立体仓库规划

胜利油田供应处物资总库新址规划方案山东兰剑物流科技股份有限公司2012年8月目录一、胜利油田物资总库现状及规划必要性 2二、规划思路及原则 3三、物资总库新址总体及各功能分区规划方案 41.规划依据 42.规划方案 52.1物资总库新址总体规划方案 52.2各功能分区规划方案 73.方案设施设备介绍 133.1存储设备 133.2自动出入库设备 17四、物联网信息系统规划方案 251.规划原则 252.规划方案介绍 262.1物资到货智能管理 272.2物资在库智能管理 272.3物资配送智能管理 282.4总库园区安防智能管理 29五、项目投资估算 29胜利油田供应处物资总库新址规划方案一、胜利油田物资总库现状及规划必要性中国石化胜利油田分公司物资供应处（简称供应处）始建于1966年，承担胜利油田生产所需物资的采购供应，其中物资总库既是储备中心，又是配送中心，承担着油田生产物资的供应保障工作；物资检验所是胜利油田综合性质量检验和计量检定单位，在油田的生产过程中发挥着重要的辅助和保障功能。城市规划方面。根据《东营市中心城区总体规划（2011-2020）方案》，现供应处物资总库、检验所区域的用地性质为居住用地，在2011年东营市规划局控制性详细规划方案中，胜利油田物资供应处属于东营市火车站片区，对于供应处来说急需对新址进行规划搬迁。物资供应方面。随着胜利油田职工住宅胜利花苑的建设，供应处、物资总库、物资检验所用地面积逐渐减少，不能满足现有物资存储的需要，影响了对油田生产物资的供应。物资存储方面。目前油田所有物资均采用平面堆放的形式，占用面积大、空间利用率低；因仓库使用面积的减少致使化工类物资室外堆放，不符合化工类物资存储的条件，影响物资质量。物资管理方面。随着存储可使用面积的减少，不同批次、不同厂家、不同规格的套管经常存放到一个垛位，且物资间的安全距离减小，造成库存产品存放混乱的局面，不易于物资的管理。同时，未建立库存物资物联网，不能对物资进行全生命周期管理，管理方式落后。作业流程方面。目前管材类物资要在库内进行两次倒运，流程不顺畅，影响物资的出入库；同时，两次都是人工搬运的方式，多次倒运导致人员劳动强度大，人工成本较高，且工作效率低。二、规划思路及原则在前期两次调研的基础上，按照胜利油田供应处的总体要求，依据物流作业达到机械化、自动化，物资管理实现全生命周期管理，流程系统顺畅简便的总体目标，对物资总库新址进行总体及各功能分区的规划，达到物资存储智能化、仓储作业标准化、配送全称可视化、物资管理精细化的目标。物资总库新址总体及各功能分区的规划遵循系统性原则、可行性原则、标准性原则、经济性原则、前瞻性原则。1.系统性原则物资总库新址总体及各功能分区的规划方案综合考虑并系统分析对规划有影响的因素，包括各部门需求物资的种类、数量，物资出入库的频率，各类物资物流属性等因素。2.可行性原则物资总库新址总体及各功能分区的规划方案满足各种资源约束条件，既考虑了现有的可支配资源，又符合油田自身实际情况，无论从技术上，还是从经济上都是可以实现的。3.标准性原则物资总库新址总体及各功能分区的规划方案遵循一定的标准，包括物资包装标准、油田物资管理流程等，满足统一的规划要求，具有兼容性。4.经济性原则物资总库新址总体及各功能分区的规划方案在满足胜利油田物资供应处需求的前提下，追求成本最低，实现自身利益的最大化。5.前瞻性原则物资总库新址总体及各功能分区的规划方案考虑到胜利油田物资供应处的远期规划及持续发展，具有前瞻性性，达到“10年先进，20年不落后”的目标。三、物资总库新址总体及各功能分区规划方案1.规划依据园区流量最小化原则。将流量关联性强的区块予以紧密布局，以尽可能减少园区内的货物流量和流动距离；功能关联区块就近布置原则。将功能关联关系较强的区块予以就近布局；服从所在区块实际条件原则。因所在地块自然条件所限，需要对部分区块布局进行调整，但需要尽量满足按照前面两个原则形成布局相对关系的功能区块进行调整；充分利用主干道路资源原则。货运配载等运输作业区尽可能沿园区主干道布置，以最大程度分散货流。2.规划方案2.1物资总库新址总体规划方案本规划方案占地1106.34亩，其中一期占地519.41亩，二期占地586.93亩。根据各区域功能、物资种类等因素分为四个功能分区，分别为行政办公生活区、物资仓库区、钢材区（普通钢材区和管材区）、化工区。普通钢材区（二期）主干道主干道管材区（一期）主干道普通钢材区（一期）主干道化工区（一期）化工区（二期）管材区（二期）管材区（二期）`仓库区（一期）行政办公生活区（一期）湖泊规划燕山路西二路西三普通钢材区（二期）主干道主干道管材区（一期）主干道普通钢材区（一期）主干道化工区（一期）化工区（二期）管材区（二期）管材区（二期）`仓库区（一期）行政办公生活区（一期）湖泊规划燕山路西二路西三路总库新址整体规划方案（1）本规划方案未填平水库，水库既是总库新址整个库区的消防水池又为整个库区增添景观。