中國家用電器協會公布的統計數據顯示, 目前塑料在家電中的用量已佔重量比的40%, 在彩電, 空調等家用電器上的平均使用量為每台1.5-2.5千克. 塑料成為家電領域應用量增長速度最快的材料, 產品塑料化已成為家電行業的重要特點.
隨著中國市場消費觀念的轉變, 越來越多中產階級願意選擇高端產品, 而家電的更新周期也日益縮短. 家用電器正圍繞舒適美觀, 健康環保, 減震降噪, 人機交互及人工智慧等方向發展, 因此家電塑料及其加工技術也將圍繞高品質美觀, 健康環保, 以塑代鋼, 易加工, 輕量化及智能製造等方向發展. 那麼塑料材料應用與加工工藝技術的創新如何緊跟行業多變的步伐?未來又有哪些高性能塑料和工藝在家電市場 '大施拳腳' 呢?
從簡單功能化到高品質外觀需求
隨著人們生活水平的不斷提高, 家電產品已不僅是功能性用品, 其也逐漸帶有 '藝術品特質' . 家電的色彩不再局限於黑白色調, 更趨向於豐富的色彩變化, 喚起人們對生活的幸福感受;造型設計越發趨向於曲線動感, 相比堅硬的直線條, 使人感覺親和, 輕鬆和溫暖. 這就要求家電塑料件在具備功能性的同時, 還需兼具良好的外觀特性.
時下流行的 '智能家居' 理念不僅推動了創新型家電的研發, 同時也提升了其製造材料的標準. 以卡薩帝為例, 作為海爾集團旗下備受讚譽的高端家電品牌, 卡薩帝一直希望為其高檔空調尋找一款優質的創新型材料, 以充分體現卡薩帝的藝術質感和品牌差異性. 過去, 卡薩帝設計團隊主要依賴金屬來滿足性能和美觀度方面的要求, 但是金屬如鋁材通常需要結合使用噴砂, 拉絲和陽極氧化等複雜的表面處理工藝, 從創新的角度來看, 傳統材料如金屬已經越來越難以突破極限. 這時, 科思創聚合物(中國)有限公司研製的連續纖維增強熱塑性複合材料(CFRTP)為卡薩帝帶來了完美的解決方案, 這一面向未來的複合材料由連續碳纖或玻纖與聚碳酸酯結合而成, 從一開始, CFRTP便能形成自然的單向紋理, 不需要複雜的加工工藝. CFRTP使得空調呈現出高級的金屬質感, 外表時尚美觀. 2018年3月, 卡薩帝推出了應用最新 '分區送風' 技術的天璽空調, 其設計兩套獨立的送風系統, 整機面板由科思創的CFRTP製成, 以碳纖維特有的高端質感充分展現了卡薩帝品牌所代表的優雅的藝術化外觀和精益求精的工藝.
據了解, 基於熱塑性塑料的CFRTP可以採用現有的熱成型設備進行熱壓處理, 具有生產效率高, 生產周期短等優勢. 它們能與各種塗料和裝飾工藝結合使用, 從而設計出獨特的表面, 標識和其它標誌性細節, 且很容易直接在模具內實現雷射刻蝕圖案. 通常, 複合材料被認為價格過高, 而且難以加工, 但科思創提供的CFRTP材料則具有顛覆意義, 作為一種現代化, 性價比高且容易成型的熱塑性複合材料, 它開創了全新的激動人心的設計可能性和用戶體驗.
隨著家電企業對產品設計越來越重視, CMF在家電行業已不是什麼新鮮字眼. 家電企業提升產品競爭力除了加大技術研發外, 還要加大CMF——即Color(色彩), Material(材料)和Finishing(表面處理)的設計創新力度. 外觀時尚, 造型新穎及色彩絢麗的產品更容易被大眾接受. 而採用環境友好的材料不僅可裝飾產品外觀, 還可增加易清潔, 抗菌及防黴等功能, 通過特殊處理可使家電產品具有更好的耐光老化和耐刮擦性能, 並讓產品呈現更強的肌理感和紋路感. CMF既可優化產品設計, 還可促進品牌營銷及提升產品體驗, 幫助家電產品在激烈市場競爭中脫穎而出.
消費升級帶動健康環保需求增長
隨著消費者健康消費意識增強, 清潔, 抗菌家用電器日漸盛行, 家電製造商對塑料的抑菌和殺菌性能也提出更高的要求. 據悉, 已經有越來越多的企業將抗菌塑料用於空調, 冰箱, 洗衣機, 飲水機, 電飯煲及空氣清新機等產品中, 以減少微生物汙染和病菌交叉感染.
