塑料成型模具設計 第七章 中空吹塑

1、第七章 中空成型內(nèi)容簡介 中空吹塑是將擠出或注射成型所得的管坯置于模具中，在管坯中通入壓縮空氣將其吹脹，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。這種成型方法可生產(chǎn)瓶、壺、桶等各種包裝容器，日常用品和兒童玩具等。 本章重點： 7.3 擠出吹塑工藝7.1 概述 Introduction 中空吹塑（又稱為吹塑模塑）是生產(chǎn)中空塑料制品最重要的成型技術(shù)。用這種成型技術(shù)，不僅可以生產(chǎn)數(shù)毫升的小容積瓶，也可以生產(chǎn)數(shù)千升的大容積桶和貯罐，還可以制造出浮球、汽車油箱和塑料小船。 廣為人知的吹塑對象有瓶、桶、罐、箱以及所有包裝食品、飲料、化妝品、藥品和日用品的容器。大的吹塑容器通常用于化工產(chǎn)品、潤

2、滑劑和散裝材料的包裝上。其他的吹塑制品還有球、波紋管和玩具。對于汽車制造業(yè)，燃料箱、轎車減震器、座椅靠背、中心托架以及扶手和頭枕覆蓋層均是吹塑的。對于機械和家具制造業(yè)，吹塑零件有外殼、門框架、制架、推桿或有一個開放面的箱盒。7.1 概述 Introductin一、吹塑成型的歷史 The first blow molding patent in the United States was awarded to Saml T. Armstrong in 1851. Although the idea of blow molding was patented in 1851, blow moldin

3、g was not manufactured for production till 1958.That was when John H. Breck introduced shampoo in a high-density polyethylene bottle, and a European supplier of foods used rigid polyvinyl chloride (PVC) as a liquid container. The first plastic containers were more expensive than glass containers, bu

4、t the price of high-density polyethylene quick fell in 1959 to $0.38 per pound. The growth of blow molding can be contributed to many factors, but the development of high-density polyethylene was the major reason blow molding had an explosive growth in the late 1950s and early 1960s. 7.1 概述 Introduc

5、tin二、吹塑成型的基本概念 吹塑技術(shù)成型塑料中空制品的基本過程是：借助氣體的壓力，使閉合在模腔內(nèi)尚處于半熔融狀的型坯膨脹直至緊貼模腔壁，取得模腔形狀的吹脹物，經(jīng)冷卻定形后即可啟模脫出制品。 吹塑制品生產(chǎn)包括塑料型坯制造和型坯吹脹與制品冷卻三個階段構(gòu)成。 這種成型方法可生產(chǎn)口徑不同、容量不同的瓶、壺、桶等各種包裝容器，日常用品和兒童玩具等。7.1 概述 summarize三、吹塑的原料及用途 幾乎所有熱塑性塑料均可用于中空吹塑，用于中空吹塑的塑料品種有聚乙烯、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。 大量的中空吹塑容器，目前主要用作各種液體貨物的包裝為

6、此吹塑用塑料應具有良好的阻透性、耐擠壓性和耐環(huán)境應力開裂性。此外，有些包裝特殊液體貨物的吹塑容器，還要求其所用塑料具有耐化學藥品性、抗靜電性和較高的爆破強度。耐環(huán)境應力開裂:作為容器，當與表面活性劑接觸時具有防止龜裂的能力。氣密性(阻透性):指阻止氧氣、二氧化碳、氮氣及水氣等向外擴散的特性。耐沖擊性:為保護容器內(nèi)裝物品，制品應具有從一米高度落下不破不裂的耐沖擊性。 此外，還有耐藥性、抗靜電性、韌性和耐擠壓性 目前生產(chǎn)中用量最大的塑料品種是PE, PP, PVC和PET。其中高密度聚乙烯的消耗量占首位。它廣泛應用于食品、化工和處理液體的包裝。高分子量聚乙烯適用于制造大型燃料罐和桶等。聚氯乙烯PV

7、C因為有較好的透明度和氣密性，所以在化妝品和洗滌劑的包裝方面得到普遍應用。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)的發(fā)展，聚氯乙烯容器在食品包裝方面的用量迅速增加，并且已經(jīng)開始用于啤酒和其它含有二氧化碳氣體飲料的包裝。線形聚酯PET材料是近幾年進入中空吹塑領(lǐng)域的新型材料。由于其制品具有光澤的外觀、優(yōu)良的透明性、較高的力學強度和容器內(nèi)物品保存性較好，廢棄物焚燒處理時不污染環(huán)境等方面的優(yōu)點，所以在包裝瓶方面發(fā)展很快，尤其在耐壓塑料食品容器方面的使用最為廣泛。聚丙烯PP因其樹脂的改性和加工技術(shù)的進步，使用量也逐年增加。 四、產(chǎn)品特點舉例 聚碳酸酯瓶可用于高溫下罐裝的商品（如果汁）的包裝，但

8、如將聚碳酸酯瓶用于盛裝需要有良好阻隔性的碳酸飲料（需防止飲料中的二氧化碳逃逸）或者食用油（要防止氧氣進入瓶中，以免食用油氧化），則就不能很好地保護商品，得不到理想的包裝效果. 聚酯拉伸瓶包裝碳酸飲料，可有效地防止飲料中的二氧化碳逃逸，用于食用油的包裝，可延緩食用油的氧化變質(zhì)，延長保質(zhì)期（聚酯拉伸瓶阻隔性好，可有效地防止空氣中的氧通過器壁進入瓶中），但將其用于包裝高溫裝填的果汁之類的商品，在高溫裝填時，聚酯拉伸瓶會發(fā)生嚴重的變質(zhì)而失去使用價值.四、產(chǎn)品特點舉例 聚乙烯瓶可以盛裝酸堿類的物質(zhì)而不宜盛裝苯、甲苯之類的有機溶劑（聚乙烯瓶溶脹強度明顯下降或者有機溶劑通過器壁逃逸）； 尼龍容器不宜盛裝酸堿

