塑料成型工艺学培训教材课件.ppt
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1、第七章第七章 中空吹塑中空吹塑 7.1 7.1 概述概述 BLOW Molding 又称吸塑模塑,是制造空心塑料制又称吸塑模塑,是制造空心塑料制品的成型方法。品的成型方法。借鉴于玻璃容器吹制工艺。借鉴于玻璃容器吹制工艺。20世纪世纪30年代发展成为塑料吹塑技术。年代发展成为塑料吹塑技术。中空吹塑:借助气体压力使闭合在模具中的热熔塑料中空吹塑:借助气体压力使闭合在模具中的热熔塑料型坯吸胀形成空心制品的工艺。型坯吸胀形成空心制品的工艺。型坯类型:型坯类型:挤出型坯挤出型坯 注射型坯注射型坯 7.1 7.1 概述概述 制品:制品:塑料瓶、容器、中空制品、办公用品、家电、家具、塑料瓶、容器、中空制品、
2、办公用品、家电、家具、娱乐用品、汽车工业。娱乐用品、汽车工业。制品特点:制品特点:优良的耐环境应力开裂性、气密性、耐冲击性优良的耐环境应力开裂性、气密性、耐冲击性 耐药品、抗静电、韧性、耐挤压性耐药品、抗静电、韧性、耐挤压性 适用树脂:适用树脂:PEPE、PVCPVC、PPPP、PSPS、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物、PETPET、PCPC、PAPA等等7.1 7.1 概述概述 LDPELDPE:食品包装容器食品包装容器HDPEHDPE:商品容器商品容器超高分子量超高分子量PEPE:大型容器、熔料罐大型容器、熔料罐PVCPVC:矿泉水、洗涤剂瓶矿泉水、洗涤剂瓶PPPP:薄壁瓶子薄壁瓶
3、子PETPET:饮料瓶饮料瓶7.2 7.2 中空吹塑设备中空吹塑设备 中空吹塑中空吹塑 挤出吹塑挤出吹塑 注射吹塑注射吹塑 拉伸吹塑拉伸吹塑挤出拉伸吹塑挤出拉伸吹塑注射拉伸吹塑注射拉伸吹塑 型坯的制造型坯的制造型坯的吹胀型坯的吹胀 7.2.1 7.2.1 型坯成型装置型坯成型装置 挤出型坯方式挤出型坯方式 间断挤出间断挤出 连续挤出:连续生产型坯连续挤出:连续生产型坯 1.挤出机挤出机(1)挤出机应具有可连续调速的驱动装置,稳定)挤出机应具有可连续调速的驱动装置,稳定速度挤出,挤出速率与最佳吹塑周期协调一致速度挤出,挤出速率与最佳吹塑周期协调一致(2)螺杆长径比适宜)螺杆长径比适宜 小:塑化不
4、良,型坯温度不均小:塑化不良,型坯温度不均大:料温波动小,料筒温度低,型坯温度均匀大:料温波动小,料筒温度低,型坯温度均匀 产品精度均匀性好产品精度均匀性好适于热敏性塑料的生产适于热敏性塑料的生产 7.2.1 7.2.1 型坯成型装置型坯成型装置 (3)低温下挤出型坯,熔体粘度高,可减少型坯)低温下挤出型坯,熔体粘度高,可减少型坯下垂,保证壁厚均匀下垂,保证壁厚均匀 利于缩短成型周期,提高生产效率利于缩短成型周期,提高生产效率 挤出机内产生较高的剪切及背压,要求挤出机的挤出机内产生较高的剪切及背压,要求挤出机的传传 动和止推轴承坚固耐用。动和止推轴承坚固耐用。2.机头和口模机头和口模 A:机头
5、组成:机头组成:多孔板、滤网连接管、型芯组件多孔板、滤网连接管、型芯组件 流道应呈流线型,内表面光洁无阻滞。流道应呈流线型,内表面光洁无阻滞。B:机头类型:机头类型:(1)转角机头)转角机头 7.2.1 7.2.1 型坯成型装置型坯成型装置 由连接管与之呈直角配置的管由连接管与之呈直角配置的管式机头组成,适合式机头组成,适合PEPE、PPPP、PCPC、ABSABS等的吹塑。等的吹塑。特点:特点:流道内压缩比较大,口模流道内压缩比较大,口模部分定型段较长。部分定型段较长。熔体在流道内易滞留,机熔体在流道内易滞留,机头内熔体性能差异。头内熔体性能差异。7.2.1 7.2.1 型坯成型装置型坯成型
