吹塑成型設(shè)備

吹塑成型設(shè)備第一頁，共70頁。7.1概述第二頁，共70頁。1中空吹塑的定義中空吹塑（blowmolding吹塑成型）:借助氣體壓力使閉合在模具中的熱熔塑料型坯吹脹形成空心制品的工藝。型坯類型：擠出；注射。擠出型坯，管狀型坯－兩瓣模具－閉合－切斷－封閉坯料上下端－針頭注司氣－吹脹－冷卻－開模－制品注射型坯：注入型坯模－有底型坯－閉合吹塑模－吹脹－冷卻脫模第三頁，共70頁。1.擠出吹塑生產(chǎn)線總體認(rèn)識工藝流程圖樹脂塑料添加劑混合造粒熔融塑化擠出(注塑)型坯吹脹制品冷卻后處理脫模制品

認(rèn)識第四頁，共70頁。雙模液壓中空成型機大型吹塑機

認(rèn)識第五頁，共70頁。水平旋轉(zhuǎn)圓盤式單頭型擠出吹塑成型機雙工位中空成型機認(rèn)識第六頁，共70頁。此部分與普通的單螺桿控制面板一致：電源及急停開關(guān)、料筒及模具的溫度調(diào)節(jié)、螺桿轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、過載電流顯示等型坯控制系統(tǒng)認(rèn)識第七頁，共70頁。中空擠吹制品：通過擠出吹塑成型工藝制得，中空薄壁的容器。其成型容器的容量小至幾毫升，最大可至幾萬升。應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于食品、飲料、化妝品、藥品、洗滌制品、兒童玩具等領(lǐng)域中。擠吹制品成型的塑料材料：LDPE、HDPE、PVC、PP、EVA、PC、PET等塑料，HDPE用量最廣，約占68％。認(rèn)識第八頁，共70頁。

吹塑模具主要由兩半陰模構(gòu)成。因模頸圈與各夾坯塊較易磨損，故一般做成單獨的嵌塊以便于修復(fù)或更換。認(rèn)識第九頁，共70頁。與注塑模具相比，擠出吹塑模具有以下特點：①吹塑模具一般只有陰模；②吹塑模具型腔受到的型坯吹脹壓力較小，一般為0.2～1.0MPa；③吹塑棋具型腔一般不需經(jīng)硬化處理，除非要求長期生產(chǎn)；④吹塑模腔內(nèi)，型坯通過膨脹來成型，這可減小制品上的流痕與接合經(jīng)及模腔的磨損等問題；⑤由于一般沒有陽模，吹塑制品上較深的凹陷也能脫模（尤其對硬度較低的塑料），一般不需要滑動嵌塊。認(rèn)識第十頁，共70頁。對吹塑模具的要求主要有：①可成型形狀復(fù)雜的制品；②能有效地夾斷型坯，保證制品接合統(tǒng)的強度；③能有效地排氣；④能快速、均勻地冷卻制品，并減小模具壁內(nèi)的溫度梯度以減小成型時間與制品翹曲。吹塑模具對材料的要求較低，選擇范圍較寬吹塑模具材料的選擇要綜合考慮導(dǎo)熱性能、強度、耐磨性能、耐腐蝕性能、拋光性能、成本以及所用塑料與生產(chǎn)批量等因素。認(rèn)識第十一頁，共70頁。2、特點與應(yīng)用:吹塑制品：瓶子、容器、汽油箱、保險杠、燃料油管等各類中空制品，日用和工程（工程吹塑）制品特點：耐應(yīng)力開裂、氣密性、耐沖擊、耐藥品、韌性、耐擠壓等原料：要求熔體流動速率：0.04~1.12，聚乙烯（用量最大），聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、PET、PA等。低密度乙烯，食品；高低混合，商品容器；超高，大型容器。聚氯乙烯，透明，用于洗滌液等聚酯，飲料瓶第十二頁，共70頁。7.2中空吹塑設(shè)備吹塑工藝：擠出吹塑（絕大部分中空制品）；注射吹塑；拉伸吹塑拉伸吹塑：包括擠出－拉伸－吹塑，注射－拉伸－吹塑過程：型坯的制造，型坯的吹脹拉伸吹塑：縱向拉伸，橫向吹脹，兩個方向定向。擠出吹塑：最普遍的加工方法第十三頁，共70頁。間斷式：擠出規(guī)定長度停機，完成吹脹再啟動連續(xù)式：連續(xù)擠出型坯，在機頭切斷，移走。１、擠出機可以調(diào)速、穩(wěn)定擠出、與吹脹協(xié)調(diào)長徑比，塑化，溫度等要求低溫擠出，熔體強度高，減少下垂，厚薄均勻２、機頭和口模組成：多孔板、濾網(wǎng)、型芯部件，要求流線型類別：轉(zhuǎn)角機頭，直通機頭，貯料缸機頭7.2.1型坯的成型裝置第十四頁，共70頁。中空吹塑成型設(shè)備