9、類的物質(zhì)，但用于盛裝苯、二甲苯類的有機溶劑是相當合適； 多層復合容器如PE/PA/PE和PE單層容器，在外觀上差不多完全相同，即使是塑料制品行家里手，亦很難就外觀上的不同將它們分開，但兩種容器的性能上差異非常大，特別是對氧氣、二氧化碳、氮氣以及有機溶劑的阻隔性能方面。中空吹塑產(chǎn)品中空吹塑產(chǎn)品中空吹塑產(chǎn)品中空吹塑產(chǎn)品中空吹塑產(chǎn)品中空吹塑產(chǎn)品四、中空吹塑分類及特點根據(jù)管坯成型方法不同分類：(1) 擠出吹塑Extrusion blow moulding(EBM) ：生產(chǎn)方法簡單，產(chǎn)量高，精度低，應用較多 系用擠出法先將塑料制成管狀型坯，接著再將型坯移到吹塑模中吹制成中空制品。 In Extrusio

10、n Blow Moulding (EBM), plastic is melted and extruded into a hollow tube (a parison). This parison is then captured by closing it into a cooled metal mould. Air is then blown into the parison, inflating it into the shape of the hollow bottle, container or part. After the plastic has cooled sufficien

11、tly, the mould is opened and the part is ejected. 四、中空吹塑分類及特點(2) 注射吹塑Injection Blow Moulding (IBM )：精度高，質(zhì)量好，價高，適于批量大產(chǎn)品。 系用注射法先將塑料制成有底型坯，接著再將型坯移到吹塑模中吹制成中空制品。 The process of Injection Blow Moulding (IBM) is used for the production of hollow glass and plastic objects in large quantities. In the IBM pro

12、cess, the polymer is injection molded onto a core pin; then the core pin is rotated to a blow molding station to be inflated and cooled. This is the least-used of the three blow moulding processes, and is typically used to make small medical and single serve bottles. The process is divided into thre

13、e steps: injection, blowing and ejection. 2. 根據(jù)成型工藝不同分類：擠出吹塑注射吹塑拉伸吹塑 ：產(chǎn)品經(jīng)拉伸，強度高，氣密性好。 拉伸吹塑成型是雙軸定向拉伸的一種吹塑成型，其方法是先將型還進行縱向拉伸，然后用壓縮空氣進行吹脹達到橫向拉伸。 In the Stretch Blow Molding (SBM) process, the plastic is first molded into a preform using the Injection Molded Process. These preforms are produced with the

14、necks of the bottles, including threads (the finish) on one end. These preforms are packaged, and fed later (after cooling) into an EBM blow molding machine. In the SBM process, the preforms are heated (typically using infrared heaters) above their glass transition temperature, then blown using high

15、 pressure air into bottles using metal blow molds. Usually the preform is stretched with a core rod as part of the process. The stretching of some polymers, such as PET (Polyethylene terephthalate) results in strain hardening of the resin, allowing the bottles to resist deforming under the pressures

16、 formed by carbonated beverages, which typically approach 60 psi. 四、中空吹塑分類及特點四、中空吹塑分類及特點 拉伸吹塑成型可使制品的透明性、沖擊強度、表面硬度和剛性有很大的提高，適用于聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PETP)的吹塑成型。 拉伸吹塑成型包括：擠出型坯定向拉伸吹塑 (簡稱擠拉吹) 注射型坯定向拉伸吹塑(簡稱注拉吹)多層定向拉伸吹塑壓縮成型定向拉伸吹塑等。 拉伸吹塑不能獨立成為一種加工方法，必須與注射吹塑或擠出吹塑結(jié)合起來形成注射拉伸吹塑或擠出拉伸吹塑。四、中空吹塑分類及特點3.根據(jù)管坯層數(shù)不同分類：單層吹塑多層吹塑

17、：綜合性能好，生產(chǎn)復雜，適于包裝要求高的產(chǎn)品包裝。四、中空吹塑的工藝過程與原理 盡管在形式上有差異，但吹塑過程的基本步驟是相同的，即:盡管在形式上有差異，但吹塑過程的基本步驟是相同的，即： 熔化材料將熔融材料制成管狀物或型坯將型坯置于吹塑模具中熔封利用壓縮空氣將模具內(nèi)型坯吹脹冷卻取出制品修整擠出吹塑原理7.2 擠出吹塑設備7.2 擠出吹塑設備型坯成型裝置 1.擠出機 擠出機應具有可連續(xù)調(diào)速的驅(qū)動裝置，在穩(wěn)定的速度下擠出型坯。 擠出機螺桿的長徑比應適宜。長徑比太小，物料塑化能力差，型坯溫度不均勻；長徑比大些，分段向物料進行熱和能的傳遞較充分，料溫波動小，型坯溫度均勻，可提高產(chǎn)品的精度及均勻性，并

18、適于熱敏性塑料的生產(chǎn)。 型坯在較低的溫度下擠出，由于熔體粘度較高，可減少型坯下垂保證型坯厚度均勻，有利于縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。型坯成型裝置 2.機頭與口模 機頭包括多孔板、濾網(wǎng)連接管與型芯組件等。對機頭的設計要求是：流道應呈流線型，流道內(nèi)表面要有較高的光潔程度，沒有阻滯部位。吹塑機頭一般分為：轉(zhuǎn)角機頭、直通式機頭和帶貯料缸式機頭三種類型。直通式機頭與擠出機成一字形配置，從而避免塑料熔體流動方向的改變，可防止塑料熔體過熱而分解。直通式機頭的結(jié)構(gòu)能適應熱敏性塑料的吹塑成型，常用于硬聚氯乙烯透明瓶的制造。缺點：型坯易粘連。 型坯成型裝置 轉(zhuǎn)角機頭有連接管和與之成直角配置的管式機頭組成。這種機頭

