歷下區(qū)科技發(fā)展計劃項目可行性研究報告項目名稱：新型雙組份打膠機的開發(fā)研制領 域：先進制造與自動化技術(shù)起止時間：2006.7-2007.12歷下區(qū)科學技術(shù)局二OO五年三月 一、 立項的背景和意義本項目屬于先進制造與自動化技術(shù)領域，其技術(shù)來源是產(chǎn)學研合作，由本單位與山東大學共同研制開發(fā)，目的在于研制開發(fā)一種用于槽鋁式中空玻璃生產(chǎn)的新型雙組份打膠機，這一成果的產(chǎn)業(yè)化既符合機械制造可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的原則，體現(xiàn)出節(jié)省資源、壽命持久，又能滿足現(xiàn)代中空玻璃應用日益廣泛的要求，同時深入探索其中的理論問題。槽鋁式中空玻璃出現(xiàn)較早，同普通玻璃相比較，它具有卓越的保溫、隔熱、隔音、抗凝霜結(jié)露等性能。建筑上常采用雙道密封中空玻璃，其生產(chǎn)過程是把填充了分子篩的鋁隔框兩側(cè)均勻涂上丁基膠，將兩片玻璃的邊部黏和在一起，然后在鋁隔框的外側(cè)、兩片玻璃之間涂一層聚硫膠 ，鋁隔框?qū)善Ａ鹆撕芎玫闹巫饔茫鳛楦稍飫┑姆肿雍Y保證了中空玻璃內(nèi)部空氣的干燥，有效的提高了玻璃內(nèi)部抗凝霜結(jié)露的能力，而丁基膠和聚硫膠同時使用，使中空玻璃具有良好的密封性能和耐紫外線性能，從而具有優(yōu)良的耐侯性，延長了中空玻璃的使用壽命。它的主要性能特點是：隔熱性能好，熱傳導系數(shù)小于3.0；隔音性能好，可將室外噪音降低2753dB；室內(nèi)外溫差60時不凝霜、不結(jié)露；密封性好，濕氣、灰塵不易進入；穩(wěn)定性好，耐風壓，不易破裂，使用壽命長。因而在建筑上得到了廣泛的應用。門窗是房屋建筑的主要耗能部位，其中損失量約占房屋總散熱量的40%50%，其中窗戶的玻璃與框的散熱比例為8：2。由于歷史原因，我國房屋建筑的門窗散熱量是國外的1.52.2倍，我國每年建筑使用能耗高達1.2億噸標準煤。因此國家有關(guān)部門和地方政府已把建筑節(jié)能作為一項重要工程列入議事日程，制定了實施計劃與措施，要求推廣使用中空玻璃。北京市要求自2000年1月1日起，道路兩側(cè)新建建筑采用隔音窗，而隔音效果最好的就是中空玻璃。中空玻璃的推廣使用是我國房屋建筑保溫、節(jié)能、降耗的有效途徑。然而制約中空玻璃生產(chǎn)的關(guān)鍵設備是新型雙組份打膠機，它的性能價格比直接影響到中空玻璃的市場價格以及它的推廣使用。本項目著眼于機械制造業(yè)追求經(jīng)濟效益與節(jié)能降耗的協(xié)調(diào)發(fā)展，符合國家的產(chǎn)業(yè)政策和能源利用政策，同時運用現(xiàn)代信息技術(shù)提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，這是當今機械制造業(yè)長期發(fā)展的必由之路，無疑具有深遠的社會經(jīng)濟意義和良好的推廣應用價值。二、 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢包括知識產(chǎn)權(quán)現(xiàn)狀中空玻璃經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展，特別是二十世紀五十年代，中空玻璃獲得了大量的應用。1834年德國就有人開始研究中空玻璃，當時采用的生產(chǎn)方法是焊接法，后來發(fā)展到熔結(jié)法、膠接法。其粘接密封膠也由瀝青、瑪?shù)壑h(huán)氧樹脂等發(fā)展到現(xiàn)在的丁基膠、硅酮膠和聚硫膠。二十世紀六十年代以后，油性密封和低檔密封膠材料已不能滿足中空玻璃的使用要求。于是以各種合成橡膠為中心的新型密封膠包括聚硫膠、硅酮膠應運而生。彈性密封膠于二十世紀五十年代末問世，1960年日本由美國進口聚硫系彈性密封膠，1963年開始自產(chǎn)，不久就有10余家公司生產(chǎn)。進入二十世紀八十年代后期，硅酮膠與聚硫膠在中空玻璃二道密封的應用已經(jīng)普及化，基本代替了其它油性或彈性密封材料。