1.擠出機

擠出成型機是中空擠出吹塑裝置中的最主要設(shè)備。擠出成型機的結(jié)構(gòu)特點和正確操作，對吹塑制品的力學(xué)性能和外觀質(zhì)量、各批成品之間的均勻一致性、成型加工的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性影響很大。擠出裝置一般為通用型擠出機，但要求擠出機能適應(yīng)周期性頻繁停歇；開動和停歇的電鈕應(yīng)安裝在離操作人員較近的地點。擠出機應(yīng)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。多采用三段式單螺扦擠出機．選用等距不等深的漸變形螺桿。對聚烯烴和尼龍類塑料可選用突變形螺桿。螺桿直徑按制品的容積大小來選擇。凡吹塑小型制品。常選用φ（45～90）mm擠出機，吹塑大型中空容器選用φ（120～150）mm的擠出機。也有選用二臺中小型擠出機組合來吹塑大型制品的。

第十五頁，共70頁。總結(jié)中空吹塑成型設(shè)備

1.擠出機

擠出機螺桿的長徑比應(yīng)適宜，一般選用長徑比為20～25。長徑比太小，物料塑化不均勻，供料能力差，型坯的溫度不均勻；長徑比大些，分段向物料進(jìn)行熱和能的傳遞較充分，料溫波動小，料筒加熱溫度較低，能制得溫度均勻的型坯，可提高產(chǎn)品的精度及均勻性，并適用于熱敏性塑料的生產(chǎn)。對于給定的貯料溫度，料筒溫度較低，可防止物料的過熱分解。螺桿的壓縮比與塑料品種有關(guān)。對聚烯烴塑料，壓縮比選3～4:1，料則選對聚氯乙烯則選2～2.5:1。擠出機的加熱裝置，要求能控制溫度，使其波動范圍小。控制溫差小于±2℃，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。第十六頁，共70頁。中空吹塑成型設(shè)備

2.機頭

機頭系指型坯模頭。包括多孔板、濾網(wǎng)連接管與型芯組件。機頭進(jìn)料通道和螺桿接口應(yīng)成直線，水平對準(zhǔn)，以減少熔體料流在拐彎時的阻力。機頭芯軸亡可設(shè)凸起結(jié)構(gòu)，增加料流緩沖區(qū)，升高熔體壓力，利于消除熔體流動時因變形引起的傷痕。機頭結(jié)構(gòu)形式:

吹塑機頭的結(jié)構(gòu)和形式，根據(jù)制品容積的大小、變量和工藝方式來選擇。一般分為：轉(zhuǎn)角機頭、直通式機頭和帶儲料缸式機頭三種類型。除一些特殊的裝置（如水平吹塑系統(tǒng)或采用立式擠出機）之外，絕大多數(shù)吹塑是采用出口向下的轉(zhuǎn)角式機頭。

