第五章-吹塑成型

1、,高分子材料加工工藝學(xué),第五章,吹塑成型,第頁,目 錄,吹塑成型分類,擠出吹塑成型工藝,注射吹塑成型工藝,一,二,三,拉伸吹塑成型工藝,四,吹塑成型是一種生產(chǎn)中空制品的主要成型方法，是高分子材料成型加工中除擠出、注塑、模壓之外另一種重要方法。吹塑成型主要指中空吹塑 ( 又稱吹塑模塑 )，是制造空心制品的一種常用方法，也是塑料制品加工方法中除擠出、注塑、模壓之外另一種最常用的方法，且發(fā)展迅速，屬于二次成型技術(shù)范圍。它首先利用熱塑性樹脂通過擠出或注射成型得到半熔融狀態(tài)的管狀型坯，然后趁熱（或加熱到軟化狀態(tài)）將型坯置于各種形狀的模具中，閉模后立即在型坯內(nèi)通入壓縮空氣，借助于氣體壓力使閉合在模具型腔中

2、處于類橡膠態(tài)的型坯吹脹，使之緊貼于型腔內(nèi)壁上，形成中空制品。型坯的制作和吹脹兩個(gè)過程可以分開獨(dú)立進(jìn)行。,吹塑成型,吹塑成型分類,01,按型坯狀態(tài)分類,02,按制造方法不同分類,根據(jù)吹塑成型時(shí)型坯狀態(tài)的不同，吹塑成型工藝可分為冷坯吹塑和熱坯吹塑兩種，冷坯吹塑是將擠出或注射得到的坯料重新加熱到類橡膠狀態(tài)后，再放入吹塑模具內(nèi)進(jìn)行吹塑成型，熱坯吹塑是將所得的型坯直接在熱狀態(tài)下立即送入吹塑模具中進(jìn)行吹脹成型，熱坯吹塑周期較短。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中最為常見；根據(jù)制造方法的不同，吹塑成型工藝可分為擠出吹塑、注射吹塑和拉伸吹塑三個(gè)主要方法，加工不同產(chǎn)品時(shí)，可根據(jù)原料、加工要求、產(chǎn)量及成本等具體情況選擇適當(dāng)?shù)拇邓芊?/p>

3、法。,吹塑成型分類,擠出吹塑是最主要的一種吹塑成型方法，主要用于未被支撐的型坯加工，約 的吹塑制品是通過此法制造的。 根據(jù)坯料的供料方式，擠出吹塑分為連續(xù)擠出吹塑和不連續(xù)擠出吹塑兩種，其中，連續(xù)擠出吹塑是指擠出機(jī)連續(xù)地?cái)D出管坯，當(dāng)管坯達(dá)設(shè)定長度時(shí)，閉合模具，切斷管坯，并連同模具一起被移至下一工位進(jìn)行吹脹、冷卻、脫模，從時(shí)間上看，后一段管坯的擠出與前一段管坯的吹脹、冷卻、脫模是同步進(jìn)行的，故連續(xù)擠出吹塑生產(chǎn)效率高，適合大批量生產(chǎn)。,擠出吹塑成型,不連續(xù)擠出吹塑則是將熔融的物料擠出并儲(chǔ)存起來，再用柱塞將熔體擠成管坯，并吹塑成型。由于此法事先儲(chǔ)存了較多的熔體，故可在較短時(shí)間內(nèi)擠出大量的樹脂，因而，可

4、由于生產(chǎn)儲(chǔ)罐及其他大型制品。 根據(jù)擠出吹塑制品的結(jié)構(gòu)，擠出吹塑分為單層擠出吹塑和多層擠出吹塑。 擠出吹塑的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，設(shè)備成本低，投資少，模具和機(jī)械的選擇范圍廣，管坯生產(chǎn)效率高，型坯溫度比較均勻，熔接逢少，制品破裂程度低，吹塑制品強(qiáng)度較高，適合不同形狀、大小和壁厚的中空容器的生產(chǎn)，適合多種塑料的中空成型，能生產(chǎn)大型容器，產(chǎn)品成本低、工藝簡單、效益高。,擠出吹塑成型,單層擠出吹塑成型工藝過程一般包括以下幾個(gè)步驟： （1）利用擠出機(jī)完成對(duì)塑料的輸送、壓縮、熔化、塑化、排氣等功能，并將熔體泵入機(jī)頭，按預(yù)先設(shè)定好的程序，在預(yù)定的時(shí)間，從管狀機(jī)頭擠出適當(dāng)厚度和直徑的型坯，垂掛在安裝于機(jī)頭正下方的預(yù)先

5、分開的吹塑模具的型腔中； （2）當(dāng)下垂的型坯達(dá)到預(yù)定的長度時(shí)，立即閉合吹塑用的兩半模具，利用模具的閉合力，將型坯切斷并夾持在兩半模具之間，切斷后移至另一工位，從型坯一端插入吹管頭，并確保吹管、型坯及吹脹模腔具有相同的中心軸線；,擠出吹塑成型工藝過程,（3）把壓縮空氣通過模具分型面上的吹氣管頭注入型坯，利用壓縮空氣力將型坯不斷向模腔的冷壁進(jìn)行吹脹，使尚處于可塑狀態(tài)的管坯被吹脹而緊貼于模具型腔的內(nèi)壁上，形成與型腔形狀一致的制品； （4）調(diào)整開口，冷卻吹塑制品，并在保持一定的充氣壓力的前提下進(jìn)行第一次冷卻定型，以確保冷卻在緊貼模具的情況下進(jìn)行； （5）第一次冷卻定型一段時(shí)間后，排出壓縮空氣； （6）