（2）办公楼、公寓、车间班组办公室、队部办公室、仓库等房屋建筑规划时充分利用地形，均南北朝向，便于采光。（3）整个库区内东西向道路四条，横向连接西二路、燕山路、西三路，便于物资的出入库；同时库区内主干道宽30米——50米，满足各种车辆的行驶。（4）铁路线主干道引出两个分支，位于燕山路东西两侧，便于两侧钢材存储区各种钢材的运输与配送。（5）行政办公生活区、总库仓库区位于湖泊北侧，远离污水处理厂，避免了污水处理厂挥发出的刺激性气体的污染；同时，行政办公生活区东临西二路，面对湖泊，交通便利、风景宜人。（6）考虑到东营市常年东南风、西北风风向的因素，化工区设置于总库新址总库区的西南角，避免了化工物资挥发气体对整个库区的空气污染。（7）钢材区按钢材总类进行分区存储，易于管理；且套管成品区靠近总库区大门方便套管出库。2.2各功能分区规划方案2.2.1行政办公生活区行政办公生活区设置于湖泊北侧、西二路西侧，用地面积47.52亩，其中办公区（5F）占地3000平方米，公寓楼（4F）占地2000平方米，服务中心(3F)占地1400平方米。行政办公生活区行政办公生活区设置有办公楼、公寓楼、综合服务中心、篮球场等设施。此区域在南侧开门，面对湖泊、紧邻西二路，交通便利；区域内道路宽20米，完全满足车辆行驶，同时设有10米宽的环形消防通道，保障人员安全；办公楼与公寓楼南北朝向，便于室内采光；综合服务中心共三层，其中一楼为餐厅，二楼为浴室及员工活动中心，三楼为员工活动中心，综合服务中心设置于此区域的西南角，行政办公人员及总库队部人员可共用该服务中心；公寓楼与铁路之间设置有80米宽的绿化区域，此段绿化削弱了火车行驶产生的噪音，同时此区域又为行政办公生活区的预留发展区域。2.2.2总库仓库区总库仓库区设置于燕山路东侧、行政办公生活区西侧，用地面积55.21亩，其中主库9072平方米，辅库5184平方米。总库仓库区总库仓库区共设置有联合工房1栋、普通库房2栋。此区域南侧开门，一期规划中从西二路进入库区，二期规划中从燕山路进入库区；总库仓库区共2个大门，其中人流大门、物流大门各1个，做到了人物分离，人流、物流互不交叉；人流主干道宽20米，物流主干道宽40米，环形消防通道宽10米，满足各种车辆行驶的需要；仓库上方与铁路之间设有80米的绿化带，此区域作为总库预留发展区域；3个仓库占地面积共14256平方米，主要存储劳保类、阀门仪器类、钻采配件类、油田生产材料等大类物资，采用自动化立体库、电子标签拣选货架、横梁式货架、平面堆放等存储形式；联合工房包括立体库、普通库、队部办公室、业务大厅，联合工房从经济效益、工作效率、物资管理、建设先进性等多个方面比传统普通库房具有优势，同时联合工房设置于总库仓库区的东侧，靠近行政办公生活区，方便队部及业务大厅人员与行政办公人员沟通业务，且可共用综合服务中心，节省成本；劳保类物资数量大、出入库频繁，存储于联合工房的立体库区，钻采配件、阀门仪器共同存储于联合工房的普通库区，重型物资、报废物资数量较多，占用仓库面积较大，共同存储于1#仓库，水泥、防洪物资、石英砂、有色金属等生产材料共同存储于2#仓库。2.2.3钢材区钢材区占有两大块区域，分别设置于燕山路东侧与西侧，占地面积886.77亩，其中一期面积360.54亩，二期面积526.23亩。检验车间，检验、调运、材料库办公室套管待检区（一期）东西向主干道一槽钢区（二期）钻具区（二期）钢板区（二期）油管区（二期）机务队东西向主干道三东西向主干道二光管区（二期）大无缝管区（二期）大无缝管区（二期）套管区（二期）大无缝管区（二期）大无缝管区（二期）套管区（二期）检验车间，检验、调运、材料库办公室套管待检区（一期）东西向主干道一槽钢区（二期）钻具区（二期）钢板区（二期）油管区（二期）机务队东西向主干道三东西向主干道二光管区（二期）大无缝管区（二期）大无缝管区（二期）套管区（二期）大无缝管区（二期）大无缝管区（二期）套管区（二期）光管区（二期）机械队规划燕山路套管合格品区（一期）光管区（一期）套管合格品区（二期）套管区（一期）套管区（一期）大无缝管区（一期）套管区（二期）钻具区（一期）小无缝管区（一期）油管区（一期）槽钢区（一期）钢板区（一期）总库仓库区小无缝管区（二期）钢材区钢材区分为普通钢材区（钢板区、槽钢区、油管区、小无缝管区、钻具区）、管材区（套管区、光管区、套管待检区、套管合格品区、大无缝管区）、检验所区（检验车间，检验、调运、材料库队部办公室）。钢材区东西向设置有3条道路，联通西二路、燕山路、西三路，且区域内规划有两条铁路线，整个区域内路线顺畅、交通便利；区域内主干道30米——50米宽，能满足多辆车并排行驶，提高了物资出入库效率。钢材区的建设分为一期与二期。钢板、小无缝管、工槽钢、油管、钻具等物资种类、数量较少，一期普通钢材区垛位设置于铁路线西侧靠近燕山路的狭长区域，二期设置于燕山路与湖泊之间的区域。