塑料包裝在食品包裝中占據(jù)重要地位，但塑料機(jī)械卻受到國外技術(shù)壟斷。億美特研發(fā)人員從牛肉丸中獲得靈感，發(fā)明的拉伸流變擠出生產(chǎn)線使得塑料加工機(jī)械擺脫螺桿限制，推動了全球橡塑機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)升級和更新?lián)Q代，打破了國外的技術(shù)壟斷。通過實際企業(yè)使用檢測拉伸流變擠出生產(chǎn)線能夠使物料損耗大大降低，能耗下降約30%，污染也跟著大大下降。
 
　　破百年模式當(dāng)了領(lǐng)跑者
 
　　昨日，在億美特車間內(nèi)，伴隨著嗞嗞聲，一臺臺設(shè)備高速運轉(zhuǎn)著，工人們有條不紊地忙碌著。該公司辦公室主任嚴(yán)斌告訴大家一個喜人的消息：拉伸流變擠出生產(chǎn)線在國內(nèi)多家著名的上市公司進(jìn)行試用后，反響良好。
 
　　在鄂州企業(yè)家牽線下，全球首條拉伸流變擠出生產(chǎn)線2016年12月在我市正式啟用。
 
　　啟用儀式上，主持研發(fā)該條生產(chǎn)線的億美特院士專家工作站首席專家、中國工程院院士瞿金平說：“第一套設(shè)備經(jīng)歷了6年時間進(jìn)入市場，這不僅是億美特的首臺套，也是鄂州市、湖北省、全中國的首臺套，更是學(xué)術(shù)界公認(rèn)的全世界首臺套?！?/span>
 
　　早在2011年，瞿金平就開展了拉伸流變的高分子材料塑化輸運方法的相關(guān)實驗。2014年，他的團(tuán)隊代表華南理工大學(xué)，與我市鄂豐模具達(dá)成產(chǎn)學(xué)研合作，共同成立武漢億美特模塑技術(shù)有限公司，實現(xiàn)新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，使第一代拉伸流變生產(chǎn)線走出了車間，億美特成為全世界第一個吃螃蟹的企業(yè)。
 
　　“200年來，塑料加工機(jī)械從未離開過剪切流變塑化輸運原理，如果按照國外的技術(shù)路線在該原理上進(jìn)行創(chuàng)新，我們就永遠(yuǎn)只能是追隨者?！宾慕鹌皆菏康莱隽舜?zhèn)鹘y(tǒng)技術(shù)的初衷。
 
　　該條生產(chǎn)線標(biāo)志著拉伸流變成形裝備的產(chǎn)業(yè)化正式起航，拉伸流變材料的綠色加工時代已經(jīng)到來，成為該行業(yè)的領(lǐng)跑者。
 
　　公司總經(jīng)理武軍說：“這條生產(chǎn)線是我國在這個領(lǐng)域的重大技術(shù)突破，對于世界范圍內(nèi)的橡塑機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)升級和更新?lián)Q代，以及節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)具有重大的現(xiàn)實意義。億美特已經(jīng)抓緊布局，改善設(shè)施和裝備條件，擴(kuò)大了研發(fā)制造核心隊伍，形成了以技術(shù)激發(fā)市場，市場帶動研發(fā)的格局?！?/span>
 
　　潮汕牛肉丸的啟發(fā)
 
　　“潮汕牛肉丸是不是很有嚼頭？而這項新技術(shù)發(fā)明的靈感就是來自牛肉丸。”主持研發(fā)的億美特院士專家工作站首席專家、中國工程院院士瞿金平道出了研發(fā)拉伸流變擠出生產(chǎn)線的靈感來源。
 
　　從塑料加工的學(xué)術(shù)上講，螺桿是靠給物料施加具有“剪刀差”的剪切形變而工作的，同時物料也承受了少量拉壓形變的作用。
 
　　在過去的20多年研究塑料動態(tài)塑化加工過程中發(fā)現(xiàn)，螺桿之所以能縮短是由于其軸向振動增加了對物料的拉壓形變作用。如果反其道而行之，塑料加工時主要承受拉壓形變作用，而剪切形變作用是次要的，是否就可以不需要螺桿呢？一個大膽的設(shè)想就這么誕生了。
 