6、打開模具，取出制品，切除尾料，供后處理或二次冷卻，第一次冷卻是在成型模具內(nèi)進(jìn)行的，目的是形成制品的外形，但為了提高生產(chǎn)效率，第一次冷卻往往不徹底，而是在制品冷卻至一定程度基本定型后，移入冷卻模具繼續(xù)進(jìn)行二次冷卻；,擠出吹塑成型工藝過程,（7）修整制品，去除制品飛邊，回收邊角料，進(jìn)行質(zhì)量檢測等。 多層復(fù)合吹塑成型工藝是在單層擠出吹塑成型工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工藝過程，兩者間并無實(shí)質(zhì)性的不同，兩者的差別主要表現(xiàn)在型坯的加工方法不同，另外，多層擠出需采用能夠擠出多層結(jié)構(gòu)管狀物的機(jī)頭。多層復(fù)合吹塑成型工藝可用于成型不同物料組成的吹塑制品。在多層吹塑成型工藝中，各層塑料間的相互熔合效果及彼此間粘

7、結(jié)質(zhì)量的控制十分重要，如果塑料間熔合效果不好，粘結(jié)較差，則制品夾口區(qū)的強(qiáng)度將會(huì)顯著下降，從而影響制品質(zhì)量。在實(shí)際生產(chǎn)中，可采用適當(dāng)?shù)姆椒▉砀纳撇煌锪蠈娱g的熔合和粘結(jié)性能，如往各層物料中混入粘性的組分，或在原料各層間增加有粘結(jié)功能的物料層等。多層吹塑所用物料的種類及必要的層數(shù)應(yīng)視具體要求確定，制品的層數(shù)越多，成型也就越困難。,擠出吹塑成型工藝過程,典型的擠出吹塑設(shè)備如圖1所示。 1-機(jī)頭， 2-夾坯塊， 3-擠出機(jī)， 4-吹塑模具， 5-制品,擠出吹塑成型設(shè)備,（1） 擠出機(jī) 擠出吹塑成型設(shè)備中，擠出機(jī)的質(zhì)量好壞在很大程度上決定了生產(chǎn)的可操作性、穩(wěn)定性和安全性，更決定了生產(chǎn)中空吹塑制品的力學(xué)性

8、能、外觀質(zhì)量、各批制品間的均勻一致性、生產(chǎn)效率和成本高低等，是吹塑裝置中最主要的設(shè)備。擠出吹塑成型用擠出機(jī)分兩類，一類是連續(xù)擠出熔體的連續(xù)旋轉(zhuǎn)往復(fù)式螺桿擠出機(jī)，一類是間歇擠出熔體的往復(fù)式擠出機(jī)，也即不連續(xù)旋轉(zhuǎn)往復(fù)式擠出機(jī)。對(duì)于連續(xù)式螺桿擠出機(jī)而言，通過螺桿的旋轉(zhuǎn)使物料沿螺槽向前移動(dòng)，并受熱形成熔體，熔體儲(chǔ)存于螺桿頭前面的機(jī)筒內(nèi)，當(dāng)熔體量達(dá)到一定值后，油缸工作，產(chǎn)生推力，使螺桿向前移動(dòng)，熔體被連續(xù)擠出，柱塞油壓逐漸下降，螺桿后退，如此反復(fù)進(jìn)行生產(chǎn)；,擠出吹塑成型設(shè)備,不連續(xù)旋轉(zhuǎn)往復(fù)式擠出機(jī)的工作原理與連續(xù)旋轉(zhuǎn)往復(fù)式螺桿擠出機(jī)基本相似，主要差別在于其螺桿在往復(fù)過程中停止旋轉(zhuǎn)，機(jī)筒內(nèi)固體物料不能連續(xù)

9、地變?yōu)槿垠w，因而，熔體的擠出是不連續(xù)的。吹塑成型工藝中常見的擠出機(jī)為單螺桿擠出機(jī)，其組成和結(jié)構(gòu)和普通單螺桿擠出機(jī)并無特殊之處，由機(jī)筒、螺桿、加熱元件、溫控元件與傳動(dòng)裝置等部分組成。普通擠出機(jī)在滿足如下要求后也可用于吹塑成型： 其驅(qū)動(dòng)裝置須是無極調(diào)速的，以確保擠出速率與最佳吹塑周期相匹配； 其螺桿須具有適當(dāng)?shù)拈L徑比，以確保物料能被均勻、充分地塑化，提高制品的精度和均勻性； 可在較低溫度下擠出管坯，以利于縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。,擠出吹塑成型設(shè)備,（2）機(jī)頭 機(jī)頭包括多孔板、濾網(wǎng)連接管和型芯組件等。吹塑機(jī)常用的機(jī)頭分直通式機(jī)頭、轉(zhuǎn)角機(jī)頭和帶儲(chǔ)料缸式機(jī)頭三種，其中，直通式機(jī)頭方向與螺桿軸線方向一