二十世紀七十年代，沈陽玻璃廠生產(chǎn)出我國的第一塊中空玻璃，1995年以后，隨著國家環(huán)保的要求與中空玻璃的推廣，中空玻璃在門窗中的應用迅速增長。然而作為生產(chǎn)中空玻璃的關(guān)鍵設備的新型雙組份打膠機變化不大，目前國外最先進的涂膠設備是意大利生產(chǎn)的，不僅價格昂貴（每臺32萬元人民幣），配件供應不及時，而且技術(shù)上存在著比例調(diào)節(jié)機構(gòu)復雜、混膠不均勻、混膠比例范圍小、膠路輸出壓力高等問題。國內(nèi)的雙組份打膠機生產(chǎn)廠基本上是按照意大利的機型測繪仿制的，不僅沒有任何知識產(chǎn)權(quán)，而且很有可能面臨著國外廠家對知識產(chǎn)權(quán)的巨額索賠問題。國外雙組份打膠機的最新發(fā)展趨勢是：運用微型計算機實現(xiàn)雙組份打膠機對中空玻璃鋁隔框外側(cè)、兩層玻璃之間涂膠過程的半自動化控制，提高混膠的均勻性。為此本課題立足于我國實際，開發(fā)了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型雙組份打膠機，并進一步降低產(chǎn)品成本，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。承擔單位在雙組份打膠機的生產(chǎn)和市場開發(fā)方面作了大量的市場調(diào)研工作，通過深入的基礎研究工作，對比例結(jié)構(gòu)、混膠結(jié)構(gòu)、混膠比例范圍、整機的自動控制方面進行了進一步改進，預計會取得更好的比例控制和混膠效果。現(xiàn)在新型雙組份打膠機圖紙的設計工作已經(jīng)結(jié)束，產(chǎn)品試制工作已全面展開，為雙組份打膠機開發(fā)研制和進一步產(chǎn)業(yè)化奠定了堅實的基礎。三、 現(xiàn)有研究基礎、特色和優(yōu)勢1、 現(xiàn)階段已達到的主要技術(shù)指標。現(xiàn)階段雙組份打膠機的主要技術(shù)指標如下：出膠量： 1.5L /MIN輸入功率： 1.5KW涂膠壓力： 12-25 MPa耗氣量： 300 L /MIN混膠比例： 10：1-13：12、 項目創(chuàng)新點及在人才、資源和產(chǎn)業(yè)方面的特色優(yōu)勢。項目創(chuàng)新點（1） 用可編程控制器，實現(xiàn)對雙份打膠機的半自動控制；利用改變膠缸行程，擴大雙組份混膠比例范圍；通過改變膠路結(jié)構(gòu)，降低涂膠輸出壓力，提高零部件的壽命。（2） 用縮放管、鋼芯攪龍和鋼球復合混膠結(jié)構(gòu)，提高雙組份膠混合的均勻性。（3） 采用了集主動缸、發(fā)信元件、從動缸（膠缸）為一體的直線往復增壓驅(qū)動裝置，各組份設置了儲能器，使得涂膠壓力更加穩(wěn)定；主動缸的行程控制采用非接觸發(fā)信，進一步提高了系統(tǒng)的可靠性。（4） 液壓系統(tǒng)采用了雙泵控制方案，兩個泵分別控制兩種組份的壓力大小和速度大小，以達到分別調(diào)節(jié)兩種組份出膠量大小。項目在人才、資源和產(chǎn)業(yè)化方面的特色優(yōu)勢承擔單位是濟南市高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)有職工56人，其中相關(guān)專業(yè)（機械、電氣、液壓、氣動）的工程技術(shù)人員26人（全職正教授2人，高級工程師3人，工程師12人），生產(chǎn)職工以及銷售人員全部具有中技以上學歷并經(jīng)公司專業(yè)培訓認定上崗，是一支具備較高專業(yè)素質(zhì)的隊伍。承擔單位目前擁有800平方米的生產(chǎn)車間，10余臺套加工設備，200平方米的倉庫，400平方米的研發(fā)和辦公場地。針對該項目所作的先期設計工作，課題組主要成員已獲得了國家專利壹項，專利號為：ZL02268056.X。本單位承擔了國家“863”課題第61號主題4000米深海可視采樣系統(tǒng)（GTV04）的設計與制造，并與2004年8月至11月以及2005年4月至2006年1月隨中國“大洋一號”科學考察船完成了3500米至4000米的深海調(diào)查取樣以及環(huán)球科考的任務；承擔了國家經(jīng)貿(mào)委替代進口項目-新型造紙精漿機恒功率液壓比例控制系統(tǒng)及設備的開發(fā)研制，現(xiàn)已投入批量生產(chǎn)。