6、装置(2)(2)直通式机头直通式机头 与挤出机呈一字形配置。与挤出机呈一字形配置。可防止熔体过热分解,适用于热可防止熔体过热分解,适用于热敏性塑料,如:硬敏性塑料,如:硬PVCPVC透明瓶。透明瓶。常采用螺旋状流动导向装置和侧面进料机头。常采用螺旋状流动导向装置和侧面进料机头。7.2.1 7.2.1 型坯成型装置型坯成型装置(3)带贮料缸的机头)带贮料缸的机头 大型制品易下坠和缩径,冷大型制品易下坠和缩径,冷却期较长,挤出机无法连续却期较长,挤出机无法连续运行,因而发展带贮料缸的运行,因而发展带贮料缸的机头。机头。生产大型吹塑制品,如:啤酒桶、垃圾桶。生产大型吹塑制品,如:啤酒桶、垃圾桶。C:
7、口模直径的确定:口模直径的确定:(1 1)适合制品外径的吹胀比(即制品外径与型坯外径)适合制品外径的吹胀比(即制品外径与型坯外径之比)之比))1(/maxsBDDdDd:口模直径口模直径Dmax:制品最大外制品最大外 径径B:吹胀比吹胀比S:膨胀比膨胀比 7.2.1 7.2.1 型坯成型装置型坯成型装置(2 2)型坯的最大外径的确定,需考虑口模膨胀)型坯的最大外径的确定,需考虑口模膨胀7.2.1 7.2.1 型坯成型装置型坯成型装置(3 3)还可以由型坯切口的宽度来决定)还可以由型坯切口的宽度来决定)1(/2SPwDdPw:型坯切口宽型坯切口宽2型坯壁厚型坯壁厚 模芯外径:模芯外径:LPWDD
8、dc/22DcDc:模芯外径模芯外径 W W:制品质量制品质量L L:制品长度制品长度:树脂密度树脂密度 总体的要求:均匀地挤出所需要直径,壁厚和粘度的型坯总体的要求:均匀地挤出所需要直径,壁厚和粘度的型坯 7.2.2 7.2.2 吹胀装置吹胀装置 1.吹气机构吹气机构 根据设备条件,制品尺寸、制品厚度分布要求等选定。根据设备条件,制品尺寸、制品厚度分布要求等选定。(1)针吹法)针吹法 吹气针管安装在模具型腔吹气针管安装在模具型腔的半高处,压缩空气通过针的半高处,压缩空气通过针管吹胀型坯管吹胀型坯制品颈部有一伸长部分,制品颈部有一伸长部分,以便吹针插入以便吹针插入 特点:特点:适于不切断型坯连
9、续生产的旋转吹塑成型。适于不切断型坯连续生产的旋转吹塑成型。吹制首尾相连的小型容器。吹制首尾相连的小型容器。在模具内部装入型坯切割器,可吹塑无颈制品。在模具内部装入型坯切割器,可吹塑无颈制品。适合吹制有手柄的容器,手柄与本体不相通。适合吹制有手柄的容器,手柄与本体不相通。7.2.2 7.2.2 吹胀装置吹胀装置 缺点:开口制品需整饰加工,缺点:开口制品需整饰加工,模具设计较复杂。模具设计较复杂。不适宜大型容器的吹胀。不适宜大型容器的吹胀。7.2.2 7.2.2 吹胀装置吹胀装置(2)顶吹法)顶吹法 通过型芯吹气通过型芯吹气 模具顶部向上,型坯底部夹住,顶部开口,压缩空模具顶部向上,型坯底部夹住
10、,顶部开口,压缩空气从型芯通入。气从型芯通入。型芯直接进入开口的型坯内,并确定颈部内径,在型芯直接进入开口的型坯内,并确定颈部内径,在型芯和模具顶部制件切断型坯。型芯和模具顶部制件切断型坯。7.2.2 7.2.2 吹胀装置吹胀装置 顶吹法型芯顶吹法型芯 定瓶颈内径定瓶颈内径 旋转刀具,切除余料旋转刀具,切除余料 优点:直接利用型芯作为吹气芯轴,压缩空气从十字优点:直接利用型芯作为吹气芯轴,压缩空气从十字机头上方引进,径芯轴进入型坯,简化了吹气机构。机头上方引进,径芯轴进入型坯,简化了吹气机构。缺点:不能定内径和长度,需附加修饰工序。缺点:不能定内径和长度,需附加修饰工序。气从机头型芯通过,影响