10、致，熔體流經(jīng)此機(jī)頭時(shí)，流向不變，此類機(jī)頭可用于熱敏性塑料的吹塑成型，硬PVC瓶往往是采用此機(jī)頭進(jìn)行吹塑得到；轉(zhuǎn)角機(jī)頭由管式機(jī)頭和連接管組成，兩者彼此垂直；帶儲(chǔ)料缸式機(jī)頭中帶有儲(chǔ)料缸，熔體先在其中儲(chǔ)存，當(dāng)儲(chǔ)存量達(dá)到一定值后，被一起擠壓吹塑，由于儲(chǔ)料缸中可存儲(chǔ)足量體積的熔體，故此類機(jī)頭可用于生產(chǎn)啤酒桶等大型吹塑制品。,擠出吹塑成型設(shè)備,（3）吹塑模具 吹塑模具常設(shè)計(jì)為以分型面為界的對(duì)開式兩半模具，對(duì)形狀不規(guī)則的瓶類或容器，模具的分型面也可能設(shè)計(jì)為不規(guī)則，必要時(shí)，可使用三個(gè)或更多個(gè)移動(dòng)部件組成分型面模具，一般沒有冷卻劑通道，但對(duì)于大型吹塑模具，可設(shè)計(jì)冷卻水道。?？诓糠忠话阕龀奢^窄的鋒利刀口狀，以便快

11、速切斷型坯，刀口形狀一般為三角形或梯形。由于吹塑壓力較低，一般介于0.20.7MPa之間，模具結(jié)構(gòu)比較簡單，對(duì)模具強(qiáng)度的要求比較低，故有多種材料可用于制作吹塑模具，如鋁合金、鋅合金、鋼材、鈹銅等，具體材質(zhì)可根據(jù)物料特性及制品數(shù)量進(jìn)行選擇。為了排除模具表面和管坯表面之間的空氣，確保制品的外觀質(zhì)量，模具上應(yīng)設(shè)置排氣孔或排氣槽，排氣孔或排氣槽的位置、形狀及數(shù)量主要取決于型腔的形狀，但由于其與制品直接接觸，故需要具有較高的加工精度。,擠出吹塑成型設(shè)備,從模具的結(jié)構(gòu)和成型工藝方法上看，吹塑模具可分為上吹法（頂吹法）、下吹法（底吹法）和平吹法（氣針法）三種，圖a為典型的上吹法模具結(jié)構(gòu)示意圖，模具的頸部朝上

12、，閉模時(shí)，管坯底部被夾緊，頂部開口，壓縮空氣從模具上端通過型芯吹入模腔中。上吹法的優(yōu)點(diǎn)是型芯和吹氣芯軸合二為一，故其結(jié)構(gòu)簡單，缺點(diǎn)是不能確定型坯內(nèi)徑和長度，需要另外增加修飾工序，且由于借助型芯作為吹氣芯軸，當(dāng)通過壓縮空氣時(shí)，將對(duì)機(jī)頭產(chǎn)生影響，從而可能影響型坯的質(zhì)量。,擠出模具分類,圖b為平吹法模具結(jié)構(gòu)示意圖，型坯進(jìn)入模具后，上下端夾持，壓縮空氣經(jīng)橫向氣針注入型坯。平吹法的優(yōu)點(diǎn)是壓縮空氣可以容器的任何部位注入，可用于吹塑成型非開口容器、可折疊軟容器等。,擠出模具分類,圖c為典型的下吹法模具結(jié)構(gòu)示意圖，使用時(shí)，從擠出機(jī)口模出來的坯料套在底部芯軸上，壓縮空氣從芯軸吹入，型芯外徑和模具口頸配合以固定口

13、頸的內(nèi)外尺寸。由于型坯的下端壁厚比較厚，采用下吹法可使容器口頸部位的壁厚較厚，較適宜大、中型容器的吹脹成型。,擠出模具分類,影響擠出吹塑成型工藝和制品質(zhì)量的因素主要有型坯的溫度、吹氣壓力和吹氣速度、吹脹比、模溫和冷卻時(shí)間等。 （1）管坯制造過程中的影響因素 原料 原料是影響管坯質(zhì)量的一個(gè)非常重要的因素。除了性能上必須滿足制品的使用要求之外，原料的如下特性對(duì)型坯的質(zhì)量存在較為明顯的影響：,影響擠出吹塑成型工藝 和制品質(zhì)量的因素,a.熔融指數(shù) 熔融指數(shù)低，管坯下垂容易,容易得到厚薄均勻的管坯，但如果熔融指數(shù)過低，熔體產(chǎn)生不穩(wěn)定流動(dòng)的概率增大，而不穩(wěn)定流動(dòng)一旦發(fā)生，制品的外觀質(zhì)量將變差，甚至出現(xiàn)不合

14、格現(xiàn)象。所以，在吹塑成型前，應(yīng)根據(jù)具體的制品性能及加工性能合理選擇原料。一般情況下，吹塑成型大中型尺寸的制品時(shí)，原料的熔融指數(shù)宜小些，反之，生產(chǎn)小型吹塑制品時(shí)，熔融指數(shù)宜大些。 b. 分子量 原料分子量大，受應(yīng)力作用時(shí)，防止出現(xiàn)龜裂的能力強(qiáng)，所以，一般采用分子量較大的原料，但分子量過高，型坯的擠出及后續(xù)的吹塑將愈加困難，分子量的大小應(yīng)綜合考慮。 c. 分子量分布 分子量分布寬，有利于得到高質(zhì)量的管坯，但過寬，可能導(dǎo)致制品強(qiáng)度下降。 d.拉伸粘度 拉伸粘度隨拉伸應(yīng)力增加而增大的物料有利于吹塑加工。 另外，原料在加工過程中應(yīng)具有阻止氧氣、二氧化碳、氮?dú)饧八魵獾认蛉萜鲀?nèi)外透散的特性。,影響制品質(zhì)量

