塑料成型工藝學(xué)第七章中空成型ppt課件

1、第七章 中空成型7.1 概述概述7.2 中空吹塑配備中空吹塑配備7.3 擠出吹塑工藝過程及控制要素擠出吹塑工藝過程及控制要素7.4 注射吹塑注射吹塑7.5 拉伸吹塑拉伸吹塑7.6 多層吹塑多層吹塑7.7 大型中空吹塑大型中空吹塑中空吹塑產(chǎn)品7.1 概述概述成型過程：成型過程： 中空吹塑是將擠出或注射成型所得的管坯置于模中空吹塑是將擠出或注射成型所得的管坯置于模具中，在管坯中通入緊縮空氣將其吹脹，使之緊貼于具中，在管坯中通入緊縮空氣將其吹脹，使之緊貼于模腔壁上，再經(jīng)冷卻脫模得到中空制品的成型方法。模腔壁上，再經(jīng)冷卻脫模得到中空制品的成型方法。它主要自創(chuàng)歷史悠久的玻璃容器的吹制工藝。它主要自創(chuàng)歷史

2、悠久的玻璃容器的吹制工藝。分類：分類：根據(jù)管坯成型方法不同分類：擠出吹塑：消費方法簡單，產(chǎn)量高，精度低，運用較多注射吹塑：精度高，質(zhì)量好，價高，適于大批量消費根據(jù)成型工藝不同分類：普通吹塑拉伸吹塑：產(chǎn)品經(jīng)拉伸，強度高，氣密性好擠出拉伸吹塑(簡稱擠拉吹) 注射拉伸吹塑(簡稱注拉吹)根據(jù)管坯層數(shù)不同分類：單層吹塑多層吹塑：綜合性能好，消費復(fù)雜，適于包裝要求高的產(chǎn)品包裝。運用：運用： 吹塑成型方法可消費瓶、壺、桶等各種包裝容器，包括辦公用品、吹塑成型方法可消費瓶、壺、桶等各種包裝容器，包括辦公用品、文化文娛用品、汽車工業(yè)用零件、日常用品和兒童玩具等。文化文娛用品、汽車工業(yè)用零件、日常用品和兒童玩具等

3、。 用于中空吹塑的塑料種類有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、線形聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纖維素和聚縮醛樹脂等。 其中高密度聚乙烯的耗費量占首位。它廣泛運用于食品、化工和處置液體的包裝。高分子量聚乙烯適用于制造大型燃料罐和桶等。 聚氯乙烯由于有較好的透明度和氣密性，所以在化裝品和洗滌劑的包裝方面得到普遍運用。隨著無毒聚氯乙烯樹脂和助劑的開發(fā)，以及拉伸吹塑技術(shù)的開展，聚氯乙烯容器在食品包裝方面的用量迅速添加，并且曾經(jīng)開場用于啤酒和其它含有二氧化碳氣體飲料的包裝。 線形聚酯資料是近幾年進入中空吹塑領(lǐng)域的新型資料。由于其制品具有光澤的外觀、優(yōu)良的透明性、較高的力學(xué)強度和容器內(nèi)物品保管性較好，廢

4、棄物熄滅處置時不污染環(huán)境等方面的優(yōu)點，所以在包裝瓶方面開展很快，尤其在耐壓塑料食品容器方面的運用最為廣泛。 聚丙烯由于其氣密性、耐沖擊強度差早期運用不廣，因樹脂的改性和加工技術(shù)的提高，如雙軸拉伸吹塑工藝出現(xiàn)后，運用量也逐年添加。中空吹塑所運用的資料：中空吹塑所運用的資料：產(chǎn)品特點舉例7.2 7.2 中空吹塑設(shè)備中空吹塑設(shè)備 型坯擠出有延續(xù)和間歇斷兩種，前者是延續(xù)擠出預(yù)定長度的型坯，被挪動的模具接納，并在機頭處切斷，送至吹塑工位，后者是指擠出預(yù)定長度的型坯后，擠出機停頓轉(zhuǎn)動和出料，待型坯吹脹定型后再啟動擠出機開場下一個操作。 吹塑擠出機：吹塑擠出機：具有延續(xù)調(diào)速的驅(qū)動安裝，保證在穩(wěn)定的速率下擠出