19、內(nèi)流道有較大的壓縮比，口模部分有較長的定型段，適于擠出聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、ABS等塑料。 缺點：由水平轉(zhuǎn)向垂直，易產(chǎn)生滯流，流道長度差別較大，壓力平衡受到干擾，機頭內(nèi)熔體性能有較大的差異。 與型坯擠出方向成直角的管式機頭熔體在轉(zhuǎn)向是自由平滑地流動，不產(chǎn)生滯留點和熔接痕。但還不能完全消除熔接痕各分流道的物料可以充分匯合；提高機頭壓力，促進熔體的熔合?？烧{(diào)的移位節(jié)流閥式機頭型坯成型裝置帶貯料缸機頭 對于大型制品，一方面要求快速提供大量熔體，減少型坯下墜和縮徑，另一方面，大型制品冷卻期長，擠出機不能連續(xù)運行，從而發(fā)展了帶有貯料缸的機頭。一、 擠出吹塑設備吹脹裝置 型坯進入模具并閉合后，吹脹裝置

20、即將管狀型坯吹脹成膜腔所具有的精確形狀，進而冷卻、定型、脫模取出制品。 吹脹裝置包括吹氣機構(gòu)、模具及其冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等部分。1.吹氣機構(gòu) 吹氣機構(gòu)分為針管吹氣、型芯頂吹、型芯底吹三種方式?？諝鈮毫源得浶团鞯捷喞獔D案清晰的制品為原則。針吹法 吹氣針管安裝在模具型腔的半高處，模具閉合時，針管向前穿破型坯壁，壓縮空氣通過針管吹脹型坯，然后吹針縮回，熔融物料封閉吹針留下的針孔。另一方式是在制品頸部有一伸長部分，一邊吹針插入又不損傷瓶頸。還可用幾只吹針同時吹脹，提高吹脹效果。 優(yōu)點：適于不切斷型坯連續(xù)生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)吹塑成型，吹制頸尾相連的小型容器，對無頸吹塑制品可在模具內(nèi)部裝入型坯切割器，更適合吹制

21、有手柄的容器，手柄本身封閉與本體互不相通的制品。 缺點：對開口制品由于型坯兩端是夾住的，為獲得合格的瓶，需要整飾加工，模具設計比較復雜，不適宜大型容器的吹脹。頂吹法 頂吹法是通過型芯吹氣。模具的頸部向上，當模具閉合時，型坯底部夾住，頂部開口，壓縮空氣從型芯通入，型芯直接進入開口的型坯內(nèi)并確定頸部內(nèi)徑，在型芯和模具頂部之間切斷型坯。 優(yōu)點：直接利用型芯作為吹氣芯軸，壓縮空氣從十字機頭上方引進，經(jīng)芯軸進入型坯，簡化了吹氣機構(gòu)。 缺點：不能確定內(nèi)徑和長度，需要附加修飾工序。壓縮空氣從機頭型芯通過，影響機頭溫度。為此，應設計獨立的與機頭型芯無關(guān)的頂吹芯軸。底吹法 底吹法是指擠出的型坯落到模具底部的型芯

22、上，通過型芯對型坯吹脹。型芯的外徑和模具瓶頸配合以固定瓶頸的內(nèi)外尺寸。為保證瓶頸尺寸的準確，在此區(qū)域內(nèi)必須提供過量的物料，這就導致開模后所得制品在瓶頸分型面上形成兩個耳狀飛邊，需要后加工修飾。此法適于吹塑頸部開口偏離制品中心線的大型容器，有異形開口或有多個開口的容器。 進氣口選在型坯溫度最低的部位，也是型坯自重下垂厚度最薄的部位，當制品形狀較復雜時，常造成制品吹脹不充分。另外，瓶頸耳狀飛邊修剪后留下明顯的痕跡。吹脹裝置2.吹塑模具（1）模具的材料（2）模具的冷卻系統(tǒng)（3）模具的排氣系統(tǒng)7.2.3 輔助裝置1.型坯厚度控制裝置：型坯從口模擠出時，會產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，使型坯直徑和壁厚大于口模間隙，影響

23、型坯尺寸，控制型坯尺寸的方式有： 調(diào)節(jié)口模間隙 改變擠出速度 改變型坯牽引速度 預吹塑法 型坯厚度的程序控制2.型坯長度控制裝置：型坯長度直接影響吹塑制品的質(zhì)量和切除尾料的長短。型坯長度決定于在吹塑周期內(nèi)擠出機螺桿的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速快，型坯長，反之則短。 一般采用光電控制系統(tǒng)來控制型坯長度3.型坯切斷裝置：型坯達到要求長度后應進行切斷。切斷裝置要適應不同塑料品中的性能。 擠出吹塑工藝過程及控制因素7.3.1 擠出吹塑工藝過程.由擠出裝置擠出半熔融狀管坯；.當型坯到達一定長度時，模具移到機頭下方閉合，抱住管坯，切刀將管坯割斷；.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)壁而成型為制品 (吹