15、的因素, 螺桿轉(zhuǎn)速 螺桿轉(zhuǎn)速是影響管坯質(zhì)量的另一個(gè)重要的因素。螺桿轉(zhuǎn)速快，擠出產(chǎn)量提高，可得到更多的型坯，但過快可能導(dǎo)致熔體產(chǎn)生不穩(wěn)定流動(dòng)，型坯表面質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)甚至可能出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象，而且，轉(zhuǎn)速過快時(shí)，將產(chǎn)生大量摩擦熱，增大了塑料發(fā)生瞬間降解的危險(xiǎn)。所以，在能夠擠出均勻、光滑管坯且沒有使擠出傳動(dòng)系統(tǒng)超負(fù)荷的前提下，螺桿轉(zhuǎn)速盡可能快，但不宜過快，一般應(yīng)控制在70轉(zhuǎn)分以下，具體的螺桿轉(zhuǎn)速大小取決于具體的物料。,影響制品質(zhì)量的因素, 口模 口模是決定型坯尺寸及形狀的重要裝置，主要由兩對(duì)半陰模構(gòu)成，其內(nèi)表面需具有足夠的光潔度，且尺寸必須按設(shè)計(jì)要求加工，口模定型段尺寸一般為口模芯棒之間隙數(shù)值的8倍

16、左右。 加工溫度 加工溫度升高，型坯下垂嚴(yán)重，型坯長度增加，但直徑及壁厚將下降，嚴(yán)重時(shí)，甚至可能導(dǎo)致型坯斷裂；溫度下降，型坯表面將變得粗糙，可能出現(xiàn)鯊魚皮、流痕、竹節(jié)等，型坯將塑化不良，尺寸及質(zhì)量不均勻，最終降低制品的強(qiáng)度。,影響制品質(zhì)量的因素, 型坯溫度 型坯的溫度直接影響其形狀的穩(wěn)定性、制品的表面光潔度、接縫強(qiáng)度及冷卻時(shí)間等。當(dāng)型坯溫度較高時(shí)，其強(qiáng)度將有所下降，制品雖然容易發(fā)生吹脹變形，但難于保證制品壁厚的均勻性，尤其是管坯縱向厚度的均勻性。同時(shí)，吹脹物的冷卻時(shí)間延長，成型設(shè)備的生產(chǎn)效率下降。反之，降低型坯溫度可確保其具有足夠的強(qiáng)度，但吹塑成型將變得困難，如果型坯溫度過低，還會(huì)導(dǎo)致管坯長度

17、收縮，壁厚增加，制品內(nèi)部可能存在較大的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致制品強(qiáng)度下降，表面粗糙無光，外觀質(zhì)量明顯降低。一般情況下，在不嚴(yán)重影響型坯形狀穩(wěn)定性的前提下，為了確保制品具有足夠的表面光潔度及接縫強(qiáng)度，可適當(dāng)提高型坯的溫度。,吹脹過程中的影響因素, 吹氣壓力和吹氣速度 型坯被模具夾持以后注入壓縮空氣。此處，壓縮空氣起三種作用：利用壓縮空氣的壓力使類橡膠態(tài)的管狀型坯脹大緊貼在吹脹模型腔的內(nèi)壁上；對(duì)已吹脹的型坯施加壓力，以得到形狀正確、表面文字與圖像清晰的制品；促進(jìn)制品冷卻。壓縮空氣的壓力稱之為吹氣壓力，由于不同原料的物性（分子柔韌性及型坯的熔體強(qiáng)度與熔體彈性）的差異，其制成的類橡膠態(tài)的型坯的模量不同，吹脹時(shí)

18、所需的空氣壓力也有所差別，但一般介于0.20.7MPa之間，吹氣壓力還和型坯溫度、模具溫度、型坯厚度、吹脹比及制品的形狀和大小等因素有關(guān)。當(dāng)使用熔體粘度較低、彈性模量小、易變形、冷卻速率較小、型坯溫度高的物料，以及模具溫度較高時(shí)，可采用較低的吹氣壓力；反之，當(dāng)型坯溫度低、模具溫度低，或使用熔體粘度高、彈性模量高的物料時(shí)，吹脹宜采用較高的吹氣壓力。除此之外，吹氣壓力也受制品壁厚和容積大小影響。,吹脹過程中的影響因素,一般來說，壁厚薄、體積大的中空制品，表面帶有花紋、圖案、螺紋的中空制品，吹塑時(shí)宜采用較高的吹氣壓力，而容積小、壁厚大的制品，宜采用較低的吹氣壓力。吹氣壓力增加，有助于制品與模腔之間更