11、机头温度。气从机头型芯通过,影响机头温度。(3)底吹法)底吹法 挤出的型坯落到模具底部的型芯上,通过型芯对型坯吹挤出的型坯落到模具底部的型芯上,通过型芯对型坯吹胀。胀。型芯的外径和模具瓶颈配合以固定瓶颈的内外尺寸。型芯的外径和模具瓶颈配合以固定瓶颈的内外尺寸。7.2.2 7.2.2 吹胀装置吹胀装置 适用:适用:吹塑颈部开口偏离制品中心线的大型容器。吹塑颈部开口偏离制品中心线的大型容器。有异形开口或多个开口的容器。有异形开口或多个开口的容器。缺点:缺点:进气口选在型坯温度最低的部位,也是型坯且重下垂进气口选在型坯温度最低的部位,也是型坯且重下垂厚度最薄的部位。厚度最薄的部位。制品形状复杂时,吹
12、胀不充分。制品形状复杂时,吹胀不充分。瓶颈耳状飞边修剪后留下痕迹。瓶颈耳状飞边修剪后留下痕迹。2.吹塑模具吹塑模具 由两瓣合成,没有冷却剂通道和排气系统。由两瓣合成,没有冷却剂通道和排气系统。7.2.2 7.2.2 吹胀装置吹胀装置(1)模具的材质:)模具的材质:铝(形状不规则容器)、锌合金、铍铜钢材。铝(形状不规则容器)、锌合金、铍铜钢材。铍铜:硬质塑料的吹塑,容器本体上有装饰制品。铍铜:硬质塑料的吹塑,容器本体上有装饰制品。(2)模具的冷却系统)模具的冷却系统 影响制品性能和生产效率,需合理设计和布置。影响制品性能和生产效率,需合理设计和布置。冷却水道与型腔的距离各处应保持一致,以保证冷却
13、水道与型腔的距离各处应保持一致,以保证制品各处冷却收缩均匀,距离一般为制品各处冷却收缩均匀,距离一般为1015mm。根据模具的材质,制品形状和大小而定。根据模具的材质,制品形状和大小而定。冷却水温在冷却水温在515为宜。为宜。可分段冷却,以加快冷却。可分段冷却,以加快冷却。7.2.2 7.2.2 吹胀装置吹胀装置 冷却机构:内部互通的水道冷却机构:内部互通的水道 铸成模后钻出水道铸成模后钻出水道 冷却蛇形管铸入模具冷却蛇形管铸入模具 模具制造时一体制成模具制造时一体制成 型腔制成后机械加工冷却系统型腔制成后机械加工冷却系统(3)模具的排气系统)模具的排气系统 在型坯吹胀时,排除型坯和模腔之间的
14、空气。在型坯吹胀时,排除型坯和模腔之间的空气。排气不畅,气体滞留,制品表面产生凹陷和皱纹。排气不畅,气体滞留,制品表面产生凹陷和皱纹。图案和字迹不清晰,降低制品温度。图案和字迹不清晰,降低制品温度。设置排气孔或排气槽。设置排气孔或排气槽。7.2.3 7.2.3 辅助装置辅助装置 1.型坯厚度控制装置型坯厚度控制装置 离模膨胀、自重下垂而影响型坯的尺寸及制品的质量。离模膨胀、自重下垂而影响型坯的尺寸及制品的质量。(1)调节口模间隙,控制型坯壁厚)调节口模间隙,控制型坯壁厚(2)改变挤出速度。(差动挤出型坯法)改变挤出速度。(差动挤出型坯法)(3)改变型坯牵引速度)改变型坯牵引速度(4)预吹塑法,
15、进入模具之前吹入空气,控制有底型坯)预吹塑法,进入模具之前吹入空气,控制有底型坯壁厚。壁厚。(5)型坯厚度的程序控制:改变挤出型坯横截面的壁)型坯厚度的程序控制:改变挤出型坯横截面的壁厚,吹塑制品的壁厚取决于型坯各部位的吹胀比。吹厚,吹塑制品的壁厚取决于型坯各部位的吹胀比。吹胀比大,部位愈薄。胀比大,部位愈薄。7.2.3 7.2.3 辅助装置辅助装置 2.型坯长度控制型坯长度控制 影响吹塑制品的质量和切除尾料的长短,涉及原料的影响吹塑制品的质量和切除尾料的长短,涉及原料的消耗,取决于吹塑周期内挤出机螺杆的转速消耗,取决于吹塑周期内挤出机螺杆的转速 快、长快、长 慢、短慢、短 加料量的波动加料量
