济南市科技发展计划项目可行性研究报告 - 20090414185123.doc

历下区科技发展计划项目可行性研究报告项目名称：新型双组份打胶机的开发研制领 域：先进制造与自动化技术起止时间：2006.7-2007.12历下区科学技术局二OO五年三月 一、 立项的背景和意义本项目属于先进制造与自动化技术领域，其技术来源是产学研合作，由本单位与山东大学共同研制开发，目的在于研制开发一种用于槽铝式中空玻璃生产的新型双组份打胶机，这一成果的产业化既符合机械制造可持续发展战略的原则，体现出节省资源、寿命持久，又能满足现代中空玻璃应用日益广泛的要求，同时深入探索其中的理论问题。槽铝式中空玻璃出现较早，同普通玻璃相比较，它具有卓越的保温、隔热、隔音、抗凝霜结露等性能。建筑上常采用双道密封中空玻璃，其生产过程是把填充了分子筛的铝隔框两侧均匀涂上丁基胶，将两片玻璃的边部黏和在一起，然后在铝隔框的外侧、两片玻璃之间涂一层聚硫胶 ，铝隔框对两片玻璃起了很好的支撑作用，作为干燥剂的分子筛保证了中空玻璃内部空气的干燥，有效的提高了玻璃内部抗凝霜结露的能力，而丁基胶和聚硫胶同时使用，使中空玻璃具有良好的密封性能和耐紫外线性能，从而具有优良的耐侯性，延长了中空玻璃的使用寿命。它的主要性能特点是：隔热性能好，热传导系数小于3.0；隔音性能好，可将室外噪音降低2753dB；室内外温差60时不凝霜、不结露；密封性好，湿气、灰尘不易进入；稳定性好，耐风压，不易破裂，使用寿命长。因而在建筑上得到了广泛的应用。门窗是房屋建筑的主要耗能部位，其中损失量约占房屋总散热量的40%50%，其中窗户的玻璃与框的散热比例为8：2。由于历史原因，我国房屋建筑的门窗散热量是国外的1.52.2倍，我国每年建筑使用能耗高达1.2亿吨标准煤。因此国家有关部门和地方政府已把建筑节能作为一项重要工程列入议事日程，制定了实施计划与措施，要求推广使用中空玻璃。北京市要求自2000年1月1日起，道路两侧新建建筑采用隔音窗，而隔音效果最好的就是中空玻璃。中空玻璃的推广使用是我国房屋建筑保温、节能、降耗的有效途径。然而制约中空玻璃生产的关键设备是新型双组份打胶机，它的性能价格比直接影响到中空玻璃的市场价格以及它的推广使用。本项目着眼于机械制造业追求经济效益与节能降耗的协调发展，符合国家的产业政策和能源利用政策，同时运用现代信息技术提升传统产业，这是当今机械制造业长期发展的必由之路，无疑具有深远的社会经济意义和良好的推广应用价值。二、 国内外现状和发展趋势包括知识产权现状中空玻璃经过一个多世纪的发展，特别是二十世纪五十年代，中空玻璃获得了大量的应用。1834年德国就有人开始研究中空玻璃，当时采用的生产方法是焊接法，后来发展到熔结法、胶接法。其粘接密封胶也由沥青、玛帝脂、环氧树脂等发展到现在的丁基胶、硅酮胶和聚硫胶。二十世纪六十年代以后，油性密封和低档密封胶材料已不能满足中空玻璃的使用要求。于是以各种合成橡胶为中心的新型密封胶包括聚硫胶、硅酮胶应运而生。弹性密封胶于二十世纪五十年代末问世，1960年日本由美国进口聚硫系弹性密封胶，1963年开始自产，不久就有10余家公司生产。进入二十世纪八十年代后期，硅酮胶与聚硫胶在中空玻璃二道密封的应用已经普及化，基本代替了其它油性或弹性密封材料。二十世纪七十年代，沈阳玻璃厂生产出我国的第一块中空玻璃，1995年以后，随着国家环保的要求与中空玻璃的推广，中空玻璃在门窗中的应用迅速增长。然而作为生产中空玻璃的关键设备的新型双组份打胶机变化不大，目前国外最先进的涂胶设备是意大利生产的，不仅价格昂贵（每台32万元人民币），配件供应不及时，而且技术上存在着比例调节机构复杂、混胶不均匀、混胶比例范围小、胶路输出压力高等问题。国内的双组份打胶机生产厂基本上是按照意大利的机型测绘仿制的，不仅没有任何知识产权，而且很有可能面临着国外厂家对知识产权的巨额索赔问题。