19、加緊密接觸，制品的熱量能夠得以快速去除，冷卻效率提高，相應(yīng)地，制品脫模時(shí)的溫度可以有所下降。吹氣速度方面，如果單位時(shí)間內(nèi)充入模腔的空氣體積流量增加，即提高充氣速度，則可縮短型坯的吹脹時(shí)間，更容易得到壁厚均勻、表面質(zhì)量優(yōu)異的制品；但若充氣速度過高，則可能導(dǎo)致空氣進(jìn)口區(qū)出現(xiàn)壓力偏低現(xiàn)象，在此處容易造成真空，結(jié)果發(fā)生內(nèi)陷變形，嚴(yán)重時(shí)，過快的氣流甚至?xí)稊嗫谀２糠值男团?，致使吹脹過程無法繼續(xù)下去。所以，在型坯的吹脹階段，應(yīng)在保持較低氣流速度的情況下注入大流量的空氣，以保證型坯能均勻、快速地膨脹，縮短型坯與模腔接觸之前的冷卻時(shí)間，并提高制品性能。通過改變吹管孔徑的大小可以控制吹氣速度，一般而言，加大吹管

20、直徑，可實(shí)現(xiàn)低氣流速度、大空氣體積流量的目的。但為了縮短吹氣時(shí)間,在確保制品獲得較均勻厚度和較好表面質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能提高向型坯的吹氣速度。,吹脹過程中的影響因素, 吹脹比 吹脹比是指制品的尺寸和型坯的尺寸的比值，亦即型坯吹脹的倍數(shù)。在型坯的尺寸和重量相同的情況下，最終制品的尺寸越大，則吹脹比越大。當(dāng)用相同數(shù)量的原料進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，增大型坯的吹脹比可以生產(chǎn)更大容積的制品，換句話說，生產(chǎn)相同容積的制品，采用大的吹脹比在某種程度上可以節(jié)約材料。但隨著制品壁厚逐漸變薄，吹脹成型將變得更加困難，制品的強(qiáng)度和剛度也會(huì)隨之降低，制品形狀的穩(wěn)定性變差。反之，吹脹比過小，塑料消耗量增加，制品的有效容積減小，制

21、品壁厚增加，需要更長的時(shí)間對(duì)其進(jìn)行冷卻，無疑將增加生產(chǎn)成本，且易造成壁厚不均勻。生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)材料的具體種類和性質(zhì)、制品的形狀和尺寸等確定吹脹比的大小，其值一般介于為24之間。,吹脹過程中的影響因素, 模溫及型坯的尺寸 模溫通常不能控制過低，模溫過低,塑料在夾口處的溫度下降很快，型坯在吹脹模內(nèi)定位到吹脹期間過早冷卻，導(dǎo)致其不易吹脹成型,且可能使夾口處加厚,塑件表面出現(xiàn)斑紋，表面光亮度變差，制品的輪廓和花紋等均會(huì)變得不清楚；模溫過高時(shí)，冷卻定型時(shí)間延長，生產(chǎn)周期變長，生產(chǎn)率下降，且制件收縮率變大，尺寸、形狀等難于精確控制，表面缺乏光澤。應(yīng)根據(jù)塑料的種類及物性來選擇模溫，對(duì)于玻璃化溫度Tg或熱變形

22、溫度Td較高者，可以選擇較高的模溫，反之，則應(yīng)盡可能降低模溫。,吹脹過程中的影響因素, 冷卻時(shí)間 型坯被吹脹緊貼于吹塑模壁后，此時(shí)不要急于開模，而應(yīng)在其內(nèi)部保持一定空氣壓力的情況下均勻冷卻一段時(shí)間，冷卻不均勻及冷卻程度不夠會(huì)使制品各部位出現(xiàn)不同程度的收縮，引起制品翹曲、瓶頸歪斜等現(xiàn)象。吹塑制品的冷卻時(shí)間因原料的不同及制品的形狀、大小、壁厚等而有所改變，一般可占整個(gè)成型周期的60%以上，冷卻時(shí)間的長短直接影響最終制品的外觀質(zhì)量、物理力學(xué)性能及生產(chǎn)效率等。通常情況下，制品越厚，冷卻時(shí)間應(yīng)該越長。提高吹塑制品的冷卻效率，縮短冷卻時(shí)間，可以縮短整個(gè)成型周期，提高生產(chǎn)效率，有時(shí)為達(dá)到此目的，除對(duì)模具進(jìn)行

23、冷卻外，還可以在成型制品中進(jìn)行內(nèi)部冷卻，即向吹脹物的空腔內(nèi)通入液氮、液體二氧化碳等強(qiáng)冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻。但如果冷卻時(shí)間過短,冷卻過快而不充分，開模后制品因彈性回復(fù)而容易發(fā)生嚴(yán)重變形，收縮增大，表面無光澤。,吹脹過程中的影響因素, 成型周期 包括擠出型坯、切斷型坯、閉合模具、吹氣、冷卻、放氣、開模、取出制品等過程。成型周期的選擇原則是在保證制品能夠定型的前提下盡量縮短。不合理的成型周期往往會(huì)導(dǎo)致制品出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。,吹脹過程中的影響因素,此類工藝主要用于由金屬型芯支撐的型坯的加工及吹塑。該工藝過程實(shí)際上包含了型坯制作和型坯吹塑兩個(gè)步驟，操作時(shí)，通常先采用注射成形的方法將熔融塑料注入到注射模內(nèi)，制成管

