吹塑生产总结

1 / 23 吹塑生产总结 吹塑成型所适用的塑料品种仅为热塑性塑料，例如聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯及工程塑料如聚碳酸酯等。 基本加工过程： 1. 将选用的塑料加热熔融，使用挤出机或注射机在一定的温度下，让塑料熔融，通过挤出 机头或注塑模具制成管状型坯 2. 将半熔型坯放到吹塑模具内，闭合模具并用加紧装置锁紧模具 3. 利用辅助的空气压缩机提供的压缩空气冲人模具将管坯吹胀 4. 将型坯附近在模具壁上后冷却定型 5. 冷 却定型后，开模取出制品 中空吹塑可以分两类：挤出吹塑和注射吹塑。 挤出吹塑成型常用的塑料：低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、乙烯 -醋酸乙烯共聚物 、改性聚酯、热塑性工程塑料如聚碳酸酯、热塑性弹性体等聚合物及各种共混物。 挤出吹塑工艺过程： 1. 采用挤出机将热塑性塑料熔化，并通过机头挤出型坯 2. 将达到规定长度的型坯置于吹塑模具内合模，并2 / 23 靠模具上刃口将型坯切断 3. 依靠模具上的进气口通往压缩空气，吹胀型坯 4. 保持 模具型腔内压力，使制品冷却定型后开模取出制品 挤出吹塑按其出料方式不同分两类： 一类连续挤吹法；挤出机通过机头直接连续挤出型坯，主要生产产量大、容积小。优点是设备简单、投资少、操作容易。适用的塑料品种多。 一类为间歇挤吹法：挤出机间歇的直接挤出型坯或是将熔料挤入一个贮料缸中，当贮料缸中 的熔料满足需要时，通过机头口模挤出型坯，经过吹塑、冷却、定型后可 得到大容量的中空制品。 挤出吹塑中空制品的机械主要是由挤出机、挤出机头、吹塑模具、合模装 置、吹气装置等构成 用途：成型容器类制品，容器的最小容积可为 1ml，最大容积达 10000L。包括各种牛奶瓶、饮料瓶、洗涤剂及化妆品瓶等；各种桶类容器，像化学试剂桶、饮料桶、矿泉水桶；各种工业制品及贮槽等 注塑吹塑是用注射机将熔料注入模具内制取型坯，再将型坯趁热放到吹塑模具内，通入空气使型坯吹胀的一种成型方法。 3 / 23 工艺过程： 1. 用注射机将熔融塑料注入型坯模具中，得到型坯 2. 将留在芯模上的型坯转移到吹塑模具中 3. 芯模的进气口通往压 缩空气，型坯吹胀 4. 冷却定型后开模取制品 优点： 1. 能一次生产出不需要修整的产品，一般不产生边角料 2. 容器类制品颈部尺寸精度好，容易满足瓶口配合要求 3. 注射成型得到的型坯可保证型坯壁厚的均匀性，精确的控制用料量 4. 容器类产品表面光洁度好，用透明性塑料制品可制得透明度非常高的制品 缺点： 1. 注塑吹塑的模具费用高，生产一种制品需要两幅模具，一副是注射型坯的模具，一副是 吹塑制品的模具 ，且模具的精度也高。 2. 带有手柄的容器或形状特别复杂的工业制件不适宜用注塑吹塑成型 3. 绝大多数用于成型体积小的制品 4. 消耗能量较高 4 / 23 用途： 注塑吹塑适宜生产圆形制品，主要生产代替玻璃瓶的药品、化妆品、食品、日用品与化学品等包装容器，体积一般在 500ml以下，但随着注塑吹塑成型设备的改进，目前也可以吹塑一些大型制品。 拉伸吹塑成型是将预制的型坯加热到熔点以下的适当温度后，放到吹塑模具内，先用拉伸杆尽兴轴向拉伸后在进行吹起横向拉 伸的成型方法。