協(xié)作單位山東大學是教育部直屬院校，實驗室擁有各種金屬切削機床和檢測設備，同時擁有機械、電氣控制、液壓氣動、機電一體化方面的人才，近幾年已經(jīng)承擔了多項國家級、省部級科研課題，許多課題實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，形成了山大華天、山大魯能信息等一批優(yōu)秀產(chǎn)業(yè)，為高校的科技成果產(chǎn)業(yè)化樹立了典范。承擔單位在國內(nèi)10余個省市設有辦事處，有其固定的銷售網(wǎng)絡與渠道，對形成產(chǎn)業(yè)化后的產(chǎn)品銷售奠定了堅實的基礎。四、應用或產(chǎn)業(yè)化前景、市場需求。我國每年城鄉(xiāng)房屋施工面積約在24億平方米以上，如按窗戶占房屋面積的1/4計算，每年就需門窗約6億平方米，玻璃占門窗的3/5，每年需玻璃約6億*3/5=3.6億平方米，可見玻璃的用量相當大。中空玻璃不僅用于建筑門窗，而且也大量用于豪華客車、空調(diào)列車上。就拿上海來講，每年中空玻璃用量大約在300萬平方米以上，隨著市場的需求，用量還將逐步遞增。國內(nèi)外實踐證明，中空玻璃是實現(xiàn)門窗節(jié)能的重要途徑。中空玻璃的熱傳導系數(shù)明顯小于單面玻璃的熱傳導系數(shù)，節(jié)能效果顯著。中空玻璃以其良好的保溫、隔熱性能及良好的隔音性（據(jù)測，裝中空玻璃能使室內(nèi)溫度提高5度左右）在節(jié)能方面將起到舉足輕重的作用。雙組份打膠機不僅用于中空玻璃門窗，還可用于玻璃幕墻的生產(chǎn)，所以將要研制開發(fā)的新型雙組份打膠機有著廣闊的應用前景和市場潛力。每臺新型雙組份打膠機每年可生產(chǎn)0.8-1萬平方米，按市場占有率（按每年需玻璃3.6億平方米計算）10%考慮，每年需新型雙組份打膠機3600-4500臺，批量生產(chǎn)后每臺平均價格按7萬元計算，每年可創(chuàng)產(chǎn)值25.2-31.5億元，利稅10-12億元。再考慮中空玻璃節(jié)能的效益，其綜合經(jīng)濟和社會效益是相當可觀的，因此該項目的市場需求量極大，對相關(guān)產(chǎn)業(yè)具有極大的帶動作用，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。五、研究內(nèi)容與預期目標(此欄目各項指標是項目立項后，簽定合同的主要內(nèi)容，也是項目驗收的主要依據(jù))研究內(nèi)容1）對新型雙組份打膠機核心創(chuàng)新點部分-混膠比例控制、混膠結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣控制等單獨試驗，并進行試制。2）、進一步完善雙組份打膠機的生產(chǎn)與制造工藝，設計制造1套工裝以及1套檢測設備。3）、對研制產(chǎn)品進行性能檢測、用戶使用、性能改進。4）、針對該項目所作的創(chuàng)新設計工作，再申報國家實用新型專利、外觀專利各壹項，制定企業(yè)標準，發(fā)表論文1-2篇，并進一步申報國家級新產(chǎn)品。5）、組織材料、項目驗收，并最終實現(xiàn)雙組份打膠機的產(chǎn)業(yè)化。預期目標1） 、總體目標項目執(zhí)行期間預計投資總額60萬元，即可完成雙組份打膠機的試制和進一步的產(chǎn)業(yè)化工作。項目完成時實現(xiàn)年生產(chǎn)能力800臺、單位資產(chǎn)規(guī)模達到2000萬元,單位人員規(guī)模達到120人。2） 、經(jīng)濟指標項目完成時實現(xiàn)年生產(chǎn)能力800臺雙組份打膠機，預計可實現(xiàn)的年銷售收入5600 萬元、年交稅總額600 萬元、年凈利潤1200 萬元、出口創(chuàng)匯120萬美元、年產(chǎn)值5600萬元。3）、 技術(shù)、質(zhì)量指標 項目完成后產(chǎn)品達到的主要技術(shù)性能指標如下出膠量： 1.8L /MIN輸入功率： 1.5KW涂膠壓力： 8-12 MPa耗氣量： 120 L /MIN混膠比例： 8：1-14：1項目水平：國際先進。