24、狀有底型坯，管狀型坯包裹在周壁帶有微孔的空心型芯上，然后趁熱把型坯連同型芯一起移入吹塑模內(nèi)，或?qū)⑿团骼鋮s后取出，吹塑前再重新加熱到Tg以上，并迅速移入模具中，從芯棒的管道的一端通入壓縮空氣，對(duì)型坯進(jìn)行吹塑，使型坯脹大脫離金屬型芯而緊貼于吹塑模具的內(nèi)表面，冷卻后開模，得到吹塑制品。注射吹塑成型的產(chǎn)品約占總吹塑制品的四分之一左右，所得制品精度高，表面光滑，無需二次加工。直接注坯吹塑適宜生產(chǎn)大批量的小型精制容器和廣口容器，這些容器主要用于日用品、化妝品、醫(yī)藥、食品包裝等。,注射吹塑成型,直接注坯吹塑的工藝過程如圖3所示。首先采用注射機(jī)將塑料原料加熱熔融塑化，并將熔體注入到注射模具內(nèi)，成型具有一定尺寸

25、、形狀和質(zhì)量的管狀有底型坯，管狀型坯包裹在周壁帶有微孔的空心型芯上（a），開模后，管狀型坯將留在芯棒上（b），然后通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將管坯趁熱轉(zhuǎn)移至吹塑模具中（c），閉合模具，從芯棒的管道向模具型腔中吹入壓縮空氣，對(duì)型坯進(jìn)行吹脹（d），型坯逐漸脹大并最終脫離芯棒，緊貼到吹塑模具的型腔壁上，冷卻后可得到吹塑制品，開模取出即可。,注射吹塑成型工藝過程,圖 直接注坯吹塑工藝,注射吹塑成型工藝過程,1-空心型芯 2-吹氣管道 3-型坯 4-吹塑模具 5-產(chǎn)品, 可利用注射模對(duì)型坯的壁厚分布進(jìn)行精確控制，使所得容器的壁厚較為均勻,避免了一般吹塑制品角隅部分容易出現(xiàn)的減薄現(xiàn)象，制品的件重可控制在0.1g，螺紋的

26、精度可控制在100m范圍內(nèi)，口部尺寸精確，細(xì)頸產(chǎn)品成型精度高； 所得制品無需進(jìn)行二次加工，無接縫，節(jié)省制品的修整工時(shí)； 用注射制得的型坯能夠全部進(jìn)入吹塑模內(nèi)吹脹成型，加工過程中沒有廢料產(chǎn)生，減少了成型物料的浪費(fèi)； 可得到表面光滑的制品，無刮痕，表面文字與圖案清晰； 可經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行小批量生產(chǎn)； 對(duì)塑料品種的適用范圍寬； 自動(dòng)化程度高，可多模生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高。,注射吹塑成型工藝的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn), 制品成型必須使用注塑和吹塑兩套模具和一個(gè)帶閥的中空芯模，且注射型坯的模具應(yīng)能耐高壓，成型設(shè)備成本高； 注射型坯溫度較高，其在注塑模內(nèi)吹脹后需要較長的冷卻定型時(shí)間，使制品的整個(gè)成型周期延長，影響生產(chǎn)效率； 注塑型

27、坯內(nèi)應(yīng)力較大，加之在轉(zhuǎn)換模具過程中容易受到不均勻的冷卻，生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尺寸較大的制品時(shí)易出現(xiàn)應(yīng)力開裂，故制品的形狀和尺寸受限，僅適合生產(chǎn)用于化妝品、日用品、藥品包裝、食品包裝等領(lǐng)域的小型制品； 對(duì)操作人員的操作技能要求較高。,注射吹塑成型工藝的特點(diǎn),缺點(diǎn),影響注射吹塑成型工藝及制品質(zhì)量的因素主要有溫度、壓力、時(shí)間等。 （1）溫度 注射機(jī)的溫度 為了防止物料在料口處出現(xiàn)架橋或堵塞現(xiàn)象，影響物料的向前輸送，注射機(jī)中，螺桿進(jìn)料段的溫度應(yīng)低一些，但熔融段的溫度應(yīng)較高，以便增加型坯的注射量，避免型坯出現(xiàn)缺口及頸部出現(xiàn)龜裂等現(xiàn)象；同時(shí)也可減少著色塑料因顏料分散不佳而可能導(dǎo)致型坯上出現(xiàn)顏色不均等瑕疵。,注射

28、吹塑過程的影響因素, 型坯模具溫度 型坯模具中，不同部位的溫度彼此不同，其中靠近注射機(jī)噴嘴處，即吹塑制品底部的溫度較高，瓶身部位次之，頸部溫度最低?？刂坪眯团髂＞邷囟扔欣诳刂菩团髟谛颓粌?nèi)的冷卻速度，如控制恰當(dāng)，可縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)減少型坯或制品成型時(shí)出現(xiàn)廢品的幾率。對(duì)于不同品種的塑料原料，型坯模具溫度彼此也存在差異。 型坯溫度 影響注射吹塑過程最關(guān)鍵的因素是溫度，特別是型坯溫度, 型坯溫度直接影響塑件的性能，型坯溫度過高，型坯強(qiáng)度較差，熔融物料因粘度較低而容易變形，型坯在移動(dòng)過程中易出現(xiàn)厚薄不均現(xiàn)象，制品也容易發(fā)生吹塑變形，制品壁厚均勻性差，吹塑制品的質(zhì)量差；反之，溫度過低，雖