经过拉伸吹塑的制品其透明度、冲击强度、表面硬度、刚性、阻渗性和耐溶剂性等都有很大提高，容器的壁厚也可以相应的减薄 原料：聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯氰 根据型坯制取分为两类：挤出 -拉伸 -吹塑 注射 -拉伸 -吹塑 用途：生产容积为的容器，形状为圆形、椭圆形、矩形等包装容器 多层吹塑成型：通过多层挤出成型工艺或注塑工艺制得的两层以上的坯壁分层而又粘在一起的型坯，再经吹塑得到多层中空制品成型方法。 几种常见的多层吹塑 用塑料： 双层复合： 1.聚乙烯 /尼龙 2.聚乙烯 /聚氯乙烯 3层复合： 1.聚乙烯 /乙烯 -醋酸乙烯共聚物 /尼龙 5 / 23 2.聚乙烯 /乙烯 -醋酸乙烯共聚物 /聚乙烯 3.聚丙烯 /黏合剂 /尼龙 5层复合：高密度聚乙烯 /黏合剂 /EVOH/黏合剂 /高密度聚乙烯 6层复合：聚乙烯共聚物 /回收料 /黏合剂 /EVOH/黏合剂 /聚丙烯共聚物 通过不同种类塑料的复合，可使制品满足下列使用要求 1. 气密性好：气体低透过率与高透过率材 料的复合 2. 避光性好：复合层中一层为遮光层 3. 隔热性好：发泡层与非发泡层复合 4. 着色装饰：着色层与本色层复合 5. 低燃烧值：低燃烧值材料填充层与其他材料复合 6. 立体效应：透明层与非透明层复合 7. 回料应用：回料层与新材料复合 多层吹塑共挤成型技术的主要问题是： 1. 层与层之间的熔接，因为除少数品种外，在异种树脂之间的热合性都极差，现在主要是 用黏合剂或粘接树脂介于各层之间来解决此 问题 2. 层厚度及均匀性，应严格控制多层机头中料的流量及；流速，满足各层的厚度与均匀性 3. 由于是多种树脂及黏合剂的复合，塑料的回收利6 / 23 用较困难，现用注拉吹成型工艺能很好 的解决此问题 4. 多层复合机头结构复杂，设备投资大，成本高 插入图片 插入图片：塑料燃烧鉴别表 吹塑成型制品设计 基本原则如下： 1. 在保证使用性能的前提下，力 求结构简单，壁厚均匀，使用方便 2. 力求 结构合理，易于成型模具的制造与制品的成型，用最简单的设备和工序生产制品 3. 尽量避免成型后的二次加工 4. 对日用品和儿童用品应与美工人员研究，共同设计出制品形状和颜色 5. 提高质量，降低成本，对于大批量生产的制品，设计时应充分考虑工厂成型设备的生产 能力，制品特点及已有的生产经验 设计时应注意下列几方面： 1. 合理的塑料材料 2. 吹胀过程中的拉伸及控制 3. 容器的特征 4. 容积和码垛堆积 的需要 7 / 23 5. 模具的闭合和制品的修饰 6. 市场需求 收缩率的计算： 在室温下，热的模具和冷的制品所对应的尺寸之差与制品尺寸之比 Lm?LsS=?100% s 公式中： S 实际收缩率 Lm -成型模具的尺寸 Ls-常温下的塑件的尺寸 一般采用理论计算，让 Lm 和 Ls为 20时的直线尺寸 Lm?Ls 是收缩量，因为塑料件的尺寸总是小于模具的尺寸，所以收缩量永远是正值。 实际上塑 件的收缩率是体积的收缩率 线性收缩率与体积收缩率的简单换算： SL=1/3?1 SL-线性收缩率 SV-体积收缩率 常用 SV=3SL 来粗略的计算塑料件的体积收缩率 插入图片 -收缩率 影响收缩率的因素： 1. 塑料品种：结晶大于非结晶收缩率；含无机填料8 / 23 的小于含有机填料的收缩率；填料的增 加，收缩率减少。 