　　“這就是我提出以拉伸流變?yōu)橹鲗?dǎo)的塑料塑化輸運機(jī)理的背景。”瞿金平說。“潮汕牛肉丸之所以有韌勁，因為是用整塊牛肉打出來的，不用刀切肉，沒有破壞牛肉的纖維結(jié)構(gòu)?！?/span>
 
　　“既然做牛肉丸可以不用刀，那我們何不也試試塑料加工不用螺桿呢？”瞿金平邊暗暗佩服做牛肉丸的人聰明，邊尋思著如果換掉螺桿，可以用什么取代呢？
 
　　“葉片?！苯?jīng)過幾個月的嘗試，瞿金平的團(tuán)隊人員幾乎同時想到了用它來代替螺桿。
 
　　小葉片降耗30%
 
　　一個長約15米的螺桿機(jī)械，如果換用葉片技術(shù)，僅需4米就夠了。
 
　　葉片在由定子、轉(zhuǎn)子及葉片組成的特定幾何空間中轉(zhuǎn)動時帶動物料輸送，同時，隨流道截面積由小到大，再由大到小周期性變化過程中承受拉伸和壓縮作用，這樣就避免了在使用螺桿輸送塑化過程中對物料很強(qiáng)的剪切作用而導(dǎo)致大分子鏈斷裂。
 
　　瞿金平解釋道，這與傳統(tǒng)螺桿傳送物料是同樣的道理，傳統(tǒng)螺桿原理是“剪切流變”，就像做魚丸，是先將肉切碎，但會破壞塑料的分子鏈。而葉片傳送是“拉伸流變”，就像和面團(tuán)一樣，是經(jīng)過揉捏的，對塑料分子的破壞很小。
 
　　如此一來，由葉片代替螺桿既提高了物料的輸送塑化效率，又避免了物料大分子結(jié)構(gòu)的改變，從而大大提高了生產(chǎn)質(zhì)量。并且傳動速度加快了，機(jī)械短小，使電能損耗大大降低。
 
　　“之前我們成功組裝好的樣機(jī)，機(jī)械長度縮短了50%，經(jīng)過1年的改進(jìn)試生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，能耗下降約30%，生產(chǎn)效率提高25%，同類管材的斷裂拉伸率和抗沖擊強(qiáng)度顯著提高。”武軍興奮地說。
 
　　武軍介紹道，我國使用的稍微大些和精密些的塑料加工機(jī)器都要依賴進(jìn)口。瞿金平的這一技術(shù)革新，打破了塑料機(jī)械發(fā)明以來200年不變的螺桿傳送模式，也宣告了國外企業(yè)的技術(shù)壟斷即將告破。
 
　　“經(jīng)過在東莞、汕頭、武漢、深圳等地企業(yè)的實際生產(chǎn)狀況統(tǒng)計，我們的物料損耗大大降低，能耗下降約30%，污染自然也就跟著大大下降?！宾慕鹌秸f，拉伸流變原理開發(fā)的輸運方法及工藝設(shè)備，在有效提升高分子原料利用效率的同時，可推動生物質(zhì)資源對石化資源的替代，提高廢舊塑料的循環(huán)利用率。
 
　　瞿金平表示，應(yīng)用這項技術(shù)及設(shè)備，可以將塑料原料的60%至70%置換成植物纖維，比如廢棄的中藥渣、甘蔗渣和秸稈等，不僅能極大減少塑料的使用量，減少“白色污染”，而且能實現(xiàn)廢棄資源的有效利用。
 
　　通過技術(shù)攻關(guān)，該成果先后獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎和中國發(fā)明專利金獎，其拉伸流變塑化輸運加工技術(shù)直接跨過國外技術(shù)屏障，代表了當(dāng)今橡塑機(jī)械裝備領(lǐng)域的最新成果和國際領(lǐng)先水平。