管材区位于燕山路西侧广阔区域，只需检测外观的套管类物资直径、数量大，不适于长距离搬运，垛位紧邻铁路线；需全检套管存储于套管待检区，避免了二次搬运，且此部分套管直径、重量相对较小，垛位设置于套管区西侧；检验车间设置于套管待检区南侧，两者紧邻，减小了搬运距离；检验车间东侧为联合工房，包括合金管立体库、综合办公楼（材料库队部办公室、质检中心办公室、调运队队部办公室）;套管合格品区设置于套管待检区与检验车间西侧，便于套管成品存储，且套管合格品区西侧开门通向西三路，便于套管合格品的配送；二期建设完成后一期大无缝管区域设置为套管区，一期光管区设置为套管合格品区。2.2.4化工区化工区设置于总库新址库区的西南角，西邻西三路，占地面积116.84亩，其中一期占地56.14亩，二期占地60.7亩。二期一期二期一期化工区东营市常年为东南、西北季风，且化工类物资易挥发刺激性气味，鉴于此化工区设置于总库新址库区的西南角。化工区共设置有库房6栋、料棚1栋、化工区队部办公室1栋，其中一期建设库房3栋、料棚1栋、化工区队部办公室1栋，二期建设库房3栋。一二期区域两门相对，便于管理，且仓库新址库区主干道从此穿过，方便物资的出入库。3.方案设施设备介绍物流设备作为现代物流系统的重要支撑要素之一，对整个物流系统的高效合理运作起着非常重要的作用。本方案按照不同仓库的功能定位，统一规划，制定与其功能定位适合的物流设备配置方案。3.1存储设备3.1.1自动化立体仓库自动化立体仓库是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分,主要由立体货架、有轨巷道堆垛机、出入库托盘输送机系统、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统、计算机管理系统以及其他如电线电缆桥架配电柜、托盘等辅助设备组成。自动化立体仓库在本方案中用在劳保库、干粉库、溶剂库、合金管库等仓库，此类物资数量较多、出入库频繁。自动化立体仓库节约了仓库用地、减轻了工人劳动强度、减少了出入库差错、提高了仓储自动化水平及管理水平，同时提高了管理和操作人员的素质、降低了储运损耗、提高了物流效率。自动化立体仓库3.1.2电子标签拣选系统电子标签拣选系统，是以一连串装于货架格位上的电子显示装置(电子标签)取代拣货单，指示应拣取的物品及数量，辅助捡货人员的作业，减少目视寻找的时间。一套完整的电子标签拣选系统包括主计算机PC、EPD屏、电子货架标签和智能手持终端设备四部分组成。电子标签拣选系统在本方案中用于劳保库。工服、胶鞋等劳保物资需要根据不同订单进行拣选，电子标签拣选系统减少了拣错率，加快了拣选速度，提高了拣选效率。电子标签拣选系统3.1.3横梁式货架横梁式货架是使用最普遍的一种货架，提供100%的存取性，并且有很好的拣取效率，但货架的储存密度较低，需要较多的巷道。通常使用2-5层，货架高度受限，一般在10米以下，适用于一般叉车存取。横梁式货架由柱片（立柱）、横梁组成，结构简洁、安全可靠。横梁式货架在本方案中用在联合工房中的普通库、总库仓库区的1#库2#库、油料库。横梁式货架可任意调整组合，安装简易、费用经济，出入库存取不受物品先后顺序的限制。横梁式货架3.1.4溶剂桶专用托盘作为与集装箱类似的一种集装设备，托盘现已广泛应用于生产、运输、仓储和流通等领域，被认为是20世纪物流产业中两大关键性创新之一。溶剂桶为圆柱形，直接放置于普通托盘不稳定，需对托盘进行改进，加限位块，且要对其进行捆扎。考虑到改进、承重等因素采用钢托盘。溶剂桶专用托盘在本方案中用在溶剂库中，托盘显著提高装卸效率及搬运效率，使物资集装化、模块化，优化了物资的存储形式。溶剂桶专用托盘3.2自动出入库设备3.2.1电动平衡重叉车电动平衡重叉车以电动机为动力，蓄电池为能源，主要用于仓库内部货物的装卸搬运。其承载能力为1.0～8.0吨，作业通道宽度一般为3.5～5.0米。电动平衡重叉车在本方案中应用于各个普通库中，该叉车具有车体紧凑、移动灵活、自重轻、环保性能好等优点，满足各类物资在库内的装卸搬运工作。电动平衡重叉车3.2.2皮带输送机皮带输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送皮带、皮带辊筒、张紧装置、传动装置等组成。皮带输送机在本方案中用于劳保类、干粉类物资的卸车，这两类物资种类、数量较多，且自身重量不是很大，适合皮带输送机卸车。皮带输送机3.2.3自动码垛机自动码垛机是机、电一体化的自动码垛设备，可按照要求的编组方式和层数，完成对料袋、胶块、箱体等各种产品的码垛。主要由压平输送机、缓停输送机、转位输送机、托盘仓、托盘输送机、编组机、推袋装置、码垛装置、垛盘输送机等组成。自动码垛机在本方案中主要用于劳保类物资的自动码垛，其结构设计优化，动作平稳可靠，码垛过程完全自动，无须人工干预。自动码垛机3.2.4辊道输送系统辊道输送线适用于底部是平面的物品输送，主要由辊筒、机架、支架、支腿、传动装置、驱动装置、移载装置等部分组成。