29、然其強(qiáng)度有所提高，但吹脹成型困難，且制品內(nèi)部會(huì)積存較多的內(nèi)應(yīng)力，制品在使用過程中容易發(fā)生應(yīng)力破裂。所以，型坯溫度的控制十分重要，一般控制在塑料的TgTf（或Tm）之間，在確保型坯在轉(zhuǎn)移過程中不發(fā)生變形的前提下，溫度盡可能偏向Tf（或Tm）。,注射吹塑過程的影響因素, 型坯芯棒溫度 在每一個(gè)注射吹塑成型周期中，型坯芯棒都要經(jīng)過加熱和冷卻循環(huán)，并把這個(gè)循環(huán)維持在極限，以保證高質(zhì)量容器的生產(chǎn)。注射吹塑成型時(shí)，芯棒上的溫度分布應(yīng)隨原料及制品的種類及用途不同而不同，并與相應(yīng)模腔的溫度差異不能太大，否則容易出現(xiàn)粘?，F(xiàn)象。芯棒的溫度調(diào)節(jié)方式有兩種，一是采用熱交換介質(zhì)從芯棒內(nèi)部進(jìn)行調(diào)節(jié)，一是在進(jìn)入注射工位前，

30、用調(diào)溫套從芯棒外部進(jìn)行調(diào)節(jié)。 吹塑模具的溫度 吹塑模具的溫度選擇不當(dāng)，將導(dǎo)致制品質(zhì)量下降，因而，吹塑模具的溫度控制對(duì)注射吹塑成型工藝過程也是十分重要的。吹塑模具的溫度可通過冷卻水進(jìn)行控制，溫度值要低于型坯模具的溫度，通常介于2050范圍內(nèi)。,注射吹塑過程的影響因素,（2）壓力 塑化壓力 又稱背壓，塑化壓力增加，有利于提高熔體溫度，使熔體溫度分布更加均勻，便于排氣，型坯質(zhì)量提高，但會(huì)減小塑化速度，延長成型周期，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致塑料發(fā)生降解。 注射壓力及保壓壓力 注射型坯時(shí)必須具有足夠高的注射壓力，注射壓力不足，就不能確保有足量的熔體被充入模具中，結(jié)果會(huì)造成型坯表面不平整，或在型坯上出現(xiàn)缺口、漏

31、底、螺紋尺寸不足等缺陷；但如果注射壓力過高，容易導(dǎo)致型坯芯棒偏斜，型坯出現(xiàn)飛邊。注射壓力可根據(jù)物料物性及制品性能在注塑機(jī)額定注射壓力范圍內(nèi)進(jìn)行合理調(diào)整。除此以外，適當(dāng)?shù)谋簤毫?duì)獲得尺寸準(zhǔn)確、表面平整光潔、比容值較低的型坯同樣重要。與此同時(shí)，鎖模裝置亦需要保持足夠的鎖模力，以防脹模。,注射吹塑過程的影響因素, 吹脹氣壓 吹脹氣壓偏低，可造成型坯吹脹不足、肩部變形、瓶身凹陷等缺陷；吹脹氣壓過高，可能扯斷型坯，所以，必須選擇合適的吹脹壓力，生產(chǎn)中，吹脹壓力一般控制在0.81.0MPa范圍內(nèi)。 （3）時(shí)間 注射吹塑成型各工藝段過程所需時(shí)間的綜合即為其成型周期。它反映了生產(chǎn)效率的高低，成型周期越短，生

32、產(chǎn)效率越高，為了提高生產(chǎn)效率，應(yīng)盡可能縮短成型周期，即縮短物料混煉塑化時(shí)間、注射時(shí)間、模具等待時(shí)間、吹塑時(shí)間或模具啟閉間隔時(shí)間等。但各時(shí)間段的縮短應(yīng)以不影響物料塑化質(zhì)量、不影響具體操作及不影響最終制品質(zhì)量為前提。,注射吹塑過程的影響因素,根據(jù)具體的生產(chǎn)條件，注射吹塑成型設(shè)備可分為組合類和成套類兩種形式，前者是利用一臺(tái)注射成型機(jī)，另外組合吹塑組件、控制裝置等形成注射吹塑設(shè)備；后者則是一整套設(shè)備，由注射系統(tǒng)、吹塑系統(tǒng)和注射及吹塑模具等幾部分構(gòu)成。 （1）注射系統(tǒng) 和普通注塑機(jī)的注射系統(tǒng)一樣，主要由料斗、機(jī)筒、螺桿、噴嘴、螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、計(jì)量裝置等組成。根據(jù)螺桿的放置方式，注射系統(tǒng)分為臥式注射系統(tǒng)和立

33、式注射系統(tǒng)兩種，臥式注射成型機(jī)動(dòng)作簡單可靠，規(guī)格全，設(shè)備穩(wěn)定性好，適用性強(qiáng)，操作方便；立式注射系統(tǒng)的模塑系統(tǒng)熱流道行程短，型腔簡單。,注射吹塑設(shè)備,注射系統(tǒng)的作用是輸送物料，熔融物料，將熔體塑化均勻，并采用一定的注射壓力，將熔體經(jīng)噴嘴從總管組件注入到型坯模具中，制成有底的管狀型坯。注射系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)包括：塑化能力、鎖模力及噴嘴孔徑大小等。 （2）吹塑系統(tǒng) 包括壓模板、鎖模裝置、轉(zhuǎn)位裝置、脫模板等。壓模板的作用是用于安裝吹塑模具，脫模板的作用則是便于制品從模具上脫落，其結(jié)構(gòu)一般設(shè)置有多個(gè)呈“U”形缺口，該缺口剛好能穿過制品的頸部，脫模時(shí)，利用這些缺口拉動(dòng)制品肩部，使制品從芯棒上脫落。脫模板還