国外双组份打胶机的最新发展趋势是：运用微型计算机实现双组份打胶机对中空玻璃铝隔框外侧、两层玻璃之间涂胶过程的半自动化控制，提高混胶的均匀性。为此本课题立足于我国实际，开发了拥有自主知识产权的新型双组份打胶机，并进一步降低产品成本，实现产业化。承担单位在双组份打胶机的生产和市场开发方面作了大量的市场调研工作，通过深入的基础研究工作，对比例结构、混胶结构、混胶比例范围、整机的自动控制方面进行了进一步改进，预计会取得更好的比例控制和混胶效果。现在新型双组份打胶机图纸的设计工作已经结束，产品试制工作已全面展开，为双组份打胶机开发研制和进一步产业化奠定了坚实的基础。三、 现有研究基础、特色和优势1、 现阶段已达到的主要技术指标。现阶段双组份打胶机的主要技术指标如下：出胶量： 1.5L /MIN输入功率： 1.5KW涂胶压力： 12-25 MPa耗气量： 300 L /MIN混胶比例： 10：1-13：12、 项目创新点及在人才、资源和产业方面的特色优势。项目创新点（1） 用可编程控制器，实现对双份打胶机的半自动控制；利用改变胶缸行程，扩大双组份混胶比例范围；通过改变胶路结构，降低涂胶输出压力，提高零部件的寿命。（2） 用缩放管、钢芯搅龙和钢球复合混胶结构，提高双组份胶混合的均匀性。（3） 采用了集主动缸、发信元件、从动缸（胶缸）为一体的直线往复增压驱动装置，各组份设置了储能器，使得涂胶压力更加稳定；主动缸的行程控制采用非接触发信，进一步提高了系统的可靠性。（4） 液压系统采用了双泵控制方案，两个泵分别控制两种组份的压力大小和速度大小，以达到分别调节两种组份出胶量大小。项目在人才、资源和产业化方面的特色优势承担单位是济南市高新技术企业，现有职工56人，其中相关专业（机械、电气、液压、气动）的工程技术人员26人（全职正教授2人，高级工程师3人，工程师12人），生产职工以及销售人员全部具有中技以上学历并经公司专业培训认定上岗，是一支具备较高专业素质的队伍。承担单位目前拥有800平方米的生产车间，10余台套加工设备，200平方米的仓库，400平方米的研发和办公场地。针对该项目所作的先期设计工作，课题组主要成员已获得了国家专利壹项，专利号为：ZL02268056.X。本单位承担了国家“863”课题第61号主题4000米深海可视采样系统（GTV04）的设计与制造，并与2004年8月至11月以及2005年4月至2006年1月随中国“大洋一号”科学考察船完成了3500米至4000米的深海调查取样以及环球科考的任务；承担了国家经贸委替代进口项目-新型造纸精浆机恒功率液压比例控制系统及设备的开发研制，现已投入批量生产。协作单位山东大学是教育部直属院校，实验室拥有各种金属切削机床和检测设备，同时拥有机械、电气控制、液压气动、机电一体化方面的人才，近几年已经承担了多项国家级、省部级科研课题，许多课题实现了产业化，形成了山大华天、山大鲁能信息等一批优秀产业，为高校的科技成果产业化树立了典范。承担单位在国内10余个省市设有办事处，有其固定的销售网络与渠道，对形成产业化后的产品销售奠定了坚实的基础。四、应用或产业化前景、市场需求。我国每年城乡房屋施工面积约在24亿平方米以上，如按窗户占房屋面积的1/4计算，每年就需门窗约6亿平方米，玻璃占门窗的3/5，每年需玻璃约6亿*3/5=3.6亿平方米，可见玻璃的用量相当大。中空玻璃不仅用于建筑门窗，而且也大量用于豪华客车、空调列车上。就拿上海来讲，每年中空玻璃用量大约在300万平方米以上，随着市场的需求，用量还将逐步递增。国内外实践证明，中空玻璃是实现门窗节能的重要途径。中空玻璃的热传导系数明显小于单面玻璃的热传导系数，节能效果显著。中空玻璃以其良好的保温、隔热性能及良好的隔音性（据测，装中空玻璃能使室内温度提高5度左右）在节能方面将起到举足轻重的作用。双组份打胶机不仅用于中空玻璃门窗，还可用于玻璃幕墙的生产，所以将要研制开发的新型双组份打胶机有着广阔的应用前景和市场潜力。