中空吹塑塑料成型模具设计详述

塑料工艺第七章中空成型塑料工艺内容简介中空吹塑是将挤出或注射成型所得的管坯置于模具中，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成型方法。这种成型方法可生产瓶、壶、桶等各种包装容器，日常用品和儿童玩具等。本章重点：7.3挤出吹塑工艺塑料工艺7.1概述Introduction中空吹塑（又称为吹塑模塑）是生产中空塑料制品最重要的成型技术。用这种成型技术，不仅可以生产数毫升的小容积瓶，也可以生产数千升的大容积桶和贮罐，还可以制造出浮球、汽车油箱和塑料小船。广为人知的吹塑对象有瓶、桶、罐、箱以及所有包装食品、饮料、化妆品、药品和日用品的容器。大的吹塑容器通常用于化工产品、润滑剂和散装材料的包装上。其他的吹塑制品还有球、波纹管和玩具。对于汽车制造业，燃料箱、轿车减震器、座椅靠背、中心托架以及扶手和头枕覆盖层均是吹塑的。对于机械和家具制造业，吹塑零件有外壳、门框架、制架、推杆或有一个开放面的箱盒。塑料工艺7.1概述Introductin一、吹塑成型的历史ThefirstblowmoldingpatentintheUnitedStateswasawardedtoSamlT.Armstrongin1851.Althoughtheideaofblowmoldingwaspatentedin1851,blowmoldingwasnotmanufacturedforproductiontill1958.ThatwaswhenJohnH.Breckintroducedshampooinahigh-densitypolyethylenebottle,andaEuropeansupplieroffoodsusedrigidpolyvinylchloride(PVC)asaliquidcontainer.Thefirstplasticcontainersweremoreexpensivethanglasscontainers,butthepriceofhigh-densitypolyethylenequickfellin1959to$0.38perpound.Thegrowthofblowmoldingcanbecontributedtomanyfactors,butthedevelopmentofhigh-densitypolyethylenewasthemajorreasonblowmoldinghadanexplosivegrowthinthelate1950'sandearly1960's.塑料工艺7.1概述Introductin二、吹塑成型的基本概念吹塑技术成型塑料中空制品的基本过程是：借助气体的压力，使闭合在模腔内尚处于半熔融状的型坯膨胀直至紧贴模腔壁，取得模腔形状的吹胀物，经冷却定形后即可启模脱出制品。吹塑制品生产包括塑料型坯制造和型坯吹胀与制品冷却三个阶段构成。这种成型方法可生产口径不同、容量不同的瓶、壶、桶等各种包装容器，日常用品和儿童玩具等。塑料工艺7.1概述summarize三、吹塑的原料及用途几乎所有热塑性塑料均可用于中空吹塑，用于中空吹塑的塑料品种有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、线形聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纤维素和聚缩醛树脂等。大量的中空吹塑容器，目前主要用作各种液体货物的包装为此吹塑用塑料应具有良好的阻透性、耐挤压性和耐环境应力开裂性。此外，有些包装特殊液体货物的吹塑容器，还要求其所用塑料具有耐化学药品性、抗静电性和较高的爆破强度。耐环境应力开裂:作为容器，当与表面活性剂接触时具有防止龟裂的能力。气密性(阻透性):指阻止氧气、二氧化碳、氮气及水气等向外扩散的特性。耐冲击性:为保护容器内装物品，制品应具有从一米高度落下不破不裂的耐冲击性。此外，还有耐药性、抗静电性、韧性和耐挤压性塑料工艺目前生产中用量最大的塑料品种是PE,PP,PVC和PET。其中高密度聚乙烯的消耗量占首位。它广泛应用于食品、化工和处理液体的包装。高分子量聚乙烯适用于制造大型燃料罐和桶等。•聚氯乙烯PVC因为有较好的透明度和气密性，所以在化妆品和洗涤剂的包装方面得到普遍应用。随着无毒聚氯乙烯树脂和助剂的开发，以及拉伸吹塑技术的发展，聚氯乙烯容器在食品包装方面的用量迅速增加，并且已经开始用于啤酒和其它含有二氧化碳气体饮料的包装。•线形聚酯PET材料是近几年进入中空吹塑领域的新型材料。由于其制品具有光泽的外观、优良的透明性、较高的力学强度和容器内物品保存性较好，废弃物焚烧处理时不污染环境等方面的优点，所以在包装瓶方面发展很快，尤其在耐压塑料食品容器方面的使用最为广泛。•聚丙烯PP因其树脂的改性和加工技术的进步，使用量也逐年增加。塑料工艺四、产品特点举例聚碳酸酯瓶可用于高温下罐装的商品（如果汁）的包装，但如将聚碳酸酯瓶用于盛装需要有良好阻隔性的碳酸饮料（需防止饮料中的二氧化碳逃逸）或者食用油（要防止氧气进入瓶中，以免食用油氧化），则就不能很好地保护商品，得不到理想的包装效果.聚酯拉伸瓶包装碳酸饮料，可有效地防止饮料中的二氧化碳逃逸，用于食用油的包装，可延缓食用油的氧化变质，延长保质期（聚酯拉伸瓶阻隔性好，可有效地防止空气中的氧通过器壁进入瓶中），但将其用于包装高温装填的果汁之类的商品，在高温装填时，聚酯拉伸瓶会发生严重的变质而失去使用价值.塑料工艺四、产品特点举例聚乙烯瓶可以盛装酸碱类的物质而不宜盛装苯、甲苯之类的有机溶剂（聚乙烯瓶溶胀强度明显下降或者有机溶剂通过器壁逃逸）；尼龙容器不宜盛装酸碱类的物质，但用于盛装苯、二甲苯类的有机溶剂是相当合适；多层复合容器如PE/PA/PE和PE单层容器，在外观上差不多完全相同，即使是塑料制品行家里手，亦很难就外观上的不同将它们分开，但两种容器的性能上差异非常大，特别是对氧气、二氧化碳、氮气以及有机溶剂的阻隔性能方面。塑料工艺中空吹塑产品塑料工艺中空吹塑产品塑料工艺中空吹塑产品塑料工艺中空吹塑产品塑料工艺中空吹塑产品塑料工艺中空吹塑产品塑料工艺四、中空吹塑分类及特点1.