第十七頁，共70頁?？偨Y(jié)中空吹塑成型設(shè)備

2.機頭

a.轉(zhuǎn)角機頭轉(zhuǎn)角機頭由連接管和連接管呈直角配置的管式機頭組成。結(jié)構(gòu)如圖10-l所示。這種機頭內(nèi)流道有較大的壓縮比，口模部分有較長的定型段，適合于擠出聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、ABS等塑料。第十八頁，共70頁。總結(jié)中空吹塑成型設(shè)備

2.機頭

由于熔體流動方向由水平轉(zhuǎn)向垂直，熔體在流通中容易產(chǎn)生滯留，加之連接管到機頭口模的長度有差別，機頭內(nèi)部的壓力平衡受到干擾，會造成機頭內(nèi)熔體性能差異為使熔體在轉(zhuǎn)向時能自由平滑地流動，不產(chǎn)生滯留點和熔接線．多采用螺旋狀流動導(dǎo)向裝置和側(cè)面進(jìn)料機頭。其結(jié)構(gòu)如圖10-2所示。這種結(jié)構(gòu)使熔體流道更加流線型化，螺旋線的螺旋角為45°～60°，收斂點機加工成刃形，位于型芯一側(cè)，與側(cè)向進(jìn)料口相對，在側(cè)向進(jìn)料口中心線下方約16—19mm處。這種結(jié)構(gòu)不能完全消除熔接線。常采用的措施：一是各分流道的物料應(yīng)充分匯合，有達(dá)到均勻的機頭內(nèi)停留時間；二是提高機頭壓力，促進(jìn)熔體的熔合。在管心的分流梭下游裝置一個節(jié)流圈，其結(jié)構(gòu)如圖10-3所示，節(jié)流圈使機頭內(nèi)通道的有效截面縮小，增大熔體壓力。節(jié)流圈的外形呈流線型。

第十九頁，共70頁。總結(jié)中空吹塑成型設(shè)備

2.機頭

第二十頁，共70頁。總結(jié)中空吹塑成型設(shè)備

2.機頭

b.直通式機頭直通式機頭與擠出機呈一字形配置，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(yīng)熱敏性塑料的吹塑成型，常用于硬聚氯乙烯透明瓶的制造。c.儲料式機頭帶儲料缸的機頭生產(chǎn)大型吹塑制品（如啤酒桶及垃圾箱等），由于制品的容積較大，需要一定的壁厚以獲得必要的剛度，因此需要擠出大的型坯，而大型坯的下墜與縮徑嚴(yán)重，制品冷卻時間長，要求擠出機的輸出量大。對大型擠出機，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)展了帶有儲料缸的機頭。其結(jié)構(gòu)如圖10-4所示。