辊道输送系统在本方案中用于劳保类立库，具有输送量大、运转轻快、效率高、能实现多种共线分流的输送特点。辊道输送系统3.2.5无人搬运车（AGV）无人搬运车（AGV）装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能。AGV属于轮式移动机器人（WMR-WheeledMobileRobot）的范畴。AGV在本方案中用于溶剂立库、干粉立库。溶剂及干粉易挥发刺激性气体，使用AGV达到无人操作的状态，避免刺激性气体对人体的伤害。无人搬运车（AGV）3.2.6机械手机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。机械手在本方案中主要用于溶剂立库、干粉立库，完成溶剂类、干粉类物资的码垛与拆垛作业。机械手3.2.7侧面叉车侧面叉车工作装置安装在车身侧面，可以升降、倾斜，还可以沿车身侧面伸缩，适用于长形货物的装卸、堆垛和运输。侧面叉车在本方案中用于管材类物资的搬运，考虑到管材类物资的长度、搬运距离、路面等情况采用内燃侧面叉车。侧面叉车3.2.8抓管机抓管机主要用于油管、套管、钻杆等管材类物资的装卸，具有功率大，掘起力强，卸载高度高，三项和时间短等特点。抓管机四、物联网信息系统规划方案1.规划原则物联网信息系统的规划遵循整体性原则、开放性原则、实用性与先进性原则、安全性原则。（1）整体性原则物联网信息系统在设计时综合考虑各部门的需求，从整体上设计各功能模块；同时，物联网信息系统与现有其他业务系统的协调运行，从整体上实现信息系统的统一规划、协同实施。（2）开放性原则物联网信息系统遵循国家及国际统一标准，同时，在保证安全性的前提下，对外开放部分信息，保证系统的开放性。（3）实用性与先进性原则物联网信息系统根据油田实际需要设计，注重实用的基础上采用先进技术及装备，保证系统的实用性与先进性。（4）安全性原则物联网信息系统供胜利油田多部门使用，存储物资总库所有物资的信息，安全性至关重要，该系统对不同用户设置不同的权限，并采取加密措施；同时，系统自身带有防护及纠错功能，保护系统正常安全运行。2.规划方案介绍物联网智能管理系统从业务流程出发，以先进的物流管理理念和条形码、RFID、智能监控等物联网技术为手段，采用成熟的技术路线，整合物资总库物资的仓储数据，将物资到货验收、仓储业务管理、出入库作业管理、仓储库存控制、配送业务管理、物流成本管理、物流绩效考核、物流资源管理、查询统计分析、数据挖掘展现等功能高度集成，搭建一个“统一、先进、实用、高效”的智能化综合管理平台，实现对总库所有物资的全程痕迹化、可视化、可控制管理。2.1物资到货智能管理物资到货管理包括物资入库手续办理系统、物资到货看板系统、物资智能化入库系统等系统。物资入库手续办理系统：供应商按事前预约的时间送货到物资总库，在门卫处领取RFID通行证并进行车辆信息的输入，系统根据总库出入库情况自动分配月台，完成入库手续的办理。物资到货看板系统：总库月台分配情况会传到物资到货看板系统，驾驶员根据看板提示驶入相应月台进行入库管理。物资智能化入库系统：送货车驶入月台后，由仓管员刷RFID通行证，激活收货作业。采用叉车、行吊、输送机进行卸货，由机械手、自动码垛机进行码垛，智能叉车、AGV等根据智能化入库系统分配的货位进行入库。2.2物资在库智能管理物资在库管理系统包括库存管理系统、监控系统等系统。库存管理系统：包括各存储区域库存管理、总库存统计、物资超期预警、物资超限预警、物资库龄分析、物资库存项目结构、按物资分组统计、仓储储位可视化查询、作业任务信息、报损报溢信息等功能，可帮助各部门人员进行信息的核对，了解仓库内存储物资的结构、数量、库龄等信息。监控系统：包括仓库内实时监控、仓库环境监控、仓库内电力情况监控等功能，此部分监控系统既能帮助工作人员实时掌握仓库内的情况又能起到安防消防的效果。2.3物资配送智能管理物资配送管理包括物资出库管理系统、配送车辆在途GPS监控系统、电子锁系统、交货系统等系统。物资出库管理系统：仓管员根据出库需求制作出库单，借用智能叉车、机械手、AGV等智能化的设备进行货物的拣选；配送员在门卫处领取出库RFID通行卡，根据看板管理系统提示到相应月台装取货物，货物装车后，配送员出库时刷RFID通行证，物资状态由在库改为在途，完成出库作业。配送车辆在途GPS监控系统：在配送车辆的各个角度安装摄像头，实时监控配送车辆的情况，既能防止驾驶员中途换料，又能对中途的特殊情况采取及时的措施。电子锁系统：采用了GPS卫星定位技术、GSM、GPRS技术、有源RFID技术，实现机械锁和电子锁双重锁定，无线数据读写、存储信息、非法开启报警并记录等功能，应用于总库向各配送中心配送的情况，可有效防止“换料”情况的发生。交货系统：物资送到项目现场，经现场工作人员确定后，在送货单上签字或由收获人员刷RFID卡，完成交货。2.4总库园区安防智能管理总库园区安防管理包括门禁管理系统、考勤管理系统、电子巡更管理系统、红外监控系统等系统。采用IC卡识别、指纹识别、人脸识别等技术实现对园区的全面管理，保障园区安全。五、项目投资估算本方案项目一期投资估算如下:序号工程或费用名称涵盖范围费用（万元）1建筑工程费立体库、普通库、生产辅助用房等建设费￥28,956.722系统配套费道路、绿化、给排水、空调等费用￥12,173.573工艺设备费存储设备、自动出入库设备、信息化系统等￥15,260.004其他费管理费、设计费、造价咨询费等费用￥3,934.945预备费￥6,032.52总计￥66,357.75