5、型坯適宜的螺桿長徑比，保證物料塑化良好、溫度均勻保證型坯能在較低溫度下擠出，以防止重力下垂所導(dǎo)致的壁厚不均勻 機頭包括多孔板、濾網(wǎng)銜接納與型芯組件等，對機頭的要求是：流道呈流線型，外表具有較高的光潔度，無阻滯部位，以防止流動不暢而產(chǎn)生分解老化。 吹塑機頭普通分為如下幾種： 轉(zhuǎn)角機頭 直通式機頭 帶儲料缸式機頭(主要消費大型吹塑制品)機頭和口模：機頭和口模： 型坯進入模具型腔后，吹脹安裝將管狀型坯吹脹成型腔所具有的準確外形，進而冷卻、定型、脫模并取出制品，吹脹系統(tǒng)包括吹氣機構(gòu)、模具及其冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等部分。 吹氣機構(gòu) 針吹法 優(yōu)點：適于不切斷型坯延續(xù)消費的小型吹塑成型制品 缺陷：制品需求修飾

6、加工 頂吹法 優(yōu)點：直接利用型芯作為吹氣芯軸經(jīng)芯軸進入型坯，簡化了吹氣機構(gòu) 缺陷：制品需求修飾加工，不能確定內(nèi)徑和長度，氣體從機頭經(jīng)過影響機頭溫度控制 底吹法 優(yōu)點：制備大型容器、開口多或具有異形的容器 缺陷：吹氣位置在溫度較低的底部，容易導(dǎo)致吹脹不充分吹脹安裝吹脹安裝模具的材質(zhì) 鋁、銅 主要利用其良好的導(dǎo)熱性能以及易機械加工性如雕刻花紋 鋼 用來吹塑硬度較大的塑料，外表拋光鍍鉻模具的冷卻系統(tǒng) 其要求和注射模塑類似 模具的排氣系統(tǒng) 其要求和注射模塑類似，但其排氣孔尺寸普通較大吹塑模具吹塑模具7.2 擠出吹塑工藝擠出吹塑工藝 由擠出安裝擠出半熔融狀管坯； 當型坯到達一定長度時，模具移到機頭下方閉

7、合，抱住管坯，切刀將管坯割斷； 型坯頭部成型定徑； 模具移到吹塑工位，吹氣桿進入模具吹氣，使型坯緊貼模具內(nèi)壁而冷卻定型； 翻開模具，取出制品。 原料的選擇 首先要求原料的加工性能必需符合吹塑工藝的要求；其次原料的性能滿足制品的運用要求，尤其是氣密性和耐沖擊性。 如：高密度聚乙烯取0.94-0.96克10min熔體指數(shù)范圍。低熔體指數(shù)樹脂吹塑時有利于防止型坯下垂，容易得到壁厚均勻的管坯。但是螺桿轉(zhuǎn)速增高時，低熔體指數(shù)的樹脂外觀粗糙。因此對于上述熔體指數(shù)范圍的選用，大中型吹塑制品以防止型坯下垂為主，宜偏低一些，分子量大的；小型吹塑制品選偏高一些，分子量小的。 溫度的控制 在擠出管坯過程中溫度控制的