第二十一頁，共70頁?？偨Y(jié)中空吹塑成型設(shè)備

2.機頭

由擠出機向儲料缸提供塑化均勻的熔體，按照一定的周期所需熔體數(shù)量貯存于儲料缸內(nèi)。在儲料缸系統(tǒng)中由柱塞（或螺桿）定時、間歇地將所儲物料全部迅速推出，形成大型的型坯。高速推出物料可減輕大型型坯的下墜和縮徑，克服型坯由于自重產(chǎn)生下垂的變形而造成的制品壁厚的不一致性。同時擠出機可保持連續(xù)運轉(zhuǎn)，為下一個型坯備料，該機頭既能發(fā)揮擠出機的能力，又能提高型坯的擠出速度，縮短成型周期。但應(yīng)注意，當(dāng)柱塞推動速度過快不適應(yīng)熔體粘度時，熔體通過機頭流速太大，可能產(chǎn)生熔體破裂現(xiàn)象。第二十二頁，共70頁。(1)、轉(zhuǎn)角機頭較大壓縮比，較長的定型段適合：聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、ABS第二十三頁，共70頁。螺旋狀溝槽芯軸機頭：熔體轉(zhuǎn)向自由平滑，減少停滯，消除熔接線。第二十四頁，共70頁。調(diào)壓機頭：增大熔體壓力，消除熔接線第二十五頁，共70頁。（２）、直通機頭與擠出機軸線呈一條直線，料流不改變方向，停留時間短。用于熱敏性塑料，如硬聚氯乙烯結(jié)構(gòu)：與管材機頭類似第二十六頁，共70頁。（３）、帶貯料缸的機頭原理：按照一定周期所需熔體數(shù)量貯存于貯料缸內(nèi)，貯料缸柱塞定時、間歇將所貯物料全部迅速推出，形成大型的型坯。用途，大型制品，如啤酒桶、垃圾箱第二十七頁，共70頁。貯料缸式機頭：第二十八頁，共70頁。作用：型坯進(jìn)入模具閉合，將管狀型坯吹脹成模腔所具有的精確形狀，冷卻，定型、脫模，得到制品。組成：吹氣機構(gòu)、模具、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)１、吹氣機構(gòu)針管吹氣、型芯頂吹、型芯底吹7.2.2吹脹裝置第二十九頁，共70頁。（１）、針吹法工序：閉合－穿破型坯壁－吹脹－吹針回縮－熔料愈合特點：適合連續(xù)旋轉(zhuǎn)吹塑、小型容器、帶有手柄、第三十頁，共70頁。（２）、頂吹法工序：閉合－底部夾?。敳块_口－型芯通氣－吹脹－旋轉(zhuǎn)刀具切除余料型芯作吹氣芯軸，機構(gòu)簡化第三十一頁，共70頁。（３）、低吹法頸部開口偏離制品中心線第三十二頁，共70頁。２、吹塑模具材質(zhì)：結(jié)構(gòu)簡單、承壓要求低、強度要求低，鋁、鋅合金、鈹銅、鋼材，工具鋼內(nèi)部鍍鉻。冷卻系統(tǒng)：水孔排氣系統(tǒng)：型坯和模腔壁之間的氣體，分型面開槽。第三十三頁，共70頁。１、型坯厚度控制裝置調(diào)節(jié)口模間隙（如圖）改變擠出速度改變型坯牽引速度預(yù)吹脹型坯厚度的程序控制（如圖）第三十四頁，共70頁。程序控制控制原理：以吹脹比為依據(jù)，調(diào)節(jié)厚度第三十五頁，共70頁。２、型坯長度控制控制型坯長度與設(shè)定長度之間的變化，可以采用光電控制，測長度，反饋螺桿轉(zhuǎn)速。３、型坯切斷裝置不同產(chǎn)品，不同方式兩瓣模吹脹模具，模腔上下口加工成為刀刃式切料口。刀刃要加熱。第三十六頁，共70頁。7.3.1擠出吹塑工藝過程過程：擠出型坯－夾住型坯－定位合模－頭部成型－導(dǎo)氣吹脹－冷卻定型－開模脫出－制品修正間歇：過程在機頭的下方完成，擠出中斷，易降解，適于熱穩(wěn)定性塑料連續(xù)：同步進(jìn)行，往復(fù)式，輪換出料式，轉(zhuǎn)盤式，可以用于熱敏性塑料7.3擠出工藝過程及控制因素第三十七頁，共70頁。擠出吹塑方式第三十八頁，共70頁。型坯溫度，擠出速度，吹脹壓力，鼓氣速率，吹脹比，模具溫度，冷卻時間１型坯溫度和擠出速度型坯溫度：溫度均勻，適度偏低

過高，下垂，厚度不均，熔體強度低，難成型

過低，膨脹突出，長度收縮，壁厚增加，內(nèi)在和表面質(zhì)量差，溫度與型坯重量的關(guān)系見圖粘度計算：管狀型坯擠出的表觀粘度：ηα＝158L2ρ/υ