16、的波动温度、电压的变化,操作变更等温度、电压的变化,操作变更等 采用光电控制系统。采用光电控制系统。3.型坯切断装置型坯切断装置 适应不同塑料品种的性能适应不同塑料品种的性能 刀刃式切料口:平刃、三角形刀刃。刀刃式切料口:平刃、三角形刀刃。7.3 7.3 挤出吹塑工艺过程及控制因素挤出吹塑工艺过程及控制因素 7.3.1 挤出吹塑工艺过程挤出吹塑工艺过程 1.挤出型坯挤出型坯 间歇挤出:挤出型坯、合模、吹胀、冷却、脱模均在间歇挤出:挤出型坯、合模、吹胀、冷却、脱模均在 机头下方进行。机头下方进行。物料流动中断,易过热分解。物料流动中断,易过热分解。聚烯烃、非热敏性塑料吹塑聚烯烃、非热敏性塑料吹塑
17、连续挤出:型坯的成型和前一型坯的吹胀、冷却、脱连续挤出:型坯的成型和前一型坯的吹胀、冷却、脱 模同步进行。模同步进行。往复式、轮换出料式、转盘式往复式、轮换出料式、转盘式 适用多种热塑性树脂的吹塑,适用多种热塑性树脂的吹塑,PVCPVC等热敏性塑等热敏性塑料。料。7.3.2 7.3.2 挤出吹塑控制因素挤出吹塑控制因素 1.型坯温度和挤出速度型坯温度和挤出速度(1)型坯温度)型坯温度 影响中空制品的表观质量,纵向壁厚均匀性,生产效率。影响中空制品的表观质量,纵向壁厚均匀性,生产效率。注意保持熔体温度的均匀性。注意保持熔体温度的均匀性。适宜地偏低以提高熔体强度,减小自重垂伸。适宜地偏低以提高熔体
18、强度,减小自重垂伸。缩短冷却时间,提高生产率。缩短冷却时间,提高生产率。型坯温度过高,挤出速度慢,型坯易下垂,引起型坯型坯温度过高,挤出速度慢,型坯易下垂,引起型坯纵向厚度不均,延长冷却时间,甚至丧失熔体强度,纵向厚度不均,延长冷却时间,甚至丧失熔体强度,难以成型。难以成型。7.3.2 7.3.2 挤出吹塑控制因素挤出吹塑控制因素 型坯温度过低,离模膨胀严重,会出现长度收缩,壁型坯温度过低,离模膨胀严重,会出现长度收缩,壁厚增大现象,降低型坯的表面质量,出现流痕,同时厚增大现象,降低型坯的表面质量,出现流痕,同时增加不均匀性。还会导致制品的强度差,表面粗糙无增加不均匀性。还会导致制品的强度差,
19、表面粗糙无光。光。型坯温度不均匀造成性品上卷现象,卷曲的方向偏于型坯温度不均匀造成性品上卷现象,卷曲的方向偏于厚度较小一边。厚度较小一边。2.2.吹气压力和鼓气速率吹气压力和鼓气速率(1 1)吹气压力的大小与塑料的种类、型坯温度、型坯)吹气压力的大小与塑料的种类、型坯温度、型坯的模量、型坯的壁厚、制品的容积大小有关。的模量、型坯的壁厚、制品的容积大小有关。粘度低,壁厚、小容积制品,采用较低的吹气压力。粘度低,壁厚、小容积制品,采用较低的吹气压力。一般在一般在0.210.21MPaMPa。7.3.2 7.3.2 挤出吹塑控制因素挤出吹塑控制因素(2 2)鼓气速率)鼓气速率 指充入空气的容积速率。
20、指充入空气的容积速率。鼓气速率大,可缩短型坯的吹胀时间,使制品厚度均鼓气速率大,可缩短型坯的吹胀时间,使制品厚度均匀,表面质量好。匀,表面质量好。但鼓气速率大,会在空气进口处产生局部真空,造成但鼓气速率大,会在空气进口处产生局部真空,造成该部分内陷,甚至将型坯从口模处拉断,无法吹胀。该部分内陷,甚至将型坯从口模处拉断,无法吹胀。(3 3)吹胀比)吹胀比 吹胀比:吹塑制品的外径(非圆形时,以横向尺寸最吹胀比:吹塑制品的外径(非圆形时,以横向尺寸最大处为准)与型坯直径之比,即型坯吹胀的倍数。大处为准)与型坯直径之比,即型坯吹胀的倍数。型坯的尺寸和质量一定时,型坯的吹胀比愈大则制品型坯的尺寸和质量一
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