附磨具生产企业对其进行了各种改造,以适应自身生产的需要,一定程度上提高了生产效率和产品质量,但是,整体而言,依然处于绝对落后的地位。
  国产涂附磨具生产线的弱点可以总结为两点:(1)生产效率低;(2)产品质量低。生产效率低,体现在生产线生产的产品幅宽较小,生产线生产速度较慢,自动化程度低,产能低下。产品质量低,则体现在产品组合范围相对小,无法生产高目数产品,产品质量不稳定等方面。
  从单项技术参数来看,国产生产线与国外进口生产线一样,能够生产以纸或布为背基材料的涂附磨具产品,说明国产生产线已经具备了生产重型砂纸和砂布的能力,对重型砂纸、砂布生产所需要掌握的涂附技术、植砂技术、烘干调质技术以及张力控制技术有了一定的了解和掌握。但从产品的幅宽差别来看,国外进口生产线掌握了更加重型、更加精确的张力控制技术,各设备的刚性等各方面综合性能也相对较高,从而,有效提高了生产效率和产品质量。
  第二、三类生产线的线速度比进口生产线的线速度要低得多。生产线线速度的提高,不仅仅是电机转速的提高,而是需要提高生产线各设备的个体运行稳定性以及针对不同磨料和粘结剂进行生产速度的区分和设定,并集成智能化的的控制系统进行有效控制。进口生产线正是拥有了以上这些必要的技术,才能在正常生产运行速度25~120m/min的状态下,高速、高质量地进行稳定生产,生产速度是国产生产线的3~4倍,有效降低了产品的单位成本,提高产品利润。
  随着各个行业产业结构的逐步调整,行业不断细分,市场对产品多样化的需求越来越高。一条有竞争力的生产线往往具备两个特点。第一,速度快,性能稳定;第二,适应能力强,可以生产多种产品。国产生产线在同一条线上能够生产的产品品种有限,而进口涂附磨具生产线则属于这种有竞争力的生产线。诚然,涂附磨具生产线最核心的设备是静电植砂机。国内一些企业及科研机构多年来一直致力于该设备的研究,并取得了不少成果。但是,静电植砂机性能的逐步提高,并未能帮助使用第二、三类生产线的涂附磨具生产厂家达到与第一类生产线使用厂商和国外该行业发达地区其他厂商一样的生产能力。由此可见,涂附磨具生产线的优劣并不仅仅是一两套设备所决定,更是一条生产线系统性设计问题。
  从单台设备来看,国产生产线的设备,尤其是关键设备:头胶机、复胶机、烘房和静电植砂机,与国外进口设备均有着很大的差距。进口头胶机、复胶机多采用两辊涂布结构,而国产设备则采用三辊涂布结构,多了一根计量辊。增加计量辊的出发点是希望提升涂布过程中,基材表面粘结剂的均匀性,以弥补国产两辊涂布头涂胶不如进口设备均匀的缺陷。但是,计量辊的增加,存在三个问题:第一,势必增加了生产时设备调整的难度,两辊涂布只需要调整一次,而三辊则需要调整两次以上;第二,计量辊的制造精度、安装精度及累计误差也使涂胶的均匀性受到负面的影响;第三,计量辊的增加,对于涂层较厚的粘结剂,可能造成刮痕,因为计量辊在环境温度较低时,增加了粘结剂在涂附过程中的散热,提高了粘结剂的粘度,对于涂层较薄的粘结剂,可能造成流挂,因为计量辊在环境温度较高时,增加了粘结剂在涂附过程中的吸热,降低了粘结剂的粘度。这些,对产品的质量都会有影响。
  烘房是制约生产效率和决定单位产品成本的重要因素之一。目前涂附磨具生产线普遍采用悬挂式烘房。国产生产线的烘房大多为直线型,多被实际厂房场的束缚。烘房长度并未根据产品的实际需求经过计算设计,而是根据经验设定,大部分烘房存在能源浪费严重的情况。而且,烘房的顶部、侧面和底部的保温设计也基本沿袭了旧的进口生产线设计,保温效果较差,热损失较大。所幸的是,在增大能耗的前提下,国产烘房内部温度均匀性还可以,基本可以达到 /-3摄氏度,对产品的均匀烘干提供了较好的环境。烘房的内部传动结构基本参考了上世纪80年代进口设备的设计,在30~40m/min的线速度下,运行比较稳定,一旦再需要提高速度,则掉杆几率显著增加。
  静电植砂机的长度对生产线速度和植砂目数的范围有着很大的影响,设备越长,生产速度越快,植砂目数范围越广,当然,这个结论必须建立在生产高目数产品时,具有性能先进的高压发生器及其配套控制程序和良好的环境温湿度控制相匹配的前提下的。否则,即使设备长度再长,也无法生产高目数的产品。而先进的高压发生器及控制程序,一些发达国家或厂商对中国采取了禁止出口的措施,这也制约了涂附磨具行业在中国的发展。
  如果说,涂附磨具生产线的各套设备是人体的各个部分,那么,控制系统则是该生产线的大脑和控制中枢。随着中国人口红利时代的逐渐远去,生产线的自动化程度随之提高,所需要的操作人员数量也逐渐会减少。进口生产线不但掌握先进的植砂控制技术,而且在涂布、纠偏、张力控制等领域有着很深厚的底蕴,相比之下,国产生产线的控制仅仅体现在一些相对重要的位置,例如:植砂、涂布和收卷,所采用的控制技术也因行业因素局限在九十年代初的水平,,控制的精度、稳定性等方面远不如进口生产线。全自动生产线所需要的操作工人数基本控制在15人以下,而国产生产线在同等条下需要的操作工数量更多。同等条件是指同样的操作方式,同样的安全操作要求,同样的质量检测要求等。
  控制不仅仅是让生产线运行起来,还应当包括产品生产过程中,对一些重要工序的质量检测和反馈控制。例如:基材厚度的检测、头胶机涂布厚度的检测、植砂量的检测、复胶机涂布厚度的检测等等。国产生产线目前仅有极个别厂家实现了上述功能中的部分功能。而进口生产线则配备了一整套完整的检测功能,以保证其产品的高品质,也有效降低了生产过程中的报废率。
  3、国产生产线改进方向
  综上所述国内的涂附磨具行业要进一步发展,需要原材料、生产工艺、生产设备及质量检测、产品试验检测设备四架马车同时向前跑,缺一不可。
  从宏观而言,国产涂附磨具生产线的发展方向主要是:(1)。提高产品质量;(2)。提高生产效率;(3)。注重环保和安全。前两点能够给企业带来直接的利润,而第三点则是长远的利益,也是对社会的一份责任。
  从微观而言,国产涂附磨具生产线的每台设备都有不足之处,尤其是要用于生产高端产品。如果生产企业资金有限,但是急需提高产品质量,且仅仅是为了提高产品质量,以达到将产品推入高端市场的目的,基于现有国产生产线设备,通过替换关键设备,在一定程度上可以弥补与进口设备上的一些差距。这些关键设备是:头胶机和静电植砂机及其配套装置。
关键词:磨料磨具磨料磨具

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