8、準確度對于管坯質(zhì)量影響很大。例如溫度過低型坯外表粗糙，溫度高外表光澤好，但下垂嚴重。在擠出聚氯乙烯等容易熱降解的樹脂時，還要留意控制溫度使其不超越降解溫度。 管坯制造過程中的影響要素管坯制造過程中的影響要素 螺桿轉(zhuǎn)速對擠出管坯的影響螺桿轉(zhuǎn)速對擠出管坯的影響 螺桿轉(zhuǎn)速是影響管坯質(zhì)量的一個重要螺桿轉(zhuǎn)速是影響管坯質(zhì)量的一個重要要素。高的擠出速度可以提高產(chǎn)量，減少要素。高的擠出速度可以提高產(chǎn)量，減少型坯下垂，但是型坯外表質(zhì)量下降。尤其型坯下垂，但是型坯外表質(zhì)量下降。尤其是剪切速率增大呵斥某些塑料，如高密度是剪切速率增大呵斥某些塑料，如高密度聚乙烯，能夠出現(xiàn)熔體破裂景象。而且轉(zhuǎn)聚乙烯，能夠出現(xiàn)熔體破裂景

9、象。而且轉(zhuǎn)速提高時大量摩擦熱的產(chǎn)生使聚氯乙烯等速提高時大量摩擦熱的產(chǎn)生使聚氯乙烯等塑料有瞬間降解的危險。所以一股吹塑機塑料有瞬間降解的危險。所以一股吹塑機都選用大一點的擠出安裝，使螺桿轉(zhuǎn)速在都選用大一點的擠出安裝，使螺桿轉(zhuǎn)速在70轉(zhuǎn)分以下。轉(zhuǎn)分以下。 口模對擠出管坯的影響口模對擠出管坯的影響 口模是決議型坯尺寸及外形的重要安口模是決議型坯尺寸及外形的重要安裝，所以要求內(nèi)外表光潔度應(yīng)到達裝，所以要求內(nèi)外表光潔度應(yīng)到達10且尺且尺寸必需按設(shè)計要求加工?？谀６ㄐ投纬叽绱绫匦璋丛O(shè)計要求加工?？谀６ㄐ投纬叽缙胀蛇x用普通可選用8倍口模芯棒之間隙數(shù)值。倍口模芯棒之間隙數(shù)值。 吹氣壓力吹氣壓力 吹塑中，緊縮

10、空氣有兩個作用，一是使管坯吹塑中，緊縮空氣有兩個作用，一是使管坯脹大而緊貼模腔壁，構(gòu)成需求的外形；二是起冷脹大而緊貼模腔壁，構(gòu)成需求的外形；二是起冷卻作用。卻作用。 根據(jù)塑料種類和型坯溫度的不同，空氣壓力根據(jù)塑料種類和型坯溫度的不同，空氣壓力也不一樣，普通控制在也不一樣，普通控制在0.2-0.7兆帕之間，最適宜兆帕之間，最適宜的是能使制品在成型后外形、花紋等流露明晰的的是能使制品在成型后外形、花紋等流露明晰的壓力。壓力。 對于粘度較低、容易變形的取較低值對于粘度較低、容易變形的取較低值 對于粘度和模量較高的塑料取較高值對于粘度和模量較高的塑料取較高值 大容積和薄壁制品宜用較高壓力大容積和薄壁制

11、品宜用較高壓力 小容積和厚壁制品那么運用較低壓力小容積和厚壁制品那么運用較低壓力 充氣速度 為了縮短吹氣時間，以利于制品獲得較均勻的厚度和較好的外表，充氣速度(單位時間內(nèi)流過的空氣體積)要盡能夠大一些但也不宜過大，否那么會給制品帶來不良影響，一是會在空氣進口處呵斥真空，使這部分的型坯內(nèi)陷，而當型坯完全吹脹時， 內(nèi)陷部分會構(gòu)成橫隔膜片；其次是口模部分的型坯有能夠被極快的氣流拉斷，呵斥廢品為此需求加大吹管口徑或適當降低充氣速度。吹脹比吹脹比 通常把制品的尺寸與型坯尺通常把制品的尺寸與型坯尺寸之比稱為吹脹比。當型坯的尺寸寸之比稱為吹脹比。當型坯的尺寸和分量一定時，制品的尺寸越大，和分量一定時，制品的