2. 塑件的特性：塑件上有阻碍收缩的方向上收缩率小，自由方向收缩率大 ；代金属嵌件的 塑料的收缩率小，不带金属嵌件的塑料收缩率大；塑件的壁越厚，收缩率就越大 3. 成型工艺影响：如在成型时注射压力越高，收缩率越小；熔料温度高，收缩率大；模具 温度超高，收缩率越大；保压时间越长，收缩率越小 4. 模具结构的影响因素：如浇口面积大收缩率小；料在模具中的流动方向等 塑件尺寸公差分为 7个等级 插入图片 -公差等级 收缩特性：在成型时流动方向的收缩率加上流动方向和垂直流向收缩率之差。此值越大，精度越低 。 插入图片 -公差等级的选用 一般情况下平滑光亮的塑件表面相当于 Ra= 为保证塑件的表面光洁程度，模具成型零件比塑件高一级 对于有机玻璃、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯等塑料成型透明制品，要求模具成型零件的表面光洁程度在Ra= 9 / 23 脱模斜度：又称 出模斜度或拔模斜度 插入图片 -脱模斜度 塑件外形越高及内孔越深，斜度应适当缩小，反之则应加大。 斜度选取的方向，塑料内孔以小端为准，符合图纸要求，斜度由扩大方向取得，外形以大 端为准，符合图纸要求，斜度由缩小方向取得。 一般情况下，脱模斜度不包括在塑件允许公差范围内，如果塑件结构上不允许有较大斜度，则就要在模具成型零件上留有相应的工艺斜度，所取得斜度值必须包括在模具成型零件的制造公差范围内。 当塑件壁厚不均匀时，熔融塑料在模具型腔内的流速不同和受热不均，则流料汇集处往往产生熔接痕，使塑件的强度显著削弱。为了避免或减少这种不良现象的产生，塑件各部分的壁厚相差不能太悬殊，一般相差平均壁厚的 20% 设计加强筋的作用： 1. 增加制品强度和 刚度 2. 有利于改善塑料冲模状态 3. 避免制品变形和翘曲 典型的加强筋尺寸：塑件壁厚为 A 时，加强筋的宽度为 A,高度为 3A，斜度为 4 加强筋之间的中心距应大于2 倍壁厚 10 / 23 设计加强筋应考虑几个问题： 1. 筋开设的方向：应力求与熔融塑料在模具型腔内的流动方向一致。这样可改进熔融塑料 的流动。若与料流方向垂直，则会使塑料流动受阻，不易充满型腔 2. 筋的高度不宜过高 3. 对于容器底部的加强筋的分布要求 支撑面： 整个底部作为支撑面时由于变形会使底部发生挠曲，产生不平，通过对于这类制品底部通常采用边框支撑或3 点或 4 点支撑的方法；如果底部有加强筋时，加强筋的高度应比边框低；对于吹塑容器底部壁厚是不均匀的，成型时收缩率不一样，因而也不能把底部设计成一平面，其中以圆形内凹的底部形状耐破裂能力最高 塑件结构无特殊要求时，塑件的各连接处必须设计半径不小于 1mm的圆角。对于内外表面的拐角处，内壁圆角半径 R 可取壁厚的一半，相应的外壁圆角半径 R1 可取倍的壁厚。 最后成型的转角或边缘必须设计适当的 圆弧。对圆柱形的模塑制品，边缘的圆弧半径应不小于容器直径的 1/10.对椭圆形制品，可以以最小的直径为准。对矩形制品转角圆弧的最小许用值较容易确定，根据此图，转角圆弧的半径是：Re tF/2 插入图片 -螺纹和容器类制品口部的设计 11 / 23 挤出吹塑的优点： 1. 适用多种塑料，型坯通过机头需要较低的压力并且在低压下吹胀， 容器的残余应力较小，耐拉伸、冲击、弯曲与环境等各种应变的性能较高，具有较好的使用性能 2. 