24、氣壓力、兆帕/s； 4.冷卻定型； 5.打開模具，取出制品； 6.修整制品。擠出吹塑工藝過程及控制因素7.3.1 擠出吹塑工藝過程 1.型坯擠出方式（1）連續(xù)擠出吹塑 這種方法的型坯是連續(xù)不斷的，通過切斷、移送型坯至吹塑模具中或移動吹塑模于口模下方，再進行合模、吹脹和冷卻定型。此法適用于生產(chǎn)容積為10 ML30 L的中空制品，制品質(zhì)量可以從幾克到幾千克。所用設備一般由擠出裝置、口模、吹塑模具、鎖模裝置及吹氣裝置等構(gòu)成。 a.往復式7.3.1 擠出吹塑工藝過程b.轉(zhuǎn)換出料式c.轉(zhuǎn)盤式7.3.1 擠出吹塑工藝過程 （2） 間歇擠出吹塑 間歇擠出吹塑即型坯的生產(chǎn)是不連續(xù)的，而是將塑煉均勻的熔體儲存于

25、中間容器，然后借助于活塞或螺桿的移動，強制熔體通過口模而形成型坯，再經(jīng)合模、吹脹和冷卻定型，最終得到中空制品。 間歇擠出吹塑所用設備是以往復螺桿裝置、活塞儲料缸裝置和儲料缸口模裝置三種形式為基礎構(gòu)成的?；钊麅α细籽b置是把經(jīng)螺桿擠出機塑煉的熔體儲存于由活塞、料筒組成的儲料缸中，當熔體達到預定量時，推動活塞使熔體經(jīng)口模而制成型坯。 相對連續(xù)擠出吹塑來說，這種方法可以生產(chǎn)大型中空制品，制品質(zhì)量從幾千克到上百千克，所用塑料對熱是穩(wěn)定的。7.3.1 擠出吹塑工藝過程 儲料缸口模裝置圖7.3.1 擠出吹塑工藝過程1.機頭2.型坯3.進氣桿4.模具 7.3.1 擠出吹塑工藝過程1.機頭2.型坯3.機頭支管4

26、.模具 7.3.1 擠出吹塑工藝過程1.機頭2.貯料腔3.螺桿7.3.1 擠出吹塑工藝過程1.機頭2.貯料腔3.螺桿/螺筒7.3.1 擠出吹塑工藝過程 鎖模裝置 鎖模裝置的形式取決于是移送型坯還是移動模具，移送型坯者宜采用定位鎖模裝置，而移動模具者宜采用往復式或旋轉(zhuǎn)式鎖模裝置。采用移送型坯法時，定位式鎖模裝里是由一組或幾組在水平方向進行啟、閉模動作的啟閉裝置構(gòu)成的。在進行吹塑作業(yè)時，首先利用夾具將擠出的型坯夾住并切斷，然后移送到吹塑模具中，閉模、吹塑。移送型坯法吹塑成型如圖所示。移送型坯法吹塑成型示意圖 影響擠出吹塑工藝和中空制品質(zhì)量的因素主要有： 型坯溫度和擠出速度 吹氣壓力和鼓氣速率 吹脹

27、比 模溫 冷卻時間擠出吹塑控制因素擠出吹塑控制因素(一）、管坯制造過程中的影響因素 1、原料的選擇 首先要求原料的性能滿足制品的使用要求，尤其是氣密性耐沖擊性；其次是原料的加工性能必須符合吹塑工藝的要求。 如：高密度聚乙烯取熔體流動速率為范圍，低密度聚乙烯（LDPE），線性低密度聚乙烯左右。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。 擠出吹塑控制因素2、溫度的控制 在擠出管坯過程中溫度控制的精確度對于管

28、坯質(zhì)量影響很大。例如溫度過低型坯表面粗糙，溫度高表面光澤好，但下垂嚴重。在擠出聚氯乙烯等容易熱降解的樹脂時，還要注意控制溫度使其不超過降解溫度。 型坯溫度過高：擠出速度慢，型坯易產(chǎn)生下垂，引起型坯縱向厚度不均，延長冷卻時間，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量差。 型坯溫度過低：離模膨脹突出，使型坯長度收縮、壁厚增大，降低型坯的表面質(zhì)量，出現(xiàn)流痕，同時增加不均勻性，內(nèi)應力增加，強度下降。 型坯徑向厚度不均勻，會發(fā)生型坯上卷的現(xiàn)象，卷曲的方向總是偏于厚度較小的一邊。型坯溫度不均勻也會造成型坯厚度不均勻，因此要控制型坯溫度，使其均勻。 型坯擠出溫度與型坯重量的關(guān)系 成型溫度與型坯表面均勻度的關(guān)系1.聚丙烯共聚物

29、2.高密度聚乙烯 3.聚丙烯擠出吹塑控制因素擠出吹塑控制因素塑料品種 聚乙烯聚丙烯透明聚氯乙烯機身溫度 1 2 3 110120130140140150155165175195190200 機頭溫度 145150190200貯料缸溫度 170180擠出型坯時的溫度控制 單位：擠出吹塑控制因素 3、 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)量的一個重要因素。高的擠出速度能夠提高產(chǎn)量，減少型坯下垂，但是型坯表面質(zhì)量下降。尤其是剪切速率增大造成某些塑料，如高密度聚乙烯，可能出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象。而且轉(zhuǎn)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。

30、所以一股吹塑機都選用大一點的擠出裝置，使螺桿轉(zhuǎn)速在70轉(zhuǎn)分以下。 剪切黏度和型坯長度、密度、擠出速度應滿足：a=158L2/v 當L、V一定時，通過調(diào)節(jié)溫度，使塑料的實際黏度大于計算黏度，就可以保持型坯的形狀。擠出吹塑控制因素4、口模對擠出管坯的影響 口模是決定型坯尺寸及形狀的重要裝置，所以要求內(nèi)表面光潔度應達到10且尺寸必須按設計要求加工。口模定型段尺寸一般可選用8倍口模芯棒之間隙數(shù)值。擠出吹塑控制因素（二）吹塑過程中的影響因素 、 吹氣壓力 吹塑中，壓縮空氣有兩個作用，一是使管坯脹大而緊貼模腔壁，形成需要的形狀；二是起冷卻作用。 根據(jù)塑料品種和型坯溫度的不同，空氣壓力也不一樣，一般控制在兆