抗菌塑料開發的技術核心是在塑料中添加抗菌劑. 傳統家電有著靚麗色彩和圖案的塑料外觀件, 其大部分採用油漆進行噴塗處理, 這導致了大量的VOC(可揮發性有機化合物)排放, 對環境, 一線生產員工及消費者的健康危害極大. 伴隨國家環保政策越來越嚴格, 以及消費者對產品外觀需求的持續升級, 家電產品對於環保又美觀的塑料的需求更為迫切. '內修環保, 外修顏值' 的免噴塗塑料成為了一大亮點. 該材料是通過注塑, 擠出一次性成型的塑料, 可以很好地解決塑料成型過程中遇到的流痕, 熔接線問題, 同時大幅度提高塑料製品的外觀質感, 具有一次性免噴塗, 美觀, 環保及低成本等優勢, 且其能帶來噴塗不能實現的創意外觀效果, 如仿金屬, 仿玻璃, 仿大理石等效果. 目前國內大型材料改性企業幾乎都在研究和生產銷售這種免噴塗塑料, 且已將其成功應用於空調, 洗衣機, 小家電等產品. 目前, 一線家電企業已開始採用金屬色, 珠光色, 漸變色免噴塗塑料替代高成本, 高汙染噴塗工藝.
另一方面, 家電 '傢具化' , 即家電正逐漸與房屋的裝修風格相融合, 這使得與傢具色彩設計融合的家電更受消費者青睞, 免噴塗塑料同樣是一個不錯的選擇. 國內一些改性材料企業與工業設計公司合作, 為家電企業提供顏色圖案定製化服務, 還提供金屬質感, 流紋效果, 夜光效果等免噴塗塑料, 幫助家電實現 '傢具化' .
用工藝破解 '高顏值' 和輕量化難題
如何幫助家電產品同時實現 '高顏值' 和輕量化需求, 一直是這個行業的一大難題. 很多注塑解決方案供應商給出了積極的回應, 比如廣東伊之密在去年推出了基於MuCell的獨創微發泡技術—— FoamPro工藝. 一方面, FoamPro工藝可實現輕量化, 與傳統注塑工藝相比減重20%, 成型周期大幅縮短30%, 生產效率大幅提升, 降低鎖模力50%, 消除翹曲, 縮水等問題, 可以為家電等行業生產出高品質外觀的產品, 包括高光, 啞光, 皮紋, 纖維織布和顆粒效果, 無需保壓, 隔熱性能好. 另一方面, FoamPro微發泡工藝創新組合了多項 '黑科技' : 兩板注塑機的SmartClamp智能鎖模系統, 航空級鋁合金模具技術, ATT模溫控制技術, FLEXflow伺服針閥熱流道系統, 突破了微發泡的工藝瓶頸.
自動化與智能製造助力產業轉型升級
人力成本不斷上漲, 年輕一代產業工人管理難度不斷加大, 還有年年都有的 '用工荒' , 逼得企業不得不尋求轉變, 而工廠自動化對於家電製造業來說, 必然是一個不錯的解決方案. 此外, 隨著自動化設備成本逐步下降, 以及機器人下遊應用領域的不斷拓展, 如今, 向高端化, 智能化轉型升級已經成為整個家電產業鏈的共識, 海爾, 美的, 創維, 格蘭仕, 格力, 海信等家電企業都在大量使用自動化設備或機器人, 紛紛尋求車間無人自動化生產, 設備互聯及可視化等 '智造' 升級解決方案, 以提升家電企業的生產運營效率和生產製造品質.
免噴塗塑料幫助家電實現 '傢具化'
現在, 面對著利潤下滑的壓力, 位於家電產業鏈上遊的塑料件加工生產企業對成型設備的要求涉及多個方面: 既要節能減排, 更要自動化, 以省減人手和生產時間, 降低生產成本, 讓產品在市場更具競爭力. 東莞宏大電器製品有限公司是德國家用電器頂級品牌美諾(Miele)設在中國大陸的生產基地, 其主要生產家用吸塵器. 宏大目前使用了5台由某知名注塑機品牌提供的注塑機, 以生產不同的吸塵器零部件. 宏大有關負責人表示, 之所以選用該家的注塑機系列, 除了機器十分節能外, 亦有助自身進一步走向自動化. 事實上, 上文提到的注塑機廠家生產的液壓注塑機十分適用於大批量生產的常規應用, 這種應用既不需要特殊的技術, 又能有效地提高質量和工藝, 生產出來的零部件更不用後續處理, 省時省人手.
塑料件製造這一勞動密集型產業的轉型升級迫在眉睫, 但部分注塑企業對智能製造理解有一定的偏差, 認為接入ERP系統, 或者監控注塑機, 甚至加幾個機械手, 自動皮帶線等就能實現智能製造. 事實上, 只有將人, 機, 物料, 產品及數據配送全拉通, 才能奠定智能製造的基礎.