根据管坯成型方法不同分类：(1)挤出吹塑Extrusionblowmoulding(EBM)：生产方法简单，产量高，精度低，应用较多系用挤出法先将塑料制成管状型坯，接着再将型坯移到吹塑模中吹制成中空制品。InExtrusionBlowMoulding(EBM),plasticismeltedandextrudedintoahollowtube(aparison).Thisparisonisthencapturedbyclosingitintoacooledmetalmould.Airisthenblownintotheparison,inflatingitintotheshapeofthehollowbottle,containerorpart.Aftertheplastichascooledsufficiently,themouldisopenedandthepartisejected.塑料工艺四、中空吹塑分类及特点(2)注射吹塑InjectionBlowMoulding(IBM)：精度高，质量好，价高，适于批量大产品。系用注射法先将塑料制成有底型坯，接着再将型坯移到吹塑模中吹制成中空制品。TheprocessofInjectionBlowMoulding(IBM)isusedfortheproductionofhollowglassandplasticobjectsinlargequantities.IntheIBMprocess,thepolymerisinjectionmoldedontoacorepin;thenthecorepinisrotatedtoablowmoldingstationtobeinflatedandcooled.Thisistheleast-usedofthethreeblowmouldingprocesses,andistypicallyusedtomakesmallmedicalandsingleservebottles.Theprocessisdividedintothreesteps:injection,blowingandejection.塑料工艺2.根据成型工艺不同分类：挤出吹塑注射吹塑拉伸吹塑：产品经拉伸，强度高，气密性好。拉伸吹塑成型是双轴定向拉伸的一种吹塑成型，其方法是先将型还进行纵向拉伸，然后用压缩空气进行吹胀达到横向拉伸。IntheStretchBlowMolding(SBM)process,theplasticisfirstmoldedintoapreformusingtheInjectionMoldedProcess.Thesepreformsareproducedwiththenecksofthebottles,includingthreads(thefinish)ononeend.Thesepreformsarepackaged,andfedlater(aftercooling)intoanEBMblowmoldingmachine.IntheSBMprocess,thepreformsareheated(typicallyusinginfraredheaters)abovetheirglasstransitiontemperature,thenblownusinghighpressureairintobottlesusingmetalblowmolds.Usuallythepreformisstretchedwithacorerodaspartoftheprocess.Thestretchingofsomepolymers,suchasPET(Polyethyleneterephthalate)resultsinstrainhardeningoftheresin,allowingthebottlestoresistdeformingunderthepressuresformedbycarbonatedbeverages,whichtypicallyapproach60psi.四、中空吹塑分类及特点塑料工艺四、中空吹塑分类及特点拉伸吹塑成型可使制品的透明性、冲击强度、表面硬度和刚性有很大的提高，适用于聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETP)的吹塑成型。拉伸吹塑成型包括：挤出型坯定向拉伸吹塑(简称挤—拉—吹)注射型坯定向拉伸吹塑(简称注—拉—吹)多层定向拉伸吹塑压缩成型定向拉伸吹塑等。拉伸吹塑不能独立成为一种加工方法，必须与注射吹塑或挤出吹塑结合起来形成注射拉伸吹塑或挤出拉伸吹塑。塑料工艺四、中空吹塑分类及特点3.根据管坯层数不同分类：单层吹塑多层吹塑：综合性能好，生产复杂，适于包装要求高的产品包装。四、中空吹塑的工艺过程与原理尽管在形式上有差异，但吹塑过程的基本步骤是相同的，即:尽管在形式上有差异，但吹塑过程的基本步骤是相同的，即：熔化材料→将熔融材料制成管状物或型坯→将型坯置于吹塑模具中熔封→利用压缩空气将模具内型坯吹胀→冷却→取出制品→修整塑料工艺挤出吹塑原理塑料工艺7.2挤出吹塑设备塑料工艺7.2挤出吹塑设备塑料工艺7.2.1型坯成型装置1.挤出机挤出机应具有可连续调速的驱动装置，在稳定的速度下挤出型坯。挤出机螺杆的长径比应适宜。长径比太小，物料塑化能力差，型坯温度不均匀；长径比大些，分段向物料进行热和能的传递较充分，料温波动小，型坯温度均匀，可提高产品的精度及均匀性，并适于热敏性塑料的生产。型坯在较低的温度下挤出，由于熔体粘度较高，可减少型坯下垂保证型坯厚度均匀，有利于缩短生产周期，提高生产效率。塑料工艺7.2.1型坯成型装置2.机头与口模机头包括多孔板、滤网连接管与型芯组件等。对机头的设计要求是：流道应呈流线型，流道内表面要有较高的光洁程度，没有阻滞部位。吹塑机头一般分为：转角机头、直通式机头和带贮料缸式机头三种类型。直通式机头与挤出机成一字形配置，从而避免塑料熔体流动方向的改变，可防止塑料熔体过热而分解。直通式机头的结构能适