附录资料：不需要的可以自行删除聚合物成型新工艺振动辅助成型原理及特点：原理：动态注射成型技术如果在注射成型过程中引入振动，使注射螺杆在振动力的作用下产生轴向脉动，则成型过程料筒及模腔中熔体的压力将发生脉动式的变化，改变外加振动力的振动频率与振幅．熔体压力的脉动频率与振幅也会发生相应的变化，熔体进入模腔进行填充压实的效果也必然会发生相应的变化。通过调控外加振动力的振动频率与振幅．可以使注射成型在比较低的加工温度下进行，或者是可以降低注射压力和锁模力，从而减小成型过程所需的能耗，减小制品中的残余应力，提高制品质量。分类：在机头上引入机械振动；机头引入超声振动；在挤出全过程引入振动振动力场对挤出过程作用的机理挤出过程中的振动力场作用提高了制品在纵向和横向上的力学性能，并且使二者趋于均衡这种自增强和均衡作用是聚合物大分子之间排列和堆砌有序程度提高的结果，也是振动力场对聚合物熔体作用的结果，可以解释为是振动力场作用使聚合物熔体大分子在流动过程中发生平面二维取向作用而产生“拟网结构”的结果。在振动塑化挤出过程中，由于螺杆的周向旋转和轴向振动，聚合物熔体受到复合应力作用，在螺槽中不仅受到螺槽周向剪切力作用，而且也受到轴向往复振动剪切力作用。由于轴向振动作用具有交变特征，因此，与周向剪切作用的复合作用在空间和时间维度上进行周期性变化，可以把这种复合作用描述成空间矢向拉伸时也不会解离。在纵向上由于有牵引拉伸作用，取向程度较高，大分子链、片晶较多地沿拉伸方向排列，因而其力学性能较高；其他方向上因拟网结构被固化，也出现部分大分子取向，表现为制品的横向力学性能的提高和纵横向性能趋于均衡；而在薄膜挤出吹塑时，制品厚度小，由于轴向振动分量作用减弱了纵向流动剪切和拉伸的诱导取向作用，动态挤出时的薄膜制品的纵向拉伸强度较稳态挤出时有所下降。总说：在高分子材料成型加工过程中引入振动，会对高分子材料成型过程产生一系列影响。振动力场能量的引入并不是能量的简单叠加，而是利用高分子材料成型过程在振动力场作用下表现出来的非线性特性，降低成型过程能耗，提高产品质量，是一种新型的低能耗成型方法。特点：振动挤出对塑料制品性能的影响在动态塑化挤出成型过程中，振动力场被引入塑化和成型的全过程，不仅对物料的输送、熔融、塑化和熔体输运过程产生了影响，而且改变了聚合物熔体在制品成型过程中的流动状态，并对制品的微观结构形成历程和形态产生了重要的影响。振动塑化过程的脉动剪切作用可以提高聚合物熔体中微观有序结构的程度与分布，如大分子的取向，这种局部有序性在制品成型的过程中并不会完全松弛，在熔体冷却过程中对结晶聚合物的晶体的形成或分子的取向结构产生一定的影响，得到在微观水平上具有更有序的长程结构的聚合物制品。因此，在不添加任何塑料助剂的情况下，振动塑化挤出加工可提高制品的力学性能。另一方面，振动塑化过程具有强烈的脉动剪切和拉伸效果，与稳态加工过程中的单向剪切作用相比，这种作用对于改善复杂流体中的多相体系之间的混合与分散具有明显的效果，能有效的促进多相体系中的均质、均温进程，提高多相体系微观结构的均化程度因此，通过振动塑化挤出加工制备的高分子材料具有优化的分散结构和力学性能，这种制备与成型技术对于制备高分子材料及其制品具有明显的优势。上述结果表明，引入振动力场后，在产量相同的条件下，输送塑化的能耗需求降低，螺杆的长径比可以相应减少，而且在一定的振动参数范围内，不但能够保证甚至还能提升制品综合性能。众多的实验研究和生产实践表明：将振动力场引入聚合物成型加工的全过程可以降低聚合物熔体黏度、降低出口压力、减少挤出胀大、提高熔融速率、增加分子取向、降低功耗、提高制品力学性能等。在聚合物的加工全过程中引入的振动力场，对聚合物的加工过程产生了深刻影响，表现出许多传统成型加工过程中没有的新现象，如加工温度明显降低、熔体粘度减小、挤出胀大减小、制品产量和性能提高，以及振动力场的引入能有效促进填充、改性或共混聚合物体系中各组份间的分散、混合和混炼等。在塑料挤出加工中引入振动场，侧重于通过改变挤出加工中的过程参数(压力、温度、功率)来改善挤出特性，使之更有利于塑料的挤出成型加工；同时，振动场的作用也使挤出成型制品质量得以提高。