塑胶成型全流程自动化改造及智能工艺调控技术
合作区域: 国内
拟投入总金额: 200.0万元
所属地域: 江北区
技术领域: 管控一体化系统
技术交易金额: 万元
截止日期: 2026-12-30
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信息描述
研发背景:

随着汽车配件、家用电器等下游行业对塑胶制品质量稳定性要求的不断提升,塑胶成型行业正加速向自动化、智能化转型。传统塑胶成型生产模式普遍依赖人工完成原料上料、成品下料、模具清理等工序,不仅劳动强度大、生产效率低,且人工操作的不确定性易导致产品一致性差;同时,工艺参数调整依赖操作人员经验,难以精准匹配PA、PP、PBT等不同改性塑料的成型特性,常出现尺寸公差超标、表面黑点、气泡、毛刺等缺陷,返工率居高不下,严重制约企业产能提升与市场竞争力增强。

宁波普尔塑胶工贸有限公司深耕塑料改性与塑胶制品加工领域,拥有8台双螺杆挤出机,形成PA、PP、PBT改性和PMMA染色四大系列产品,产品广泛应用于汽车配件、家用电器、电动工具等领域,具备完善的检测设备与研发团队。但企业现有生产线仍以传统人工操作为主,在高端改性塑料成型场景中,难以满足下游客户对产品精度与稳定性的严苛要求。研发塑胶成型全流程自动化改造技术,实现从原料上料到成品检测的无人化作业与智能工艺调控,是突破现有生产瓶颈、提升产品品质、降低生产成本的关键。基于此,企业亟需开展相关技术研发工作。

主要内容:

(1)多机台自动化协同难题:需解决8台双螺杆挤出机与自动化上下料系统的柔性适配问题,攻克协作机器人多机台巡弋调度算法,实现不同机型、不同产品的快速切换与精准上下料,提升产线整体协同效率。

(2)改性塑料工艺参数优化难题:需建立适配PA、PP等不同改性塑料特性的AI动态调参模型,解决温度、压力、转速等多变量耦合调控问题;攻克基于物料特性与环境参数的参数自寻优技术,替代经验化调参,提升成型精度。

(3)在线质量精准检测难题:需开发针对改性塑胶制品的高分辨率视觉检测系统,解决表面微小缺陷(黑点、气泡、毛刺)与微小尺寸公差的精准识别问题;攻克检测数据与工艺参数的实时联动反馈技术,实现质量异常的快速溯源与参数修正。

(4)产线数据互联互通难题:需解决自动化设备、成型设备、检测设备间的通讯协议兼容问题,攻克多源生产数据的标准化采集与实时传输技术,构建全流程数据追溯链路。

(5)柔性生产适配难题:需解决小批量多品种生产场景下的自动化设备快速切换问题,攻克针对不同改性塑料成型特性的工装快速更换与工艺参数一键调用技术,降低换产成本与时间。

前期研究开发基础:

(1)技术储备:企业已组建由高分子材料、机械加工、生产管理等领域专业人才组成的研发团队,具备塑料改性与成型的核心技术能力;完成了自动化改造方案的初步设计,积累了不同改性塑料的成型工艺参数、质量缺陷案例等核心数据,对人工生产痛点与自动化改造需求有深入认知,为技术研发奠定了数据与理论基础。

(2)设备基础:已购置双螺杆挤出机、完善的产品检测设备、基础的机器人调试平台、视觉检测实验装置及工艺参数采集终端,能够满足前期核心技术验证、原型产线搭建、算法调试及改性塑料成型场景适配测试需求;拥有1万平方米标准化厂房,具备技术成果产业化转化的生产空间与基础条件。

(3)市场与资源积累:已完成汽车配件、家用电器等下游行业重点客户的需求调研,明确了自动化生产效率、产品精度、缺陷检测准确率等核心技术指标;与塑料原料供应商、塑胶机械厂商建立了长期合作关系,可提供技术交流与场景测试资源;同时与高校高分子材料学院、工业自动化研究所开展了初步技术交流,具备产学研合作的良好基础。

现有的生产和研发的设备:
攻关目标:

(1)技术目标:开发完成塑胶成型全流程自动化改造系统,实现多机台自动化上下料覆盖率100%,单台设备生产效率提升45%以上;AI工艺参数优化模型适配80%以上主流改性塑料,参数调整精度达±0.1s(保压时间)、±1mm/s(射胶速度),尺寸公差超标率降低85%以上;表面缺陷检测准确率≥99.2%,检测速度≥200件/分钟;生产数据追溯完整率≥99.8%,换产时间缩短60%以上。

(2)应用目标:完成至少4个典型应用场景(汽车配件改性塑胶成型、家电外壳成型、电动工具部件成型、PMMA染色件成型)的适配验证,形成标准化自动化生产方案;技术应用后,产品表面缺陷返工率降低70%以上,生产人力成本降低50%以上,产品合格率提升至99.5%以上。

(3)成果目标:获得相关核心技术发明专利2-4项(含发明专利至少1项)、实用新型专利3-4项、软件著作权2-3项;形成完整的技术研发报告、生产工艺文件、设备操作手册及行业应用标准;将自动化改造技术成功应用于批量生产,实现至少12家下游重点客户的长期稳定供货。

成果形式:

(1)技术文档:包括塑胶成型全流程自动化改造技术研发报告、智能工艺参数优化算法手册、自动化系统集成设计方案、在线检测系统操作指南、生产操作规程、产品性能检测标准及方法、专利与软件著作权申请文件、场景适配指南等。

(2)实物成果:塑胶成型自动化上下料系统(含协作机器人、视觉引导模块、输送线)、智能工艺调控系统、在线质量检测模块、产线协同管控平台、柔性工装组件及性能测试设备。

(3)知识产权:围绕核心技术获得的发明专利、实用新型专利、软件著作权等知识产权证书。

(4)应用成果:自动化产线性能测试报告、改性塑料成型工艺优化验证报告、典型场景适配应用评估报告、产业化生产可行性分析报告及市场推广方案。