生产效率比较高 3. 型坯温度比较均匀， 容器破裂减少 4. 5. 6. 7. 能生产小至几毫升、大至数万升容积的容器 能够生产单层或多层、单组分或多组分的各种结构形状的容器 设备造价低，投资较少，容器的生产成本较低 吹塑模具仅有阴模构成，可通过简单的调节机头口模间隙或挤出条件，就可改变容器的 壁厚 8. 可成型壁厚很小或形状复杂、不规则且为整体式容器等 挤出机：要求螺杆与机筒所组成的塑化挤出装置能够完成高效、塑化均匀和稳定挤出熔料的功能；要求有机头口模挤出的型坯温度 、压力、流率均匀一致；要求能耗低、生产量高 螺杆：挤出机最关键的机械部件，良好的螺杆结12 / 23 构能够提高均化能力，改善挤出成型的稳定性。是由螺纹工作区和与传动系统连接部分组成， 要求螺杆有足够的强度和刚度，耐磨性和耐腐蚀性；在高温下不变形。 螺杆通常由合金钢制造 螺杆结构形状有圆柱形、圆锥形等；螺纹有单头、双头、三头等。其中单头圆柱形螺杆应用较多；圆锥形螺杆多用于塑练造粒的双螺杆挤出机。螺杆结构分为加料段、压缩段和均化段。 螺杆工作部分的主要参数有长径比、压缩比、螺纹结构以及螺杆 头部结构等 螺杆长径比：螺杆有效长度与直径之比即为螺杆长径比 .螺杆长径比的大 小取决于原材料的性能，螺杆的长度大约 D 范围内，螺杆长径比增大， 螺杆长度有加长的趋势，其长度可达 30D以上。 螺杆压缩比：压缩程度主要取决于螺杆的压缩比。压缩比是螺杆加料段一个螺槽容积与均化段一个螺槽容积之比。作用是：通过容积收缩产生必要的压力，把塑料压得更为 现代吹塑技术源于上世纪三十年代，经过多年的发展，已发展 成为继注塑和挤出之外的第三大塑料加工方法，吹塑技术与注塑相比较，设备造价低，可成型复杂的中空制13 / 23 品，广泛应用于包装，软料业及玩具、汽业制造等行业。本文主要从以下四个方面为大家讲解吹塑技术的要点及特性。 一、吹塑技术概论 1. 注射拉伸吹塑 2. 挤出吹塑 3. 注射吹塑 二、吹塑件设计及吹塑材料 1. 吹塑件设计要点 2. 吹塑材料 三、吹塑模具设计 四、吹塑缺陷及排除方法 一、吹塑技术概论 1.注塑拉伸吹塑 目前，注塑拉伸吹塑技术应用比注吹更为广泛，这种吹塑方法实际也是注射吹塑，只不过增加了轴向拉伸，便吹塑更加容易及能耗降低。注拉吹可以加工制品的体积比注吹要大一些，吹制的容器体积在 20L，其工作过程如下： 先注塑型坯，原理同普通注塑； 再将型坯转至加热调温工序，使型坯变软； 转至拉 吹工位，合模。型芯内推杆沿轴向拉伸型坯，同时吹气使型坯贴紧模壁并冷却； 转至脱模工位取件。 14 / 23 注 拉 吹过程： 注塑型坯加热型坯合模拉伸并吹起冷却并取件 注拉吹机械结构示意图 2.挤出吹塑 挤出吹塑是吹塑成型中应用最多的一种吹塑料方法，其可以加工的范围很广，从小型制品到大型容器及汽车配件，航天化工制品等，加工过程如下： 先将胶料熔融，混炼，熔体进入机头成为管况型坯； 型坯达到预定长度后，吹塑模具闭合，将型坯夹在两半模具之间； 吹气，将空气吹入型坯内，将型坯吹胀，便之贴紧模具型腔成型； 冷却制品； 开 模，取走已冷硬的制品。 挤出吹塑加工过程： 熔料挤出型坯合模吹塑开模取件 挤出吹塑原理示意图 3.注射吹塑 注塑吹塑是综合了注射成型与吹塑特性的成型方法，目前主要应用于吹制精度要求较高的饮料瓶及药瓶及一些小型的结构零件等。 