而在塑料注射成型中，振动场的引入侧重于改善制品的物理机械性能；当然，振动场的存在对加工的压力、温度和熔体的流动性也有一定的影响，总之，在塑料成型加工中应用振动技术通过引入振动场使加工过程发生了深刻变化。塑料熔体的有效粘弹性由于振动场的作用，宏观上表现为熔体的粘度减小。流动性增加，挤出压力或注射压力降低，流率增大，功耗降低。振动改善了塑料成型加工过程，使成型制品的性能也得到一定程度的提高。气辅成型的原理、特点、应用现状及前景：气体辅助注射成型技术的工艺过程是：先向模具型腔中注入塑料熔体，再向塑料熔体中注入压缩气体。辅助气体的作用，推动塑料熔体充填到模具型腔的各个部分,使塑件最后形成中空断面而保持完整外形。与普通注射成型相比，这一过程多了一个气体注射阶段，且制品脱模前由气体而非塑料熔体的注射压力进行保压。在成型后的制品中，由气体形成的中空部分被称为气道。由于具有廉价、易得且不与塑料熔体发生反应的优点，因此一般所使用的压缩气体为氮气。气体辅助注射成型的流程以短射制程为例，一般包括以下几个阶段。第一阶段：按照一般的注塑成型工艺把一定量的熔融塑胶注射入模穴；第二阶段：在熔融塑胶尚未充满模腔之前，将高压氮气射入模穴的中央；第三阶段：高压气体推动制品中央尚未冷却的熔融塑胶，一直到模穴末端，最后填满模腔；第四阶段：塑胶件的中空部分继续保持高压，压力迫使塑料向外紧贴模具，直到冷却下来；第五阶段：塑料制品冷却定型后，排除制品内部的高压气体，然后开模取出制品。(1)熔体注射阶段：在模具中注射填充量不足的塑料熔料。(2)气体填充阶段：在熔融塑料未完成充满模腔前，将计量的定量气体由特殊喷嘴注射入熔体中央部分，形成扩张的气泡，并推进前面的熔化芯部，从而完成填充模具过程。气体注射时间、压力、速度非常重要。(3)冷却保压阶段：在工作循环的冷却阶段，气体将保持较高的压力，气体压力将补偿塑料收缩导致的体积损失。达到某种程度时，气泡将进一步渗透到熔体中，即二次气体渗透。(4)最终排气阶段：塑料冷却定型后，将气体从最终模制件中抽出。根据具体工艺过程的不同，气体辅助注射成型可分为标准成型法、副腔成型法、熔体回流法和活动型芯法四种。1、标准成型法标准成型法是先向模具型腔中注入经准确计量的塑料熔体，再通过浇口和流道注入压缩气体。气体在型腔中塑料熔体的包围下沿阻力最小的方向扩散前进，对塑料熔体进行穿透和排空，最后推动塑料熔体充满整个模具型腔并进行保压冷却，待塑料制品冷却到具有一定刚度和强度后，开模将其顶出。2、副腔成型法副腔成型法是在模具型腔之外设置一个可与型腔相通的副型腔。首先关闭副型腔，向型腔中注射塑料熔体，直到型腔充满并进行保压。然后开启副型腔，向型腔内注入气体。由于气体的穿透，使多余出来的熔体流入副型腔。当气体穿透到一定程度时，关闭副型腔，升高气体压力以对型腔中的熔体进行保压补缩),最后开模顶出制品。3、熔体回流法熔体回流法与副腔成型法类似，所不同的是模具没有副型腔。气体注入时，多余的熔体不是流入副型腔，而是流回注射机的料筒。4、活动型芯法活动型芯法是在模具型腔中设置活动型芯。首先使活动型芯位于最长伸出位置，向型腔中注射塑料熔体，直到型腔充满并进行保压。然后注入气体，活动型芯从型腔中逐渐退出以让出所需的空间。待活动型芯退到最短伸出位置时，升高气体压力实现保压补缩,最后制品脱模。气体辅助注射成型技术所需配置的设备主要包括注射机、气体压力控制单元和供气及回收装置。气体辅助注射成型技术的特点:传统的注射成型不能将制品的厚壁部分与薄壁部分结合在一起成型，而且由于制件的残余应力大，易翘曲变形，表面有时还会有缩痕。通常，结构发泡成型的缺点是，制件表面的气穴往往因化学发泡助剂过分充气而造成气泡，而且装饰应用时需要喷涂。气体辅助注射成型则将结构发泡成型与传统的注射成型的优点结合在一起，可在保证产品质量的前提下大幅度降低生产成本，具有良好的经济效益。气体辅助注射成型技术的优点主要体现在：●所需注射压力小。气体辅助注射成型可以大幅度降低对注射机吨位的要求，使注射机投资成本降低，电力消耗下降，操作成本减少。此外，由于模腔内压力的降低，还可以减少模具损伤，并降低对模具壁厚的要求，从而降低模具成本。●制品翘曲变形小。由于注射压力小，且塑料熔体内部的气体各处等压，因此型腔内压力分布比传统注射成型均匀，保压冷却过程中产生的残余应力较小，使制品出模后的翘曲倾向减小。●可消除缩痕，提高表面质量，降低废品率。气体辅助注射成型保压过程中，塑料的收缩可由气体的二次穿透予以补偿，且气体的压力可以使制品外表面贴紧模具型腔，所以制品表面不会出现凹陷。此外，该技术还可将制品的较厚部分掏空以减小甚至消除缩痕。●可以用于成型壁厚差异较大的制品。由于采用气体辅助注射成型可以将制品较厚的部分掏空形成气道从而保证制品的质量，因此采用这种方法生产的制品在设计上的自由度较大，可以将采用传统注射成型时因厚薄不均必须分为几个部分单独成型的制品合并起来，实现一次成型。●可以在不增加制品重量的情况下，通过气体加强筋改变材料在制品横截面上的分布，增加制品的截面惯性矩，从而增加制品的刚度和强度，这有利于减轻汽车、飞机、船舶等交通工具上部件的重量。