塑料成型工艺学第七章中空成型ppt课件

1、第七章 中空成型7.1 概述概述7.2 中空吹塑配备中空吹塑配备7.3 挤出吹塑工艺过程及控制要素挤出吹塑工艺过程及控制要素7.4 注射吹塑注射吹塑7.5 拉伸吹塑拉伸吹塑7.6 多层吹塑多层吹塑7.7 大型中空吹塑大型中空吹塑中空吹塑产品7.1 概述概述成型过程：成型过程： 中空吹塑是将挤出或注射成型所得的管坯置于模中空吹塑是将挤出或注射成型所得的管坯置于模具中，在管坯中通入紧缩空气将其吹胀，使之紧贴于具中，在管坯中通入紧缩空气将其吹胀，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。模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成型方法。它主要自创历史悠久的玻璃容器的吹制工艺。它主要自创历史

2、悠久的玻璃容器的吹制工艺。分类：分类：根据管坯成型方法不同分类：挤出吹塑：消费方法简单，产量高，精度低，运用较多注射吹塑：精度高，质量好，价高，适于大批量消费根据成型工艺不同分类：普通吹塑拉伸吹塑：产品经拉伸，强度高，气密性好挤出拉伸吹塑(简称挤拉吹) 注射拉伸吹塑(简称注拉吹)根据管坯层数不同分类：单层吹塑多层吹塑：综合性能好，消费复杂，适于包装要求高的产品包装。运用：运用： 吹塑成型方法可消费瓶、壶、桶等各种包装容器，包括办公用品、吹塑成型方法可消费瓶、壶、桶等各种包装容器，包括办公用品、文化文娱用品、汽车工业用零件、日常用品和儿童玩具等。文化文娱用品、汽车工业用零件、日常用品和儿童玩具等

3、。 用于中空吹塑的塑料种类有聚乙烯、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。 其中高密度聚乙烯的耗费量占首位。它广泛运用于食品、化工和处置液体的包装。高分子量聚乙烯适用于制造大型燃料罐和桶等。 聚氯乙烯由于有较好的透明度和气密性，所以在化装品和洗涤剂的包装方面得到普遍运用。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开展，聚氯乙烯容器在食品包装方面的用量迅速添加，并且曾经开场用于啤酒和其它含有二氧化碳气体饮料的包装。 线形聚酯资料是近几年进入中空吹塑领域的新型资料。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管性较好，废

4、弃物熄灭处置时不污染环境等方面的优点，所以在包装瓶方面开展很快，尤其在耐压塑料食品容器方面的运用最为广泛。 聚丙烯由于其气密性、耐冲击强度差早期运用不广，因树脂的改性和加工技术的提高，如双轴拉伸吹塑工艺出现后，运用量也逐年添加。中空吹塑所运用的资料：中空吹塑所运用的资料：产品特点举例7.2 7.2 中空吹塑设备中空吹塑设备 型坯挤出有延续和间歇断两种，前者是延续挤出预定长度的型坯，被挪动的模具接纳，并在机头处切断，送至吹塑工位，后者是指挤出预定长度的型坯后，挤出机停顿转动和出料，待型坯吹胀定型后再启动挤出机开场下一个操作。 吹塑挤出机：吹塑挤出机：具有延续调速的驱动安装，保证在稳定的速率下挤出

5、型坯适宜的螺杆长径比，保证物料塑化良好、温度均匀保证型坯能在较低温度下挤出，以防止重力下垂所导致的壁厚不均匀 机头包括多孔板、滤网衔接纳与型芯组件等，对机头的要求是：流道呈流线型，外表具有较高的光洁度，无阻滞部位，以防止流动不畅而产生分解老化。 吹塑机头普通分为如下几种： 转角机头 直通式机头 带储料缸式机头(主要消费大型吹塑制品)机头和口模：机头和口模： 型坯进入模具型腔后，吹胀安装将管状型坯吹胀成型腔所具有的准确外形，进而冷却、定型、脱模并取出制品，吹胀系统包括吹气机构、模具及其冷却系统、排气系统等部分。 吹气机构 针吹法 优点：适于不切断型坯延续消费的小型吹塑成型制品 缺陷：制品需求修饰