12、尺寸越大，型坯的吹脹比也越大。根據(jù)塑料的型坯的吹脹比也越大。根據(jù)塑料的種類、性質(zhì)、制品的外形和尺寸以種類、性質(zhì)、制品的外形和尺寸以及型坯的尺寸等來決議吹脹比的大及型坯的尺寸等來決議吹脹比的大小。通常把吹脹比控制在小。通常把吹脹比控制在2、4倍。倍。 成型周期成型周期 吹塑的周期包括擠出型坯、截取型吹塑的周期包括擠出型坯、截取型坯合模、吹氣、冷卻、放氣、開橫、取坯合模、吹氣、冷卻、放氣、開橫、取出制品出制品(其后的修整，配套，包裝另計其后的修整，配套，包裝另計)等過等過程。程。模溫暖冷卻時間模溫暖冷卻時間 為保證制質(zhì)量量，模具的溫度應(yīng)分布為保證制質(zhì)量量，模具的溫度應(yīng)分布均勻，模溫普通堅持在均勻，

13、模溫普通堅持在20-50。模溫過低，。模溫過低，會使夾口處塑料的延伸性降低，不易吹脹，會使夾口處塑料的延伸性降低，不易吹脹，并使制品在此部分加厚，同時使成型困難，并使制品在此部分加厚，同時使成型困難，制品的輪廓和花紋等也不明晰。模溫過高，制品的輪廓和花紋等也不明晰。模溫過高，冷卻時間延伸，消費周期加長。制品脫模冷卻時間延伸，消費周期加長。制品脫模變形，收縮增大。模溫的高低取決于塑料變形，收縮增大。模溫的高低取決于塑料的種類，當塑料的玻璃化溫度較高時，可的種類，當塑料的玻璃化溫度較高時，可以采用較高的模溫；反之，那么盡能夠降以采用較高的模溫；反之，那么盡能夠降低模溫。低模溫。 通常隨著制品壁厚的

14、添加，冷卻時間通常隨著制品壁厚的添加，冷卻時間延伸。有時除對模具進展冷卻外，還可對延伸。有時除對模具進展冷卻外，還可對成型制品進展內(nèi)部冷卻，即向制品內(nèi)部通成型制品進展內(nèi)部冷卻，即向制品內(nèi)部通入各種冷卻介質(zhì)入各種冷卻介質(zhì)(如液氮、二氧化碳等如液氮、二氧化碳等)進展進展直接冷卻。直接冷卻。 7.3 注射吹塑工藝注射吹塑工藝 工藝過程 注射吹塑普通是兩步成型法,即注射型坯和吹塑(見圖7-14)工藝特點 適宜消費批量大精細容器,廣口容器 制品的壁厚均勻一致,不需求后期加工修飾; 制品無熔接線,廢料少; 必需運用兩副模具,本錢加大; 不適于制造大容量和帶把手的制品; 芯棒和模具設(shè)計要求 芯棒主要有注射成

15、型型坯時充任陽模,把型坯運送至吹塑模具中去,并充任高壓氣體和控溫介質(zhì)的通道的功能。 所以要求芯棒具有較高的外表精度,硬度高, 剛度大,韌性好,耐腐蝕。 吹塑模具是容器成型的關(guān)鍵安裝，直接呈現(xiàn)制品的外形。模體資料普通選用耐腐蝕的碳素工具鋼和普通合金剛制造。管坯溫度與吹塑溫度 注射型坯時，管坯溫度是關(guān)鍵，溫度太高，熔料粘度低易變形，使管坯在轉(zhuǎn)移中出現(xiàn)厚度不均，影響吹塑制質(zhì)量量; 溫度太低，制品內(nèi)常帶有較多的內(nèi)應(yīng)力，運用中易發(fā)生變形及應(yīng)力破裂。 為能按要求選擇模溫，常配置模具油溫調(diào)理器，由精度較高的數(shù)字溫控儀控制。 注射吹塑的樹脂注射吹塑的樹脂 適宜注射吹模的樹脂應(yīng)具有較高的分子適宜注射吹模的樹脂應(yīng)