31、帕之間，最適宜的是能使制品在成型后外形、花紋等表露清晰的壓力。一般空氣壓力在1MPa。對黏度大模量高的聚碳酸酯塑料空氣壓力較大，對黏度小的聚酰胺塑料取較低值；對于薄壁大型容器，需采用較高的吹氣壓力來保證制品的完整，反之，對于厚壁容器，吹氣壓較低。 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 大容積和薄壁制品宜用較高壓力 小容積和厚壁制品則使用較低壓力2、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表面，充氣速度(單位時間內(nèi)流過的空氣體積)要盡可能大一些但也不宜過大，否則會給制品帶來不良影響，一是會在空氣進口處造成真空，使這部分的型坯內(nèi)陷，而當型坯完全吹脹

32、時， 內(nèi)陷部分會形成橫隔膜片；其次是口模部分的型坯有可能被極快的氣流拉斷，造成廢品為此需要加大吹管口徑或適當降低充氣速度。3、吹脹比吹脹比指的是型坯的吹脹倍數(shù)。型坯的尺寸和質(zhì)量一定時，吹脹比隨制品尺寸變化。吹脹比大，制品壁厚變薄，可節(jié)約原料，但吹脹困難，制品的強度和剛度降低；吹脹比過小，原料消耗增加，增加壁厚，有效容積減小，制品冷卻時間延長，成本升高。一般吹脹比為24；大型薄壁制品取，小型厚壁制品為24甚至57。擠出吹塑控制因素4、模溫為保證制品質(zhì)量，模具的溫度應分布均勻，模溫一般保持在20-50。 模溫過低：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，同時使成型因難，制品的輪

33、廓和花紋等也不清楚。 模溫過高：冷卻時間延長，生產(chǎn)周期加長。制品脫模變形，收縮增大。 模溫的高低取決于塑料的品種，當塑料的玻璃化溫度較高時，可以采用較高的模溫(如PC)；反之，則盡可能降低模溫(PE、PP)。通常隨著制品壁厚的增加，冷卻時間延長。有時除對模具進行冷卻外，還可對成型制品進行內(nèi)部冷卻，即向制品內(nèi)部通入各種冷卻介質(zhì)(如液氮、二氧化碳等)進行直接冷卻。擠出吹塑控制因素5、冷卻時間 型坯吹脹后應進行冷卻，冷卻時間控制著制品的外觀質(zhì)量，性能和生產(chǎn)效率，增加冷卻時間，可防止塑料因彈性回復而引起的形變，制品外形規(guī)整，表面質(zhì)量好。但因制品的結(jié)晶度增大而降低韌性和透明度，延長生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)效率

34、。冷卻時間太短，制品會產(chǎn)生應力而出現(xiàn)孔隙。 通常在保證制品充分冷卻定型的前提下加快冷卻速率，提高生產(chǎn)效率。 總結(jié)：擠出吹塑的優(yōu)點：適用于多種塑料；生產(chǎn)效率較高；型坯溫度比較均勻；能生產(chǎn)大型容器；設備投資少。7.3.2 擠出吹塑控制因素7.4 注射吹塑工藝 注塑吹塑是用來生產(chǎn)塑料中空制品的，生產(chǎn)時，先由注塑成型機將熔融物料注入注塑模內(nèi)形成型坯，開模后型坯留在芯模上，吹塑模趁熱將型坯閉合于型腔中，再從芯模原設的通道引入0.1960.686 MPa的壓縮空氣使型坯吹脹緊貼型腔，并在壓縮空氣壓力下進行冷卻，脫模后即可取得制品。 容量在1升以下，要求瓶頸尺寸精度較高的醫(yī)藥瓶、食品瓶、化妝品瓶和工業(yè)用品瓶

35、，都以注射吹塑成型法制造。 一、注射吹塑中空成型原理 注射吹塑中空成型主要完成注射型坯吹塑成型兩個工藝過程。圖1所示為三工位注射吹塑中空成型機的典型成型原理。 三組芯棒互成120夾角水平徑向排列在轉(zhuǎn)塔上，注射型坯模具、吹塑模具和脫模裝置三工位也成120對應分布，合模后模具與芯棒就緊密貼合。在熔融塑料被注射到注射型坯模具中后，在芯棒周圍形成型坯，一個表面完全光潔精致的瓶頸就在此工位形成;開模后，該型坯隨芯棒旋轉(zhuǎn)120到吹塑工位，在這里型坯被吹成制品的最終形狀;然后制品再被旋轉(zhuǎn)120到脫模工位，被脫模架推出。二、注射吹塑生產(chǎn)工序 注坯吹塑需用兩套模具，一套用于注射型坯，另一套用于型坯的吹脹成型。在

36、成型過程的第一階段，注射機往注射模內(nèi)注人熔料，在芯模內(nèi)制成適宜尺寸、重量和形狀的短管狀有底型坯，若生產(chǎn)的是加蓋瓶類制品，其頸部的螺紋也在這一階段同時完成。注射用芯模是中空的，其頂端的伐在注射型坯時閉合以防止熔料進人芯模的空腔。 型坯一經(jīng)形成即進人成型過程的第二階段，在型坯尚處于半熔融狀態(tài)時，注射模開啟后轉(zhuǎn)送機構(gòu)將芯模連同其上的熱型坯迅速移進吹塑模內(nèi)。吹塑模的內(nèi)腔形狀與制品的外部輪廓一致，當其閉合時夾住芯模，使型坯可靠地處在型腔的中央，芯模頂端的伐開啟.壓縮空氣引人芯模并以其壁上的小孔逸出吹脹型坯，吹脹物緊貼吹塑模的型腔壁后，經(jīng)一定時間的冷卻定形后即可啟模脫出制品。注坯吹塑過程示意Bild 6.