15 / 23 在注塑工位，先注塑出型胚，加工方法同普通注塑。 注塑模开模后，芯棒连同型坯移动到吹塑工位。 芯棒把型坯置于吹塑模之间，合模。接着，压缩空气通过芯棒中间吹入型坯内，吹胀使之 贴紧模壁，并使之冷却。 开模，芯棒转至脱模工位，将吹塑件取出之后，芯棒再转入注射工位循环。 1）注吹机的工作过程： 吹塑型坯注塑模开模转至吹膜工位合模吹塑及冷却旋转至脱模工位取件型坯 注射吹塑原理示意图 2）注塑吹塑优缺点： 优点：制品强度相对较高，精度高。容器上不形成接合缝，不需修整，吹塑件透明度及表面光洁度较好，其主要运用于硬质塑料的容器与广口容器。 缺点：机器的设备造价很高，能耗大，一般只成型容积比较小的容器 ，不能成型形状复杂的容器，难以成型椭圆形制品。 总结：无论是注射吹塑或注拉吹，挤拉吹塑，其都分为一次成型及两次成型法工艺，一次成型法自动化程度高，型坯的夹持及转位系统要求精度高，设备造价高。一般16 / 23 大多厂家都使用两次成型法，即通过注塑或挤出先成型型坯，再将型坯放入另一台机械吹出成品，生产效率较高。 二、吹塑产品设计 1.设计概论 吹塑制品广泛应用于各行业，尤其是饮料及药品包装业得到大量的应用，玩具业应用亦很广泛，如：吹制婴儿奶瓶，中空浮水件，圣诞节灯罩，玩具游 艇，儿童学行车配件及一些大型玩具，如滑梯轨道、基座等。 图 各种吹塑成型的瓶子 随着产品要求的不同，产品设计的重点亦不同，对玩具类产品吹塑制品更偏重对安全性及物理测试，而对容器类制品，则更注重及耐压、耐腐蚀及有良好的阻透性的要求。 1）棱角处做 R过渡 一般地，吹塑制品的拐角，棱角处都要做成 R 过渡，因为尖角处的吹胀比比较大容易造成壁厚不均匀，另外锐角处也容易产生压力开裂，制件的 R 过渡可使制品壁厚均匀。 2）增加抗压、拉、扭方面的结构设计 随 着制品要求不同，亦可增加一些抗压、拉、扭方面的结构设计： A.如要使制品增加纵向抗压力，可沿受力方向设计一些加强筋； B.如要改善制品的抗瘪陷性能，也可将表面设计成17 / 23 利于受力的弧状结构并辅以加强筋，瓶类制品肩部要斜一些，不能太平直； 一般瓶底做成内凹形状增加强度及放置稳定性。例如，我们通常见到的盛装食用油的瓶子，表面常常有一些凹凸的形状，除可增加瓶体强度外，也有利于贴商标等。 图 食用油瓶底做成内凹形状增加强度及放置稳定性 2.吹塑材料要求及介绍 吹塑技术之所以发展及应用如此广泛，与吹塑材料的发展是相辅相承的，吹塑材料已由最初的 LDPE、 PET、 PP及 PVC制品逐渐发展可以吹塑工程塑料、橡胶、以及一些复合材料。 1）各种吹塑料方面对胶料的特殊要求 A.挤出吹塑 挤出吹塑是在粘流态下进行的，所以为减少型坯垂伸，优化壁厚分布，通常用分子量较大的塑料。 B.注射吹塑 注塑吹塑是在高弹态下进行，为减少注塑型坯能耗，使用一些易于流动的塑料。 C. 注射拉伸吹塑 一般使 用非结晶塑料，因非结晶塑料分子间缠结力较小，更易于拉伸。虽然 PET也结晶，但其仍是最主要的拉伸18 / 23 吹塑材料，其结晶速度相当慢。总之，吹塑级塑胶绝大部分都具有中等至较高的分子量分布。 2）吹塑材料种类 A. 聚烯烃类 HDPE、 LLDPE、 LDPE、 PP、 EVA 一般用于吹塑工业用制品，容器及玩具配件，化学药品的贮存容器等。 B.