6、加工 顶吹法 优点：直接利用型芯作为吹气芯轴经芯轴进入型坯，简化了吹气机构 缺陷：制品需求修饰加工，不能确定内径和长度，气体从机头经过影响机头温度控制 底吹法 优点：制备大型容器、开口多或具有异形的容器 缺陷：吹气位置在温度较低的底部，容易导致吹胀不充分吹胀安装吹胀安装模具的材质 铝、铜 主要利用其良好的导热性能以及易机械加工性如雕刻花纹 钢 用来吹塑硬度较大的塑料，外表抛光镀铬模具的冷却系统 其要求和注射模塑类似 模具的排气系统 其要求和注射模塑类似，但其排气孔尺寸普通较大吹塑模具吹塑模具7.2 挤出吹塑工艺挤出吹塑工艺 由挤出安装挤出半熔融状管坯； 当型坯到达一定长度时，模具移到机头下方闭

7、合，抱住管坯，切刀将管坯割断； 型坯头部成型定径； 模具移到吹塑工位，吹气杆进入模具吹气，使型坯紧贴模具内壁而冷却定型； 翻开模具，取出制品。 原料的选择 首先要求原料的加工性能必需符合吹塑工艺的要求；其次原料的性能满足制品的运用要求，尤其是气密性和耐冲击性。 如：高密度聚乙烯取0.94-0.96克10min熔体指数范围。低熔体指数树脂吹塑时有利于防止型坯下垂，容易得到壁厚均匀的管坯。但是螺杆转速增高时，低熔体指数的树脂外观粗糙。因此对于上述熔体指数范围的选用，大中型吹塑制品以防止型坯下垂为主，宜偏低一些，分子量大的；小型吹塑制品选偏高一些，分子量小的。 温度的控制 在挤出管坯过程中温度控制的

8、准确度对于管坯质量影响很大。例如温度过低型坯外表粗糙，温度高外表光泽好，但下垂严重。在挤出聚氯乙烯等容易热降解的树脂时，还要留意控制温度使其不超越降解温度。 管坯制造过程中的影响要素管坯制造过程中的影响要素 螺杆转速对挤出管坯的影响螺杆转速对挤出管坯的影响 螺杆转速是影响管坯质量的一个重要螺杆转速是影响管坯质量的一个重要要素。高的挤出速度可以提高产量，减少要素。高的挤出速度可以提高产量，减少型坯下垂，但是型坯外表质量下降。尤其型坯下垂，但是型坯外表质量下降。尤其是剪切速率增大呵斥某些塑料，如高密度是剪切速率增大呵斥某些塑料，如高密度聚乙烯，能够出现熔体破裂景象。而且转聚乙烯，能够出现熔体破裂景

9、象。而且转速提高时大量摩擦热的产生使聚氯乙烯等速提高时大量摩擦热的产生使聚氯乙烯等塑料有瞬间降解的危险。所以一股吹塑机塑料有瞬间降解的危险。所以一股吹塑机都选用大一点的挤出安装，使螺杆转速在都选用大一点的挤出安装，使螺杆转速在70转分以下。转分以下。 口模对挤出管坯的影响口模对挤出管坯的影响 口模是决议型坯尺寸及外形的重要安口模是决议型坯尺寸及外形的重要安装，所以要求内外表光洁度应到达装，所以要求内外表光洁度应到达10且尺且尺寸必需按设计要求加工。口模定型段尺寸寸必需按设计要求加工。口模定型段尺寸普通可选用普通可选用8倍口模芯棒之间隙数值。倍口模芯棒之间隙数值。 吹气压力吹气压力 吹塑中，紧缩

10、空气有两个作用，一是使管坯吹塑中，紧缩空气有两个作用，一是使管坯胀大而紧贴模腔壁，构成需求的外形；二是起冷胀大而紧贴模腔壁，构成需求的外形；二是起冷却作用。却作用。 根据塑料种类和型坯温度的不同，空气压力根据塑料种类和型坯温度的不同，空气压力也不一样，普通控制在也不一样，普通控制在0.2-0.7兆帕之间，最适宜兆帕之间，最适宜的是能使制品在成型后外形、花纹等流露明晰的的是能使制品在成型后外形、花纹等流露明晰的压力。压力。 对于粘度较低、容易变形的取较低值对于粘度较低、容易变形的取较低值 对于粘度和模量较高的塑料取较高值对于粘度和模量较高的塑料取较高值 大容积和薄壁制品宜用较高压力大容积和薄壁制