37、9:Verfahrensprinzip des Spritzblasens. Der gespritzte, an der Mndung genau kalibrierte Vorformling wird in das Blaswerkzeug transferiert und zur Flasche aufgeblasen三、注射吹塑設備特點 注射吹塑設備具有二工位、三和四工位之分。無論是三工位還是四工位注射吹塑中空成型機，它基本上都由型坯成型部分、吹塑成型部分、脫模裝置、回轉(zhuǎn)工作臺、液壓氣動系統(tǒng)、模溫控制系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和模具系統(tǒng)等部件組成。各部分的原理、結(jié)構(gòu)、動作除要滿足成型工藝外，整個

38、成型機的空循環(huán)時間也是一個關(guān)鍵指標，一般應小于8秒鐘?？昭h(huán)時間過長，不僅影響生產(chǎn)能力，也直接關(guān)系到吹塑工藝，因此對影響循環(huán)時間的合模、回轉(zhuǎn)工作臺等部件的動作還有速度要求。1.型坯成型部分 注射型坯由兩半模具、芯棒、底板和頸圈四部分組成。根據(jù)制品形狀、壁厚、大小以及塑料的收縮性、吹脹性設計整體型坯的形狀。除容器頸部外，要求型坯的徑向壁厚大于。不超過5mm，壁厚太薄使吹脹性能下降，太厚使型坯無法吹脹成型。芯棒要從容器中脫出，因此應滿足：芯棒直徑小于吹塑容器頸部最小直徑；容器最小直徑盡可能大些，是吹脹比不致過小，保證制品質(zhì)量。芯棒的作用：陽模運載工具保溫2.吹塑成型部分 吹塑成型部分主要由合模裝置

39、，吹氣系統(tǒng)和模具等組成，如圖所示。 1動模板 2吹塑模具 3頸環(huán) 4芯棒 5定模板 6底塞四、注射吹塑工藝要點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，熔料黏度低，易變形，使管坯在轉(zhuǎn)移中出現(xiàn)厚度不均，影響吹塑制品質(zhì)量；溫度太低，制品內(nèi)應力較大，使用中易發(fā)生變形及應力破裂。注射吹模的樹脂 適合注射吹模的樹脂應具有較高的相對分子質(zhì)量和熔融黏度，熔體黏度受剪切速率及加工溫度的影響較小，制品具有較好的沖擊韌性，有合適的熔體延伸性能。 型坯成型是整個注吹成型中最關(guān)鍵的部分，型坯質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到制品的質(zhì)量。 注射工藝： 較低的注射壓力和較高的溫度。 型坯模溫 太低：制品收縮；太高：制品

40、厚的地方比薄的地方溫度高，強度低，會先從薄的地方吹開。四、注射吹塑工藝要點擠出吹塑與注射吹塑的比較擠出吹塑注射吹塑尺寸和造型可多樣性可形成形狀復雜的制品模具成本低制品厚度均勻，尺寸精度高設備成本低，可成型大型容器自動化程度高，人工費用低易成形不規(guī)制品沒有廢料樹脂塑化效果好螺紋口密封好，沒有明顯的拼縫線制品冷卻分布較均勻透明度高，光澤度好擠出工藝較容易掌握制品定向性好7.5 拉伸吹塑 拉伸吹塑又稱雙軸取向吹塑，是在高彈態(tài)下通過機械手一段軸向拉伸型壞、用壓縮空氣徑向吹脹(拉伸)型坯成型包裝容器的方法。雙軸取向最大取向度可達未取向的18倍，能提高制品的剛性，沖擊強度、表面硬度。同時也可提高透明性。

41、例如采用此工藝的PP瓶和直接注塑吹塑瓶相比，縱橫向的拉伸強度、彈性模量大幅度提高，沖擊強度和制品的氣密性和熱變形溫度也有不同程度的增加，而霧度只有拉伸前的10%左右。 一、拉伸吹塑原理Flash二、拉伸吹塑工藝按型坯的成型方法分： 擠出拉神吹塑 注射拉伸吹塑根據(jù)型坯的受熱經(jīng)歷將拉伸吹塑分為： 一步法(熱型坯法) 二步法(冷型坯法)。 一步法注拉吹，其型坯是熱的，它把預創(chuàng)型坯、拉伸和吹塑三個工序在一臺設備中完成。所用設備是由注射裝置、注射模、調(diào)溫裝置、吹塑模和鎖模裝置等組成的。 在成型型坯時，注射機將熔融塑料注人預制型坯模內(nèi)，模具處于垂直位置。冷卻后模具型芯向上，模腔部分向下移動，然后由轉(zhuǎn)臺將型

42、坯旋轉(zhuǎn)到加熱調(diào)溫工位，達到所需溫度后，再轉(zhuǎn)至拉伸吹塑工位進行拉伸、吹脹和冷卻定型。最后轉(zhuǎn)至頂出工位將瓶子頂出。用一步法制瓶具有投資低、制品外觀好等優(yōu)點，其缺點是效率低、預制型坯設計不易優(yōu)化、操作控制要求高、產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。1. 一步法注拉吹 二步法注拉吹，是將預制型坯和拉伸吹塑分開進行的。第一步是用注射法制得型坯。第二步是將預制型坯在烘箱中預熱，用夾具將其夾住，并以一定的速度轉(zhuǎn)動。當預制型坯內(nèi)外層溫度已達到平衡時，離開烘箱并將其放到托架上，運送到拉伸工位進行成型。二步法的注射條件與一步法類似，所不同的是，二步法所用的預制型坯需冷卻至玻璃化溫度度Tg以下，使其處于非晶態(tài)。2. 二步法注拉吹3.