●可通过气体的穿透减轻制品重量，节省原材料用量，并缩短成型周期，提高生产率。●该技术可适用于热塑性塑料、一般工程塑料及其合金以及其他用于注射成型的材料。气体辅助注射成型技术的缺点是：需要增加供气和回收装置及气体压力控制单元，从而增加了设备投资；对注射机的注射量和注射压力的精度要求有所提高；制品中接触气体的表面与贴紧模壁的表面会产生不同的光泽；制品质量对工艺参数更加敏感，增加了对工艺控制的精度要求。气体辅助注射成型技术的应用:气体辅助注射成型技术可应用于各种塑料产品上，如电视机或音箱外壳、汽车塑料产品、家具、浴室、厨具、家庭电器和日常用品、各类型塑胶盒和玩具等。具体而言，主要体现为以下几大类：●管状和棒状零件，如门把手、转椅支座、吊钩、扶手、导轨、衣架等。这是因为，管状结构设计使现存的厚截面适于产生气体管道，利用气体的穿透作用形成中空，从而可消除表面成型缺陷，节省材料并缩短成型周期。●大型平板类零件，如车门板、复印机外壳、仪表盘等。利用加强筋作为气体穿透的气道，消除了加强筋和零件内部残余应力带来的翘曲变形、熔体堆积处塌陷等表面缺陷，增加了强度/刚度对质量的比值，同时可因大幅度降低锁模力而降低注射机的吨位。●形状复杂、薄厚不均、采用传统注射技术会产生缩痕和污点等缺陷的复杂零件，如保险杠、家电外壳、汽车车身等。生产这些制品时，通过采用气体辅助注射技术并巧妙布置气道，适当增加加强筋数目，同时利用气体均匀施压来克服可能的缺陷，使零件一次成型，不仅简化了工艺，还降低了生产成本。随着气体辅助注射成型技术的深入研究和广泛应用，形式各异的新型气体辅助注射成型技术也相继问世，如外部气辅注射成型、液辅注射成型、水辅注射成型、顺序注射与气辅注射相结合成型、局部气体辅助注射、振动气体辅助注射等。我国气体辅助注射成型技术的应用起步虽然较晚，但随着家电、汽车等工业的快速发展，对成型塑料制品的要求也在不断提高，有力地推动了这项技术的引进、研究和推广应用。气体辅助注塑成型优点在不降低质量的前提下用现代注塑机和成型技术可以缩短生产周期。通过便用气谇犏切扯射成型的方法，制品质量得到提高，而且降低了模具的成本。使用气体辅助注射成型技术时，它的优点和费用的节约是非常显着的。1、减少产品变形：低的注射压力使内应力降低，使翘曲变形降到最低；2、减少锁模压力：低的注射压力使合模力降低，可以使用小吨位机台；3、提高产品精度：低的残余应力同样提高了尺寸公差和产品的稳定性；4、减少塑胶原料：成品的肉厚部分是中空的，减少塑料最多可达40％；5、缩短成型周期：与实心制品相比成型周期缩短，不到发泡成型一半；6、提高设计自由：气体辅助注射成型使结构完整性和设计自由度提高：7、厚薄一次成型：对一些壁厚差异大的制品通过气辅技术可一次成型：8、提高模具寿命：降低模腔内压力，使模具损耗减少，提高工作寿命：9、降低模具成本：减少射入点，气道取代热流道从而使模具成本降低；10、消除凹陷缩水：沿筋板和根部气道增加了刚度，不必考虑缩痕问题。树脂传递模塑成型（RTM）的成型原理、特点、及应用前景：RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模具的模腔内，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透玻纤增强材料，然后固化，脱模成型制品。RTM成型技术的特点：1、可以制造两面光的制品；2、成型效率高，适合中等规模的玻璃钢产品生产（20000件/年内）；3、RTM为闭模操作，不污染环境；不损害健康；4、增强材料可任意方向铺放，容易实现按制品受力状况合理铺放增强材料；5、原材料及能源消耗少；6、建厂投资少。RTM技术适用范围（见课件）很广，目前已广泛用于建筑、交通、电讯、卫生、航空航天等工业领域。已开发的产品有：汽车壳体及部件、娱乐车构件、螺旋桨、天线罩、机器罩、浴盆、淋浴间、游泳池板、座椅、水箱、电话亭、电线杆、小型游艇等。RTM成型、手糊成型、喷射成型、SMC成型四者的优缺点比较：RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔内，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透玻纤增强材料，然后固化，脱模成型制品。RTM成型技术的特点：①可以制造两面光的制品；②成型效率高，适合于中等规模的玻璃钢产品生产（20000件/年以内）；③RTM为闭模操作，不污染环境，不损害工人健康；④增强材料可以任意方向铺放，容易实现按制品受力状况例题铺放增强材料；⑤原材料及能源消耗少；⑥建厂投资少，上马快。手糊成型工艺又称接触成型工艺。是手工作业把玻璃纤维织物和树脂交替铺在模具上，然后固化成型为玻璃钢制品的工艺。优点是成型不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂的产品的生产。