11、品宜用较高压力 小容积和厚壁制品那么运用较低压力小容积和厚壁制品那么运用较低压力 充气速度 为了缩短吹气时间，以利于制品获得较均匀的厚度和较好的外表，充气速度(单位时间内流过的空气体积)要尽能够大一些但也不宜过大，否那么会给制品带来不良影响，一是会在空气进口处呵斥真空，使这部分的型坯内陷，而当型坯完全吹胀时， 内陷部分会构成横隔膜片；其次是口模部分的型坯有能够被极快的气流拉断，呵斥废品为此需求加大吹管口径或适当降低充气速度。吹胀比吹胀比 通常把制品的尺寸与型坯尺通常把制品的尺寸与型坯尺寸之比称为吹胀比。当型坯的尺寸寸之比称为吹胀比。当型坯的尺寸和分量一定时，制品的尺寸越大，和分量一定时，制品的

12、尺寸越大，型坯的吹胀比也越大。根据塑料的型坯的吹胀比也越大。根据塑料的种类、性质、制品的外形和尺寸以种类、性质、制品的外形和尺寸以及型坯的尺寸等来决议吹胀比的大及型坯的尺寸等来决议吹胀比的大小。通常把吹胀比控制在小。通常把吹胀比控制在2、4倍。倍。 成型周期成型周期 吹塑的周期包括挤出型坯、截取型吹塑的周期包括挤出型坯、截取型坯合模、吹气、冷却、放气、开横、取坯合模、吹气、冷却、放气、开横、取出制品出制品(其后的修整，配套，包装另计其后的修整，配套，包装另计)等过等过程。程。模温暖冷却时间模温暖冷却时间 为保证制质量量，模具的温度应分布为保证制质量量，模具的温度应分布均匀，模温普通坚持在均匀，

13、模温普通坚持在20-50。模温过低，。模温过低，会使夹口处塑料的延伸性降低，不易吹胀，会使夹口处塑料的延伸性降低，不易吹胀，并使制品在此部分加厚，同时使成型困难，并使制品在此部分加厚，同时使成型困难，制品的轮廓和花纹等也不明晰。模温过高，制品的轮廓和花纹等也不明晰。模温过高，冷却时间延伸，消费周期加长。制品脱模冷却时间延伸，消费周期加长。制品脱模变形，收缩增大。模温的高低取决于塑料变形，收缩增大。模温的高低取决于塑料的种类，当塑料的玻璃化温度较高时，可的种类，当塑料的玻璃化温度较高时，可以采用较高的模温；反之，那么尽能够降以采用较高的模温；反之，那么尽能够降低模温。低模温。 通常随着制品壁厚的

14、添加，冷却时间通常随着制品壁厚的添加，冷却时间延伸。有时除对模具进展冷却外，还可对延伸。有时除对模具进展冷却外，还可对成型制品进展内部冷却，即向制品内部通成型制品进展内部冷却，即向制品内部通入各种冷却介质入各种冷却介质(如液氮、二氧化碳等如液氮、二氧化碳等)进展进展直接冷却。直接冷却。 7.3 注射吹塑工艺注射吹塑工艺 工艺过程 注射吹塑普通是两步成型法,即注射型坯和吹塑(见图7-14)工艺特点 适宜消费批量大精细容器,广口容器 制品的壁厚均匀一致,不需求后期加工修饰; 制品无熔接线,废料少; 必需运用两副模具,本钱加大; 不适于制造大容量和带把手的制品; 芯棒和模具设计要求 芯棒主要有注射成