热塑性聚脂 PETG、 PETP 主要用于吹制碳酸饮料包装瓶、酒瓶等已逐步取代 PVC而被广泛应用，缺点是其成本较高，主要用于注拉吹塑 。 C.工程塑料 ABS、 SAN、 PS、 PA、 POM、 PMMA、 PPO 等已被逐渐应用在汽车、医药、家电、化工等行业，尤其是 PC 及其共混塑胶，可吹制高档的容器及汽车用品。 D.热塑性弹性体 通常有 SBS、 SEBS、 TPU、 TPE 等吹塑做胶料，而热固性塑料及硫化橡胶及交联 PE是不能进行吹塑加工的。 图 塑料原料 总结： 注射吹塑常用材料 PE、 PET、 PVC、 PP、 PC 及 POM，主要用于成型精度要求较高，体积较小的 容器及结构件； 注射拉伸吹塑常用19 / 23 的材料 PETP、 PVC、 PP、 PAN，尤以 PETP最常用，而 PC、 PS、PA也可用于此工艺。 三、吹塑模具及主要辅件设计要点 课后总结 指导老师 :何亮 高分子 112 班 柏剑坚 -23 在何亮老师的指导下，通过对挤出塑料薄膜和中空挤出吹塑成型的学习，我学习到了很多知识，以前不懂得的很知识点现在都了解到了，还提高了团队协作能力和自主学习能力。 在这里先说下我们是如何上课的。首先是自己先预习一下接下来要 学习的内容，查一些资料了解一下学习内容。上第一次课时老师讲一下课本知识以及一些老师讲些课本上没有的相关知识，让我们更好的了解接下来要学习什么，要去干什么。布置作业让我们分组下来查资料上课来讲，老师在一旁指导和我们一起分析讨论。基础知识弄懂了之后，我们又到实训车间进行实际的操作。这样不仅还提高了团队协作能力，自主学习能力也有了很大提高，而且我们的实践动手和分析问题，解决问题的能力也有所进步。 在上着个课时，老师先将了本项目的一些课本知识，先了解理论的知识，这样在去实践的时候不会不知道该干什么不该干 什么。之后让我们到实训车间去认识生产线，我们20 / 23 要熟悉挤出吹塑薄膜生产线以及生产工艺流程。 同时老师让我们对吹塑薄膜机的机头进行了拆卸，这样我们就能更好的了解吹塑薄膜机的机头结构和机头的工作原理。 下面介绍一下一些学习内容： 挤出塑料薄膜： 挤出吹塑薄膜生产的工作原理如下： 当塑料加入挤出机料斗后，随着螺杆的旋转被螺纹强制推向机头，此时塑料一方面被外部热源加热，另一方面由于塑料本身在压缩、剪切和搅动过程中，与料筒、螺杆之间的外摩擦以及大分子之间的内摩 擦，也产生很大的热量。与此同时由于螺杆螺槽深度逐渐减小，加之滤网、多孔板和机头的阻力，是塑料压实，从而改善了它的热传导性。 这样在内、外热及压力的联合作用，是塑料温度逐渐上升直至熔融，粘度也逐步达到成型所要求的范围。当熔融塑料进入机头后，经环隙形口模成型为薄膜管坯，此时人工将管坯端部封闭并引至牵引辊，从芯膜孔道吹入压缩空气，是管坯横向膨胀，同时牵引辊连续纵向牵伸，使膜管达到所要求的厚度及折径。膜管经冷却风环冷却定型并由人字板压叠成双折薄膜，通过牵引辊以恒定的速度进入卷取装置，到一定量时可进行切割 即成为膜卷。 在挤出吹塑薄膜生产装置中，牵引辊又是压辊，它通过完全压紧已折叠的双21 / 23 层薄膜，使膜管内的空气不能越过牵引辊的缝隙处而使膜管内部保持恒定的空气量和压力，保证薄膜的尺寸不变，因此吹塑薄膜生产中，只是在生产初期鼓入压缩空气，待薄膜尺寸确定后，不需再使用压缩空气。 使用仪器、材料原料： 高压聚乙烯设备 :挤出机、平吹辅机、机头、托盘天平、温度计 5只、千分尺、卷