表觀粘度ηα（Pa.s）L(cm)ρ(g/cm3)υ(cm/s)7.3.2擠出吹塑控制因素第三十九頁，共70頁。Lυρ可以計算粘度ηα，通過調(diào)節(jié)溫度實現(xiàn)．第四十頁，共70頁。實際溫度控制，溫度稍低，轉(zhuǎn)速提高則可以得到表面光滑，質(zhì)地均勻，不易下垂的型坯．通用塑料推薦值，見表．第四十一頁，共70頁。２吹氣壓力和鼓氣速率壓力，種類材料各異，0.2~1MPa高粘度取高，如聚碳酸酯；低粘度，取低值，如聚酰胺．壁厚，小容積取低，壁薄，大容積取高．鼓氣速率：大，減少時間，厚度均勻，表面質(zhì)量好．但是，防止從口部拉斷第四十二頁，共70頁。３吹脹比指型坯吹脹倍數(shù)：大型薄壁１．２～１．５；小型厚壁２～４；細(xì)口瓶５～７４模具溫度要求均勻，保證制品均勻固化低，冷卻速度快，不易吹脹，影響厚度均勻，表面花紋不清高，冷卻時間長，脫模變形，收縮率大實際控制：低于軟化溫度４０度第四十三頁，共70頁。５冷卻時間因制品情況確定，保證制品要求的前提下加快冷卻．

時間長，彈性恢復(fù)小，外形規(guī)整，結(jié)晶度大，韌性和透明下降

時間短，制品內(nèi)應(yīng)力大加速冷卻的方法：冷凍水氣，液氮，固體二氧化碳時間的設(shè)置：主要根據(jù)厚度確定，見圖第四十四頁，共70頁。冷卻時間與厚度關(guān)系平衡冷卻概念：大制品，頸部高效介質(zhì)，主體薄壁一般介質(zhì)第四十五頁，共70頁。7.4.1注射吹塑生產(chǎn)工序