15、型型坯时充任阳模,把型坯运送至吹塑模具中去,并充任高压气体和控温介质的通道的功能。 所以要求芯棒具有较高的外表精度,硬度高, 刚度大,韧性好,耐腐蚀。 吹塑模具是容器成型的关键安装，直接呈现制品的外形。模体资料普通选用耐腐蚀的碳素工具钢和普通合金刚制造。管坯温度与吹塑温度 注射型坯时，管坯温度是关键，温度太高，熔料粘度低易变形，使管坯在转移中出现厚度不均，影响吹塑制质量量; 温度太低，制品内常带有较多的内应力，运用中易发生变形及应力破裂。 为能按要求选择模温，常配置模具油温调理器，由精度较高的数字温控仪控制。 注射吹塑的树脂注射吹塑的树脂 适宜注射吹模的树脂应具有较高的分子适宜注射吹模的树脂应

16、具有较高的分子量和熔融粘度，而且熔体粘度受剪切速率量和熔融粘度，而且熔体粘度受剪切速率及加工温度的影响较小，制品具有较好的及加工温度的影响较小，制品具有较好的冲击韧性，有适宜的熔体延伸性能，以保冲击韧性，有适宜的熔体延伸性能，以保证制品一切棱角都能均匀地呈现吹塑模腔证制品一切棱角都能均匀地呈现吹塑模腔的轮廓，不会出现壁厚明显偏薄薄厚不均。的轮廓，不会出现壁厚明显偏薄薄厚不均。7.4 拉伸吹塑拉伸吹塑 拉伸吹塑是经双轴拉伸的一种吹塑成型方法。其料坯普统统过挤出或注射的方法来制得，将料坯处置至适宜拉伸的温度，经内部芯棒或外部拉伸夹具机械力进展纵向拉伸，同时或延迟一段时间后进展紧缩空气吹胀而实现横向

17、拉伸。 拉伸的目的是实现物理性能的改善。 对于非晶资料，拉伸应在其热弹性范围内进展； 对于热塑性结晶资料，拉伸应在低于结晶熔点较 窄的范围内进展，同时还要思索到晶体成核和生长速率，有的甚至要参与成核剂来强化其成核速率； 为保证分子链的拉伸定向在吹胀前不会松弛，要坚持一定的拉伸速率。 拉伸吹塑有热型坯法和冷型坯法，又称一步法和两步法。前者具有消费过程延续进展，自动化程度高，节省能量的优点，后者具有比较容易到达高产量的优点。拉伸吹塑工艺包括如下几种：注射型坯定向拉伸吹塑、挤出型坯定向拉伸吹塑、多层定向拉伸吹塑等。 注射型坯定向拉伸吹塑 注射有底的型坯，延续地保送至加热炉使其加热到拉伸温度，然后纳入

18、吹塑模中经芯棒轴向拉伸后再由紧缩气体吹胀成型；其成型表示图如下： 1一注射型坯，2一型坯加热，3一拉伸，4一吹塑；5一脱模挤出型坯定向拉伸吹塑 一种方法是将塑料挤成管材，并切成一定的长度做为冷坯，然后保送至加热安装加热至拉伸温度后,使型坯的一段构成瓶颈，在轴向拉伸100200后再吹胀；另外一种方法是把加热后的型坯一边在拉伸安装中轴向拉伸，一边送往吹塑模具中，然后吹胀成型。 拉伸吹塑用的树脂及其成型特点拉伸吹塑用的树脂及其成型特点 适宜拉伸吹模的树脂很多，经过双轴拉伸可适宜拉伸吹模的树脂很多，经过双轴拉伸可显著提高拉伸强度，冲击韧性，刚性，透明度和显著提高拉伸强度，冲击韧性，刚性，透明度和光泽，提高对气体氧气，二氧化碳和水蒸气光泽，提高对气体氧气，二氧化碳和水蒸气的阻隔性。常用的塑料有聚丙烯晴的阻隔性。常用的塑料有聚丙烯晴PAN，聚，聚对苯二甲酸乙二醇酯对苯二甲酸乙二醇酯PET，聚氯乙烯，聚氯乙烯PVC，聚丙烯，聚丙烯PP。其中。其中PET的用量最大，的用量最大，PAN的用量最小。的用量最小。 以以PET为例，由于它为结晶性聚合物，必需为例，由于它为结晶性聚合物，必需快速冷却经过其最大结晶温度区快速冷却经过其最大结晶温度区140180，以获