每台新型双组份打胶机每年可生产0.8-1万平方米，按市场占有率（按每年需玻璃3.6亿平方米计算）10%考虑，每年需新型双组份打胶机3600-4500台，批量生产后每台平均价格按7万元计算，每年可创产值25.2-31.5亿元，利税10-12亿元。再考虑中空玻璃节能的效益，其综合经济和社会效益是相当可观的，因此该项目的市场需求量极大，对相关产业具有极大的带动作用，产业化前景广阔。五、研究内容与预期目标(此栏目各项指标是项目立项后，签定合同的主要内容，也是项目验收的主要依据)研究内容1）对新型双组份打胶机核心创新点部分-混胶比例控制、混胶结构、液压系统、电气控制等单独试验，并进行试制。2）、进一步完善双组份打胶机的生产与制造工艺，设计制造1套工装以及1套检测设备。3）、对研制产品进行性能检测、用户使用、性能改进。4）、针对该项目所作的创新设计工作，再申报国家实用新型专利、外观专利各壹项，制定企业标准，发表论文1-2篇，并进一步申报国家级新产品。5）、组织材料、项目验收，并最终实现双组份打胶机的产业化。预期目标1） 、总体目标项目执行期间预计投资总额60万元，即可完成双组份打胶机的试制和进一步的产业化工作。项目完成时实现年生产能力800台、单位资产规模达到2000万元,单位人员规模达到120人。2） 、经济指标项目完成时实现年生产能力800台双组份打胶机，预计可实现的年销售收入5600 万元、年交税总额600 万元、年净利润1200 万元、出口创汇120万美元、年产值5600万元。3）、 技术、质量指标 项目完成后产品达到的主要技术性能指标如下出胶量： 1.8L /MIN输入功率： 1.5KW涂胶压力： 8-12 MPa耗气量： 120 L /MIN混胶比例： 8：1-14：1项目水平：国际先进。、 产品执行的质量标准为：根据我国涂胶行业标准，制订企业标准，满足产品生产要求。新申请国家实用新型专利、外观专利各壹项，发表论文1-2篇，并进一步申报国家级新产品。六、研究方案、技术路线、组织方式与课题分解主要说明：1、技术方案，指技术路线、关键技术、工艺流程，主要技术参数等。2、本企业在生产场地、公用工程、辅助设施等方面已具备的条件和需新增加的基本建设内容。3、简述生产过程中“三废”排放、“三废”处理的措施和生产过程中职业危害因素分析及采取的保护措施方案。4、特殊行业许可证报批情况，包括国家专卖、专控产品、医药产品、交通、安全产品、压力容器产品、电信产品等许可报批情况说明。5、说明本项目推广应用计划和保障措施。6、组织方式与课题分解，如果是两家以上单位联合承担，须说明具体分工及联合优势。技术方案本项目涉及机械设计与制造、液压与气压传动、控制工程、传热学、密封胶性能、微型计算机控制等多学科领域，拟采用实验研究为主、理论与应用并重、多学科交叉配合的技术路线。技术路线：研究制定槽铝式双组份打胶机的工艺路线设计、制造、调试新型双组份打胶机双组份打胶机综合性能检测、涂胶、混胶效果分析双组份打胶机性能改进用户使用小批量生产课题总结、鉴定批量生产。 (1)、设计方案双组份打胶机的设计方案是采用PLC可编程控制器控制，利用液压气动控制技术实现涂胶、混胶过程以及混胶比例控制的自动化。要解决的关键技术是混胶方式与结构、胶路结构、混胶比例控制、液压系统设计。主要技术参数：出胶量： 1.8L /MIN输入功率： 1.5KW涂胶压力： 8-12 MPa耗气量： 120 L /MIN混胶比例： 8：1-14：1 (2)、工艺方案 该产品主要工艺是保证产品的涂胶均匀性，同时确保各连接处不漏胶。零件加工采用车床、钻床、铣床、磨床、数控线切割设备进行加工，为满足试制和进一步产业化生产的要求，需设计、制造专用工装夹具，增加检测设备，完善质量管理体系，加强对产品零部件质量的自检、互检、专检工作；装配作业采用并行作业生产方式，以提高生产效率。2、现在已具备的条件和需新增加的基本建设内容。承担单位拥有800平方米的生产车间，10余台套加工设备，200平方米的仓库，400平方米的研发和办公场地，完全可以满足产品试制的 要求。