1、兩步法成型：注入型坯模具－管狀型坯－坯模退出－吹塑模具閉合－吹脹－冷卻－脫模適合：大批量，小型精制，廣口容器，應(yīng)用于日用，化妝，醫(yī)藥，食品包裝原料：PP,PE,PS,SAN(苯乙烯－丙烯晴共聚),PVC,PC特點（與擠出吹塑比較）：厚度一致，無后修理，無合縫線，廢邊料少．模具要求高，尺寸受限，容器不能帶手柄．7.4注射吹塑第四十六頁，共70頁。注射吹塑工藝圖第四十七頁，共70頁。7.4.2注射吹塑設(shè)備特點注射吹塑設(shè)備：二工位，三工位，四工位，設(shè)置在轉(zhuǎn)動盤上，180,120,90度的角度布置．三工位最普遍１注射型坯模具中型腔和芯棒的要求型坯模具：兩瓣模具，芯棒，底板，頸圈型坯：1.5~5mm厚度芯棒作用：型坯陽模，制品內(nèi)表面，運載型坯，加熱保溫，吹氣通道與控制．芯棒要求：直徑小于頸部最小尺寸，容器的最小直徑應(yīng)大一些，保證一定的吹脹比．制造要求：表面高精度，七級以上．材質(zhì)強度高．第四十八頁，共70頁。２吹塑模具設(shè)計要求：形狀表面質(zhì)量保證，冷卻設(shè)計充分合理，合模面緊密，開排氣槽（合模面上）第四十九頁，共70頁。7.4.3注射吹塑工藝要點１管坯溫度與吹塑模具溫度管坯溫度：關(guān)鍵溫度，高，粘度低變形，厚度不均，影響質(zhì)量；低，吹脹產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力．模具溫度：準(zhǔn)確控制，選擇較低溫度，周期縮短２．注射吹塑樹脂要求：較高分子量，熔體延伸性能好，粘度受剪切和溫度影響小，材料的韌性高．第五十頁，共70頁。雙軸定向拉伸：擠出注射型坯－溫度調(diào)節(jié)－縱向拉伸－橫向拉伸－制品非結(jié)晶型：熱彈性范圍非結(jié)晶型：低于結(jié)晶熔點較窄的范圍內(nèi)拉伸速度：在吹脹以前分子鏈處于拉伸狀態(tài)而沒有松弛，不給松弛時間。結(jié)晶影響：比較復(fù)雜，現(xiàn)在認(rèn)為，形成一定的結(jié)晶，對拉伸定向有利。所以加成核劑拉伸定向?qū)χ破返男阅苡欣?，以聚丙烯為例，見表?.5拉伸吹塑第五十一頁，共70頁。注射型坯定向拉伸吹瓶物性第五十二頁，共70頁。擠出型坯定向拉伸吹瓶物性第五十三頁，共70頁。一步法：熱型坯法，擠出機＋吹塑機組，注射機＋吹塑機組。一步法擠出拉伸吹塑，PVC加工一步法注射拉伸吹塑，PETRPVC兩步法：冷型坯法，第一步，成型型坯－冷卻；第二步，型坯加熱－拉伸－吹塑兩步法擠出拉伸吹塑，PVCPP兩步法注射拉伸吹塑，PET7.5.1拉伸吹塑工藝第五十四頁，共70頁。1注射型坯定向拉伸吹塑型坯（有底），傳送，加熱爐，拉伸，吹脹第五十五頁，共70頁。２擠出型坯定向拉伸吹塑擠出管狀，冷卻，切割，加熱，成型成型：成型臺－成型瓶頸－拉伸－合模吹脹。第五十六頁，共70頁。１、原材料的選擇雙向拉伸滿足性能要求的塑料：PVNPET(最多)PVCPP２注射型坯工藝控制工藝條件：溫度，時間，壓力相互影響和制約PET為例：熔點260度，分解開始290度，注射溫度取在兩個溫度之間．由于結(jié)晶聚合物，且在140~180度結(jié)晶最快，所以要快速冷卻到玻璃化溫度70~78度以下．注射工藝參數(shù)見表：7.5.2拉伸吹塑工藝控制要點第五十七頁，共70頁。PET型坯注射工藝參數(shù)第五十八頁，共70頁。３拉伸吹塑工藝控制特點加熱溫度，吹塑壓力，吹塑時間，模具溫度（１）型坯再加熱兩步法的特征，型坯冷卻到室溫，存放達(dá)到熱平衡．再加熱使得側(cè)壁達(dá)到熱塑范圍．設(shè)備，使用遠(yuǎn)紅外或者石英恒溫箱，軌道輸送，型坯轉(zhuǎn)動，溫度分布平衡．一般達(dá)到玻璃化溫度以上10~40度．PET瓶型坯溫度達(dá)到195~230度，10~20秒保溫（２）拉伸吹塑和雙軸定向拉伸比：PET瓶，橫向5倍，縱向2.5倍吹塑空氣壓力：PET瓶20Pa第五十九頁，共70頁。兩臺以上擠出機，同種或異種塑料，同一個機頭，制造多層中空容器復(fù)合層組合：PA/POPE/PVC/PEPVA/PEPS/PAN/PP主要目的滿足容器氣密性要求。技術(shù)關(guān)鍵：各層之間的黏結(jié)，方法①混入有黏結(jié)性能的樹脂，②添設(shè)黏結(jié)材料層，設(shè)備更復(fù)雜形式：共擠吹塑，多層注坯吹塑7.6多層吹塑第六十頁，共70頁。7.6.1多層注坯吹塑過程：陽模上形成第一層后，改變模腔在第一層上形成第二層，第三層。再吹脹成型特點：無廢邊，瓶底無切割痕跡。設(shè)備要求高，大批量，廣口容器。第六十一頁，共70頁。7.6.2多層共擠出設(shè)備１多層結(jié)構(gòu)的材質(zhì)選擇阻隔層塑料：PA，PANEVOH（乙烯／乙烯醇共聚物）內(nèi)外層：PEPPPC再生層：回收料。要求：良好的熱封合性，印刷性等