、 產(chǎn)品執(zhí)行的質(zhì)量標準為：根據(jù)我國涂膠行業(yè)標準，制訂企業(yè)標準，滿足產(chǎn)品生產(chǎn)要求。新申請國家實用新型專利、外觀專利各壹項，發(fā)表論文1-2篇，并進一步申報國家級新產(chǎn)品。六、研究方案、技術(shù)路線、組織方式與課題分解主要說明：1、技術(shù)方案，指技術(shù)路線、關(guān)鍵技術(shù)、工藝流程，主要技術(shù)參數(shù)等。2、本企業(yè)在生產(chǎn)場地、公用工程、輔助設施等方面已具備的條件和需新增加的基本建設內(nèi)容。3、簡述生產(chǎn)過程中“三廢”排放、“三廢”處理的措施和生產(chǎn)過程中職業(yè)危害因素分析及采取的保護措施方案。4、特殊行業(yè)許可證報批情況，包括國家專賣、專控產(chǎn)品、醫(yī)藥產(chǎn)品、交通、安全產(chǎn)品、壓力容器產(chǎn)品、電信產(chǎn)品等許可報批情況說明。5、說明本項目推廣應用計劃和保障措施。6、組織方式與課題分解，如果是兩家以上單位聯(lián)合承擔，須說明具體分工及聯(lián)合優(yōu)勢。技術(shù)方案本項目涉及機械設計與制造、液壓與氣壓傳動、控制工程、傳熱學、密封膠性能、微型計算機控制等多學科領域，擬采用實驗研究為主、理論與應用并重、多學科交叉配合的技術(shù)路線。技術(shù)路線：研究制定槽鋁式雙組份打膠機的工藝路線設計、制造、調(diào)試新型雙組份打膠機雙組份打膠機綜合性能檢測、涂膠、混膠效果分析雙組份打膠機性能改進用戶使用小批量生產(chǎn)課題總結(jié)、鑒定批量生產(chǎn)。 (1)、設計方案雙組份打膠機的設計方案是采用PLC可編程控制器控制，利用液壓氣動控制技術(shù)實現(xiàn)涂膠、混膠過程以及混膠比例控制的自動化。要解決的關(guān)鍵技術(shù)是混膠方式與結(jié)構(gòu)、膠路結(jié)構(gòu)、混膠比例控制、液壓系統(tǒng)設計。主要技術(shù)參數(shù)：出膠量： 1.8L /MIN輸入功率： 1.5KW涂膠壓力： 8-12 MPa耗氣量： 120 L /MIN混膠比例： 8：1-14：1 (2)、工藝方案 該產(chǎn)品主要工藝是保證產(chǎn)品的涂膠均勻性，同時確保各連接處不漏膠。零件加工采用車床、鉆床、銑床、磨床、數(shù)控線切割設備進行加工，為滿足試制和進一步產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的要求，需設計、制造專用工裝夾具，增加檢測設備，完善質(zhì)量管理體系，加強對產(chǎn)品零部件質(zhì)量的自檢、互檢、專檢工作；裝配作業(yè)采用并行作業(yè)生產(chǎn)方式，以提高生產(chǎn)效率。2、現(xiàn)在已具備的條件和需新增加的基本建設內(nèi)容。承擔單位擁有800平方米的生產(chǎn)車間，10余臺套加工設備，200平方米的倉庫，400平方米的研發(fā)和辦公場地，完全可以滿足產(chǎn)品試制的 要求。考慮到進一步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)（年產(chǎn)800臺新型雙組份打膠機），需增加6臺加工設備，新增工裝夾具6臺套，增加2臺套檢測設備；需對現(xiàn)有生產(chǎn)車間北側(cè)的700平方米空地進行簡易改造（采用大棚結(jié)構(gòu)），作為批量生產(chǎn)時的下料車間、半成品倉庫和成品倉庫使用。3、環(huán)境保護該產(chǎn)品主要采用機械零部件進行加工、裝配，同時對電氣控制部分、液壓、氣動系統(tǒng)進行裝配、調(diào)試，所以雙組份打膠機在加工、裝配的生產(chǎn)過程中以及用戶的使用過程中不存在“三廢”排放的問題，是一種完全符合國家產(chǎn)業(yè)政策、能源利用政策和環(huán)境保護政策的高新技術(shù)產(chǎn)品。