43、 注拉吹工藝過程 注坯拉伸吹塑，是制取具有大分子雙軸取向結(jié)構(gòu)中空制品的常用成型技術(shù)，這種吹塑技術(shù)成型制品的過程如圖所示，其型坯的注塑造形與無拉伸注坯吹塑法相同，只是所得型坯并不立即移人吹塑模內(nèi)，而是經(jīng)過適當冷卻后轉(zhuǎn)送入加熱槽內(nèi)，在槽內(nèi)加熱到預定的拉伸溫度后再移入拉伸吹脹模。型坯在拉伸吹脹模內(nèi)，先用拉伸棒軸向拉伸，然后再經(jīng)由拉伸棒引人的壓縮空氣使之橫向吹脹至緊貼型腔壁。吹脹物經(jīng)一定時間的冷卻定形后，即可以從模內(nèi)脫出。注射拉伸吹塑示意圖 Bild 6.10:Verfahrensschema des Spritzstreckblasens. In den thermoelastischen Bere

44、ich abgekhlte oder wiedererwrmte Vorformlinge werden gestreckt und aufgeblasen1一注射型坯，2一型坯加熱，3一拉伸，4一吹塑；5一脫模注拉吹工藝流程 4.擠出型坯定向拉伸 擠坯吹塑是光用擠出機擠出管狀型坯，然后將熱型坯送人吹塑模內(nèi)，往型坯中通人壓縮空氣將其吹脹，使吹脹物緊貼型腔壁并經(jīng)一定時間的冷卻定形后，啟模取出中空制品。擠出的型坯雖然也可先經(jīng)過拉伸再吹脹而制得大分子雙軸取向的中空制品，但其成型過程遠比注坯拉伸復雜而且制品性能較差，因此在生產(chǎn)中很少采用擠坯拉伸吹塑技術(shù)。5、拉伸吹塑工藝控制 1) 原材料的選擇： 由于

45、拉伸制品要求具有較高的拉伸強度、沖擊強度、剛性、透明度和光澤、對氧氣、二氧化碳和水蒸氣的阻隔性。主要應用的材料有：PET、PVC、PP、PC等。 適合注射吹模的樹脂應具有較高的分子量和熔融粘度，而且熔體粘度受剪切速率及加工溫度的影響較小，制品具有較好的沖擊韌性，有合適的熔體延伸性能，以保證制品所有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。2) 型坯成型： 為了得到優(yōu)良的制品，對型坯的要求是：透明度高，均質(zhì)，內(nèi)部無應變、外觀無缺點。注射型坯工藝控制： 溫度、壓力、時間是注射型坯的三大工藝因素。 線形聚酯雖為結(jié)晶性樹脂，但結(jié)晶速度較慢。在130-220的范圍內(nèi)其結(jié)晶速度較快，

46、而低于130時結(jié)晶較慢。還需注意樹脂的干燥過程、干燥條件、模具溫度、周圍空氣溫度及成型過程中的顆粒處理等。 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，影響吹塑制品質(zhì)量：溫度太低，制品內(nèi)常帶有較多的內(nèi)應力，使用中易發(fā)生變形及應力破裂。 為能按要求選擇模溫，常配置模具油溫調(diào)節(jié)器，由精度較高的數(shù)字溫控儀控制。 3)型坯的再加熱 它是兩步法生產(chǎn)的特征。大型坯從注射模取出冷卻至室溫后，要經(jīng)過24h的存放以達熱平衡，其目的是增加側(cè)壁溫度到達熱塑范圍，以進行拉伸吹塑。使之獲得充分的雙軸定向，使PET瓶達到所需的物理性能，使制品透明、富有光澤，無瑕疵和表面凸凹不平。

47、二、拉伸吹塑工藝要點 拉伸溫度：各樹脂有自己的適用范圍。拉伸對線形聚酯和聚氯乙烯無定形型坯時，其拉伸溫度以比玻璃化溫度高10-40為宜。線形聚酯一般為90-110 ，聚氯乙烯一般為100-140。對于拉伸聚丙烯那樣的結(jié)晶性塑料的型坯時，其拉伸溫度比熔點低5-40較合適。一般為150左右。拉伸溫度過高，取向不充分；拉伸溫度過低，影響瓶子的透明度。為了保證拉伸吹塑成型順利進行,PET瓶坯壁厚均勻,一般理想的拉伸溫度范圍為75110,在此范圍內(nèi)溫度取較低值,更容易保證軸向和徑向均勻性。二、拉伸吹塑工藝要點拉伸比： 拉伸比直接影響瓶子的性能。拉伸比和拉伸速率大,則瓶子的拉伸強度和沖擊強度高，跌落強度也