设备简单、投资少、见效快。适宜我国乡镇企业的发展。且工艺简单、生产技术易掌握，只需经过短期培训即可进行生产。易于满足产品设计需要，可在产品不同部位任意增补增强材料；制品的树脂含量高，耐腐蚀性能好。缺点是生产效率低、速度慢、生产周期长、不宜大批量生产。且产品质量不易控制，性能稳定性不高。产品力学性能较低。生产环境差、气味大、加工时粉尘多，易对施工人员造成伤害。喷射成型工艺是将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分别从喷枪两侧喷出，同时将切断的玻纤粗纱，由喷枪中心喷出，使其与树脂均匀混合，沉积到模具上，当沉积到一定厚度时，用辊轮压实，使纤维浸透树脂，排除气泡，固化后成制品。喷射成型的优点：①用玻纤粗纱代替织物，可降低材料成本；②生产效率比手糊的高2～4倍；③产品整体性好，无接缝，层间剪切强度高，树脂含量高，抗腐蚀、耐渗漏性好；④可减少飞边，裁布屑及剩余胶液的消耗；⑤产品尺寸、形状不受限制。其缺点为：①树脂含量高，制品强度低；②产品只能做到单面光滑；③污染环境，有害工人健康。片状模塑料SMC的成型工艺主要有以下两类：①将玻纤含量为

25％～40％（根据具体要求而定）的SMC片材，按产品形状要求剪裁成一定的尺寸，揭去两面的PE薄膜，按一定要求叠放在热的对模上进行加压加温成型；②先在热模内按要求铺放好一定量（根据玻纤含量要求而定）的连续玻纤预成型毡，然后将不含玻纤或仅含少量玻纤（一般为5％以下）的SMC片材经剪裁、撕去薄膜后叠放在预成型毡上，最后铺上一层表面毡。在较慢的合模（约需lmin)下使材料流动而安全浸透预成型毡，并在加温加压下固化成型。

后一类工艺的最大特点是：可在成型前改变预成型毡的铺设和局部纤维含量，来满足制件局部的高强度要求，并获得总体强度高于前一类工艺的制品。SMC工艺的特点是：(1)操作方便。整个生产过程易实现机械化、自动化，生产效率高，改善了湿法成型的作业环境和劳动条件。(2)产品的可没计性强。可通过改变组份的种类和配方，改变成型工艺来满足不同产品的不同要求。如耐腐蚀、绝缘、绝热、零收缩、柔性、低密度、高强、A级表面、抗静电等等。(3)成型流动性好。可成型结构复杂的产品，特别适合制作大型薄壳异形制品。能实现制品变厚度，带嵌件、孔洞、凸台、加强筋、螺纹等功能。(4)产品内外光洁，尺寸准确，适合制作汽车外围件，电气零部件，机械部件，防腐容器等产品。适合大规模生产，成本较低。(5)增强材料在生产与成型过程中均无损伤，长度均匀，制品强度较高，可进行轻型结构化设计，色彩艳丽。SMC工艺也有其不足之处，主要是SMC机组、压机、模具要求高投入，同时，生产技术要求较高。5、微孔注射发泡成型原理、特点、应用现状：在传统的结构发泡注射成型中，通常采用化学发泡剂，由于其产生的发泡压力较低，生产的制件在壁厚和形状方面受到限制。微孔发泡注射成型采用超临界的惰性气体受到限制。微孔发泡注射成型采用超临界的惰性气体（CO2、N2）作为物理发泡剂．其工艺过程分为四步：（1）气体溶解：将惰性气体的超临界液体通过安装在构简上的注射器注人聚合物熔体中，形成均相聚合物/气体体系；（2）成核：充模过程中气体因压力下降从聚合物中析出而形成大量均匀气核；（3）气泡长大：气在精确的温度和压力控制大；（4）定型：当气泡长大到一定尺寸时，冷却定型。微孔发泡与一般的物理发泡有较大的不同。首先，微孔发泡加工过程中需要大量惰性气体如CO2、N2溶解于聚合物，使气体在聚合物呈饱和状态，采用一般物理发泡加工方法不可能在聚合物一气体均相体系中达到这么高的气体浓度。其次，微孔发泡的成核数要大大超过一般物理发泡成型采用的是热力学状态逐渐改变的方法，易导致产品中出现大的泡孔以及泡孔尺寸分布不均匀的弊病。微孔塑料成型过程中热力学状态迅速地改变，其成核速率及泡核数量大大超过一般物理发泡成型。与一般发泡成型相比，微孔发泡成型有许多优点。其一是它形成的气泡直径小,可以生产因一般泡沫塑料中微孔较大而难以生产的薄壁（1mm）制品；其二是微孔发泡材料的气孔为闭孔结构，可用和阻隔性包装产品；其三是生产过程中采用CO2或N2，因而没有环境污染问题。

塑料发泡成型因其可减轻制品重量，且制品具有缓冲、隔热效果而广泛应用在日用品、工业部件、建材等领域。传统的发泡成型通常使用特定的卤代烷烃、有机化合物以及卤代烷烃的替代品作为发泡剂。微孔泡沫塑料注射成型是在超临界状态下利用CO2及N2进行微孔泡沫塑料成型技术，目前已进人实用化阶段。微孔泡沫塑料注射成型可生产壁厚为0.5mm的薄壁大部件及尺寸精度要求高的、形状复杂的小部件。它推翻了长期一直认为发泡成型只能完成厚壁制品的生产的观点。与传统的发泡成型形成的最小孔径为250μｍ的不均匀的微孔相比，微孔泡沫塑料成型及应用是建立在美国麻省理工学院(MIT)于20世纪90年代提出微孔泡沫塑料的概念和制备方法的基