考虑到进一步实现产业化生产（年产800台新型双组份打胶机），需增加6台加工设备，新增工装夹具6台套，增加2台套检测设备；需对现有生产车间北侧的700平方米空地进行简易改造（采用大棚结构），作为批量生产时的下料车间、半成品仓库和成品仓库使用。3、环境保护该产品主要采用机械零部件进行加工、装配，同时对电气控制部分、液压、气动系统进行装配、调试，所以双组份打胶机在加工、装配的生产过程中以及用户的使用过程中不存在“三废”排放的问题，是一种完全符合国家产业政策、能源利用政策和环境保护政策的高新技术产品。4、推广应用计划及保障措施我公司在项目开发初期，即针对该产品的销售制定市场销售战略，在项目研制成功后， 针对国内玻璃门窗行业市场情况，充分发挥我公司已有的销售网络和产品技术优势，再配以完善的售前、售中、售后服务尽快占据国内市场，同时在全国各地市培育双组份打胶机的代理销售商；加大对产品的宣传力度，树立品牌效应，不断对产品试制和产业化过程中出现的问题进行技术攻关，不断降低产品成本，提高使用的可靠性、使双组份打胶机在技术上处于国际先进、国内领先水平。积极开拓国际市场，通过广州的产品交易会，进一步提高双组份打胶机在国外客户的知名度，实现出口创汇，同时替代进口产品。为保护企业知识产权，企业在完成产品试制后，即对所创新部分再申请国家的实用新型专利和外观专利权。人才是产品推广应用的基本保障，公司将扩展销售网络，加强员工队伍的专业知识培训、进一步进入豪华客车、空调列车、玻璃幕墙等行业。6、组织方式为确保本项目的试制和进一步产业化的顺利实施，组织了一支由中、青年结合的课题组队伍，实行项目负责人制，制定切实可行的计划，明确奖惩标准。课题组成员分别负责产品的设计、制造、装配、检测、调试、销售、售后服务、市场分析等工作。承担单位提供生产车间、半成品仓库和成品仓库、加工设备、检测设备、研发和办公场地以及40万元的资金，同时与协作单位签订了共同开发新型双组份打胶机的开发合同，明确了双方的责任、义务、经费分配（协作单位获得项目经费的40%）与使用等具体事项 。协作单位充分发挥科技开发优势，不断对产品试制和进一步产业化过程中出现的问题进行技术攻关，不断降低产品成本，提高使用的可靠性、使双组份打胶机在技术上处于国际先进、国内领先水平。因此，课题组完全有能力按时完成新型双组份打胶机在试制过程中确定的各项研究内容、经济、技术、质量目标。 七、年度计划内容年度目标工作内容经费投入情况2006年7-9月对新型双组份打胶机核心创新点部分-混胶比例控制、混胶结构、液压系统、电气控制等进行试制。15万元2006年10-12月1 进一步完善双组份打胶机的生产与制造工艺，设计制造1套工装以及1套检测设备。2 涂胶、混胶效果分析与试验25万元2007年1-6月1 对试制产品进行性能检测、用户使用。2 对该项目所作的创新设计工作，再申报国家实用新型专利、外观专利各壹项，制定企业标准。15万元2007年7-12月1、 根据用户使用意见进一步改进产品性能。2、 组织材料，鉴定验收。5万元 八、主要研究人员和单位简况及具备的条件项目负责人，男，山东大学机械工程学院,研究生毕业，工学博士学位，教授。所学专业：机械制造及其自动化。现从事专业：机电液气一体化。项目负责人已获得国家实用新型专利5项，发明专利1项；编著专著1部，主编、参编教材3部，其中主编的2部教材全部被评为国家级“十一五”高校规划教材，承担国家级、省部级科研项目6项，济南市科研项目2项，共获各级奖励6项，发表论文50余篇。主要研究人员1，男，山东轻工业学院,本科毕业，工学学士学位，高工、所学专业：机械设计。现从事专业：液压气动。已获得国家实用新型专利3项，承担国家级省部级科研项目3项，济南市科研项目1项，共获各级奖励2项，发表论文10余篇。主要研究人员2，男，山东大学机械工程学院,本科毕业，工学学士学位，高工、所学专业：机械制造及其自动化。现从事