34、能吹出空氣，對(duì)型坯芯棒的頭部進(jìn)行冷卻，確保型坯的順利注射。,注射吹塑設(shè)備,拉伸吹塑是在擠出吹塑和注塑吹塑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的第三大類吹塑成型工藝，該工藝首先采用擠出或注射的方法將熔體制成管狀型坯，然后將型坯溫度調(diào)節(jié)控制在TgTf之間，使其處于類橡膠狀態(tài)，利用內(nèi)部的進(jìn)氣桿或外部的拉伸夾具產(chǎn)生的機(jī)械作用力，對(duì)型坯進(jìn)行軸向拉伸，同時(shí)或稍后再用壓縮空氣沿徑向吹脹瓶坯對(duì)其進(jìn)行徑向拉伸，至規(guī)定尺寸后，將雙軸拉伸的型坯快速冷卻至Tg以下，成型所需的中空制品。拉伸吹塑制品可以具有相同的軸向拉伸比和徑向拉伸比，可成型薄壁制品，所得制品密實(shí)、透明性好、力學(xué)性能優(yōu)異。 根據(jù)坯料的形成方式，拉伸吹塑成型可分為擠出拉伸吹

35、塑及注射拉伸吹塑兩種；根據(jù)坯料的形成及吹脹是否在同一臺(tái)設(shè)備上完成，拉伸吹塑成型可分為一步法和兩步法兩種。,拉伸吹塑成型,一步法又叫熱型坯法，其型坯的制備、拉伸和吹塑在一臺(tái)機(jī)器上連續(xù)組合完成，不用對(duì)型坯再加熱，節(jié)能性好，同時(shí)，由于是在同一臺(tái)設(shè)備上制作型坯及對(duì)其進(jìn)行拉伸吹塑，所以，整體設(shè)備所占空間較小，且生產(chǎn)過程連續(xù)性好，生產(chǎn)效率高，也容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，是我國目前使用最多的方法。兩步法又叫冷型坯法，它是先在一處設(shè)備上將熔體擠出或注射成型坯后冷卻成半成品，然后再在另一處設(shè)備上將冷型坯加熱升溫至適當(dāng)溫度后進(jìn)行拉伸、吹塑。型坯的成型及吹脹是在不同的時(shí)間段、不同的設(shè)備上進(jìn)行的，有利于提高型坯制作設(shè)備的利

36、用率，故容易實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量，產(chǎn)量比一步法高，但由于型坯在吹脹前需再次加熱，故能耗較高。,拉伸吹塑成型,以一步法擠出拉伸吹塑的工藝為例，其流程如圖所示。,擠出拉伸吹塑工藝,(1) 根據(jù)工藝要求，設(shè)置好制品及吹脹等各工位設(shè)備的溫度，然后進(jìn)行加熱升溫，待達(dá)到加工溫度后，再恒溫1h左右； (2) 啟動(dòng)各輔機(jī)，如空氣壓縮機(jī)，并檢查各裝置運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常； (3) 對(duì)擠出機(jī)進(jìn)行喂料，利用擠出機(jī)對(duì)物料進(jìn)行輸送、壓縮、熔融并塑化均勻，然后從機(jī)頭擠出型坯，落入處在第一工位的預(yù)吹脹模具(a)；,1-擠出機(jī)頭，2-型坯，3-芯軸，4-型坯模具,（A）,擠出拉伸吹塑工藝,(4) 當(dāng)型坯長度達(dá)到預(yù)定值時(shí)，合模，截取型坯(b)；

37、 (5) 隨后將預(yù)吹脹模連同型坯一起轉(zhuǎn)至第二工位，利用壓縮空氣對(duì)型坯進(jìn)行預(yù)吹脹，并可根據(jù)需要，壓縮成型頸部螺紋；去除夾坯余料； (6) 型坯預(yù)吹脹完成后，開啟模具，將預(yù)吹脹的型坯移入拉伸和吹塑模具中(c)，利用進(jìn)氣桿對(duì)型坯進(jìn)行軸向拉伸取向，之后，利用壓縮空氣對(duì)型坯進(jìn)行徑向拉伸取向，使型坯吹脹成模具內(nèi)壁的形狀(d)，同時(shí)對(duì)制品進(jìn)行冷卻，定型后開啟模具，將制品從模具中取出(e)。,（1）與直接注坯吹塑相似，采用注射機(jī)在高壓下將熔融塑料注射成型坯（a）； （2）將型坯稍加冷卻后，移送至一加熱槽內(nèi)進(jìn)行加熱（b）； （3）當(dāng)型坯溫度達(dá)到Tg以上后，再將其移至拉伸吹脹模具內(nèi)，在模具內(nèi)，利用拉伸棒對(duì)型坯進(jìn)行軸向拉伸（c）； （4）往型坯中通入壓縮空氣對(duì)其進(jìn)行橫向吹脹，使之緊貼模具壁上（d）； （5）吹脹完成后，經(jīng)過一段時(shí)間的冷卻，即可得到吹塑制品，開模取出（e）。,注射拉伸吹塑工藝,1-注射機(jī)，2-冷卻水孔， 3-型坯， 4-熱流道，5-加熱模芯，6-加熱槽，7-進(jìn)氣桿，8-吹塑模具， 9-制品,（a）,（b）,（c）,（d）,（e）,4,在注射拉伸吹塑成型工藝中，吹脹比和拉伸比是兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，其中，吹脹比是指制