48、高,氣密性就好,但是操作困難,瓶坯易拉斷。緩慢拉伸則達不到所需拉伸比,對PET瓶一般取拉伸比為。 線形聚酯比聚氯乙烯拉伸倍率高，這也是線形聚酯瓶強度高的原因。另外，拉伸倍率高也能提高阻止氣體滲透的性能。5) 吹塑壓力：吹塑壓力的大小直接影響到瓶子的成型。吹氣壓力過小,則瓶子不易成型。壓力過大,將造成瓶子壁厚不均。一般選定在之間,可以得到比較理想的制品。6) 冷卻時間： 冷卻時間隨型坯壁厚的平方變化而變化。型坯壁厚，冷卻時間長，生產(chǎn)周期長。二、拉伸吹塑工藝要點7.6 多層吹塑 多層吹塑中空制品的生產(chǎn)，主要是為了滿足化妝品、藥品和食品等對塑料包裝容器阻透性、阻燃性、耐候性、隔熱性、內(nèi)外二色性和立體

49、效應等的更高需求。例如外層為PVC而內(nèi)層為PE的雙層吹塑瓶，PVC外層能提供良好的阻透性、剛性、阻燃性和耐候性，而內(nèi)層PE則使瓶對包裝物無毒和優(yōu)異的耐化學藥品性。 多層吹塑容器所用塑料的品種和必要的層數(shù)，應根據(jù)其使用的具體要求確定。當然制品層數(shù)愈多，型坯的制造就愈加困難，其生產(chǎn)成本也會愈高。 多層吹塑制品的典型應用是牛奶、天然果汁、茶、番茄醬、碳酸軟飲料()和啤酒的包裝。例如,3層容器用于超高溫牛奶和的包裝,而6層容器用于果汁的包裝。多層吹塑的關(guān)鍵是控制各層樹脂間的熔粘。 Bild 6.8:Aufbau einer Flasche aus 6 Schichten; Butzenmaterial

50、 wird als Zwischenschicht verwendet7.5 多層吹塑一、多層吹塑的種類 多層吹塑的關(guān)鍵是控制各層樹脂間的熔粘，其粘接方法有兩種：一是混入有粘結(jié)性能的數(shù)值，可是層數(shù)減少而保持一定的強度；二是添設粘接層材料，但設備操作復雜。多層吹塑有： 共擠出吹塑Coextrusionsblasformen 多層注坯吹塑1.多層注坯吹塑 多層注坯吹塑是在陽模上注射第一層后，改變模腔在第一層上再形成第二層，重復操作即可形成多層型坯，然后進行吹脹成型。 多層注坯吹塑工藝特點是：無廢邊；瓶底無切割殘痕；不需要熱熔或化學作用即能制成多層容器。但成本較高，適合大批量、廣口容器的生產(chǎn)。2.多

51、層擠坯吹塑 多層擠坯吹塑是指不同品種的塑料經(jīng)多個擠出機塑化后，經(jīng)特殊機頭形成一個坯壁分層而又緊密粘接在一起的型坯，再送入吹塑模內(nèi)吹脹而制得多層中空制品的技術(shù)。這種吹塑技術(shù)是在單層擠坯吹塑的基礎上發(fā)展起來的，其成型進程與單層擠坯吹塑大致相同，只是成型設備采用多個擠出機分別塑化不同品種的塑料，而所用機頭應能擠出多層結(jié)構(gòu)的管狀物，三層管坯擠出設備如圖所示。三層管坯擠出裝置結(jié)構(gòu)示意1-油壓缸 2-隔層3-擠出機 4-環(huán)狀柱塞5-環(huán)狀室6-機頭7-三層芯模8-芯模7.7 大型中空吹塑 一般而言,容積大于30的中空制品就稱為大型吹塑制品。1967年, (高相對分子質(zhì)量高密度聚乙烯)開始用于吹塑行業(yè),該樹脂

52、超高的沖擊強度和熔體強度給吹塑行業(yè)帶來了新的發(fā)展,使得生產(chǎn)符合國際危險品運輸包裝要求的大型塑料桶成為可能。 大型塑料中空成形機一般包括:擠出機、機頭、合模裝置、吹脹裝置、制品取出裝置、液壓站、強弱電控制系統(tǒng)。按擠出型坯的方式分可分為儲料式和連續(xù)擠出式。大型中空吹塑成形機擠出型坯的方式主要為儲料式。 它以顆粒狀的聚丙烯、聚乙烯和一些填加色料為原料,通過料斗把原料送入擠出機的加熱管道中,經(jīng)過機筒上的加熱器加熱,使之成為熔融態(tài);再以給定的壓力,借助可調(diào)速的旋轉(zhuǎn),進入機頭后將熔融料注入儲料缸內(nèi)。在儲料缸內(nèi)的熔融塑料溫度高達300。隨著熔料的不斷注入,缸內(nèi)熔料壓力迅速上升,推動料位活塞向上移動;當料位達

53、到設定值時,口模打開,將熔料注射到模具中,繼而進行吹氣、保壓,使熔融態(tài)的塑料在模具內(nèi)固化成形。隨著熔融塑料擠出到開模取出制品等一系列動作的完成,所需的中空制品即完成了。大型塑料中空成形工藝流程分析7.7 中空吹塑新技術(shù)多維擠出吹塑三維吹塑是利用對型坯的牽引或借助型坯擠出口模與吹塑棋的相對運動使擠出的型坯沿彎曲的模腔移動，然后合模吹塑以制取彎曲管的方法。從口模擠出的型坯，借助裝有吹塑模的平面運動而落人型腔。用此法制得的彎曲管沒有截坯口。管的形狀有L形、S形、U形等。壓制吹塑是指在雙壁板成型中將雙壁的一部分進行壓制并熔合的吹塑方法。此法可用來制造雙壁板、保險杠、箱包等。在成型雙壁板時，將從口模擠出的型坯端部夾坯封端，繼而用壓縮空氣吹脹，然后模具型腔靠近(半合模狀)，使其兩側(cè)與模腔接觸而進行拉伸;最后，左右模具完全閉合，而將雙壁部分(除中