4、推廣應用計劃及保障措施我公司在項目開發(fā)初期，即針對該產(chǎn)品的銷售制定市場銷售戰(zhàn)略，在項目研制成功后， 針對國內(nèi)玻璃門窗行業(yè)市場情況，充分發(fā)揮我公司已有的銷售網(wǎng)絡和產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢，再配以完善的售前、售中、售后服務盡快占據(jù)國內(nèi)市場，同時在全國各地市培育雙組份打膠機的代理銷售商；加大對產(chǎn)品的宣傳力度，樹立品牌效應，不斷對產(chǎn)品試制和產(chǎn)業(yè)化過程中出現(xiàn)的問題進行技術(shù)攻關(guān)，不斷降低產(chǎn)品成本，提高使用的可靠性、使雙組份打膠機在技術(shù)上處于國際先進、國內(nèi)領先水平。積極開拓國際市場，通過廣州的產(chǎn)品交易會，進一步提高雙組份打膠機在國外客戶的知名度，實現(xiàn)出口創(chuàng)匯，同時替代進口產(chǎn)品。為保護企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)，企業(yè)在完成產(chǎn)品試制后，即對所創(chuàng)新部分再申請國家的實用新型專利和外觀專利權(quán)。人才是產(chǎn)品推廣應用的基本保障，公司將擴展銷售網(wǎng)絡，加強員工隊伍的專業(yè)知識培訓、進一步進入豪華客車、空調(diào)列車、玻璃幕墻等行業(yè)。6、組織方式為確保本項目的試制和進一步產(chǎn)業(yè)化的順利實施，組織了一支由中、青年結(jié)合的課題組隊伍，實行項目負責人制，制定切實可行的計劃，明確獎懲標準。課題組成員分別負責產(chǎn)品的設計、制造、裝配、檢測、調(diào)試、銷售、售后服務、市場分析等工作。承擔單位提供生產(chǎn)車間、半成品倉庫和成品倉庫、加工設備、檢測設備、研發(fā)和辦公場地以及40萬元的資金，同時與協(xié)作單位簽訂了共同開發(fā)新型雙組份打膠機的開發(fā)合同，明確了雙方的責任、義務、經(jīng)費分配（協(xié)作單位獲得項目經(jīng)費的40%）與使用等具體事項 。協(xié)作單位充分發(fā)揮科技開發(fā)優(yōu)勢，不斷對產(chǎn)品試制和進一步產(chǎn)業(yè)化過程中出現(xiàn)的問題進行技術(shù)攻關(guān)，不斷降低產(chǎn)品成本，提高使用的可靠性、使雙組份打膠機在技術(shù)上處于國際先進、國內(nèi)領先水平。因此，課題組完全有能力按時完成新型雙組份打膠機在試制過程中確定的各項研究內(nèi)容、經(jīng)濟、技術(shù)、質(zhì)量目標。 七、年度計劃內(nèi)容年度目標工作內(nèi)容經(jīng)費投入情況2006年7-9月對新型雙組份打膠機核心創(chuàng)新點部分-混膠比例控制、混膠結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣控制等進行試制。15萬元2006年10-12月1 進一步完善雙組份打膠機的生產(chǎn)與制造工藝，設計制造1套工裝以及1套檢測設備。2 涂膠、混膠效果分析與試驗25萬元2007年1-6月1 對試制產(chǎn)品進行性能檢測、用戶使用。2 對該項目所作的創(chuàng)新設計工作，再申報國家實用新型專利、外觀專利各壹項，制定企業(yè)標準。15萬元2007年7-12月1、 根據(jù)用戶使用意見進一步改進產(chǎn)品性能。2、 組織材料，鑒定驗收。5萬元 八、主要研究人員和單位簡況及具備的條件項目負責人，男，山東大學機械工程學院,研究生畢業(yè)，工學博士學位，教授。所學專業(yè)：機械制造及其自動化。現(xiàn)從事專業(yè)：機電液氣一體化。項目負責人已獲得國家實用新型專利5項，發(fā)明專利1項；編著專著1部，主編、參編教材3部，其中主編的2部教材全部被評為國家級“十一五”高校規(guī)劃教材，承擔國家級、省部級科研項目6項，濟南市科研項目2項，共獲各級獎勵6項，發(fā)表論文50余篇。主要研究人員1，男，山東輕工業(yè)學院,本科畢業(yè)，工學學士學位，高工、所學專業(yè)：機械設計。現(xiàn)從事專業(yè)：液壓氣動。已獲得國家實用新型專利3項，承擔國家級省部級科研項目3項，濟南市科研項目1項，共獲各級獎勵2項，發(fā)表論文10余篇。主要研究人員2，男，山東大學機械工程學院,本科畢業(yè)，工學學士學位，高工、所學專業(yè)：機械制造及其自動化。現(xiàn)從事