16、具有較高的分子量和熔融粘度，而且熔體粘度受剪切速率量和熔融粘度，而且熔體粘度受剪切速率及加工溫度的影響較小，制品具有較好的及加工溫度的影響較小，制品具有較好的沖擊韌性，有適宜的熔體延伸性能，以保沖擊韌性，有適宜的熔體延伸性能，以保證制品一切棱角都能均勻地呈現(xiàn)吹塑模腔證制品一切棱角都能均勻地呈現(xiàn)吹塑模腔的輪廓，不會出現(xiàn)壁厚明顯偏薄薄厚不均。的輪廓，不會出現(xiàn)壁厚明顯偏薄薄厚不均。7.4 拉伸吹塑拉伸吹塑 拉伸吹塑是經(jīng)雙軸拉伸的一種吹塑成型方法。其料坯普統(tǒng)統(tǒng)過擠出或注射的方法來制得，將料坯處置至適宜拉伸的溫度，經(jīng)內(nèi)部芯棒或外部拉伸夾具機械力進展縱向拉伸，同時或延遲一段時間后進展緊縮空氣吹脹而實現(xiàn)橫向

17、拉伸。 拉伸的目的是實現(xiàn)物理性能的改善。 對于非晶資料，拉伸應(yīng)在其熱彈性范圍內(nèi)進展； 對于熱塑性結(jié)晶資料，拉伸應(yīng)在低于結(jié)晶熔點較 窄的范圍內(nèi)進展，同時還要思索到晶體成核和生長速率，有的甚至要參與成核劑來強化其成核速率； 為保證分子鏈的拉伸定向在吹脹前不會松弛，要堅持一定的拉伸速率。 拉伸吹塑有熱型坯法和冷型坯法，又稱一步法和兩步法。前者具有消費過程延續(xù)進展，自動化程度高，節(jié)省能量的優(yōu)點，后者具有比較容易到達高產(chǎn)量的優(yōu)點。拉伸吹塑工藝包括如下幾種：注射型坯定向拉伸吹塑、擠出型坯定向拉伸吹塑、多層定向拉伸吹塑等。 注射型坯定向拉伸吹塑 注射有底的型坯，延續(xù)地保送至加熱爐使其加熱到拉伸溫度，然后納入

18、吹塑模中經(jīng)芯棒軸向拉伸后再由緊縮氣體吹脹成型；其成型表示圖如下： 1一注射型坯，2一型坯加熱，3一拉伸，4一吹塑；5一脫模擠出型坯定向拉伸吹塑 一種方法是將塑料擠成管材，并切成一定的長度做為冷坯，然后保送至加熱安裝加熱至拉伸溫度后,使型坯的一段構(gòu)成瓶頸，在軸向拉伸100200后再吹脹；另外一種方法是把加熱后的型坯一邊在拉伸安裝中軸向拉伸，一邊送往吹塑模具中，然后吹脹成型。 拉伸吹塑用的樹脂及其成型特點拉伸吹塑用的樹脂及其成型特點 適宜拉伸吹模的樹脂很多，經(jīng)過雙軸拉伸可適宜拉伸吹模的樹脂很多，經(jīng)過雙軸拉伸可顯著提高拉伸強度，沖擊韌性，剛性，透明度和顯著提高拉伸強度，沖擊韌性，剛性，透明度和光澤，提高對氣體氧氣，二氧化碳和水蒸氣光澤，提高對氣體氧氣，二氧化碳和水蒸氣的阻隔性。常用的塑料有聚丙烯晴的阻隔性。常用的塑料有聚丙烯晴PAN，聚，聚對苯二甲酸乙二醇酯對苯二甲酸乙二醇酯PET，聚氯乙烯，聚氯乙烯PVC，聚丙烯，聚丙烯PP。其中。其中PET的用量最大，的用量最大，PAN的用量最小。的用量最小。 以以PET為例，由于它為結(jié)晶性聚合物，必需為例，由于它為結(jié)晶性聚合物，必需快速冷卻經(jīng)過其最大結(jié)晶溫度區(qū)快速冷卻經(jīng)過其最大結(jié)晶溫度區(qū)140180，以獲