PET瓶坯专用注塑机的研制及应用技术研究

1、PET瓶坯专用注塑机的研制及应用技术研究（  1.宁波海太工程研究院    2.宁波海太塑料机械有限公司   摘 要   本文简介了PET注塑机的综合性能及应用技术。    一.PET瓶坯专用注塑机的研制    改革开放20多年以来，我国的塑料原料、塑料制品、塑料模具、塑料机械四大产业，都取得了迅猛的发展，已经形成了一条新兴的产业链，成为国民经济持续发展的朝阳产业。塑料原料具有高分子聚合物独有的聚集态和取向性，可通过共混和物理改性的方法，创造出五

2、颜十色的“塑料合金”，尤其纳米塑料的诞生，更显示了其强大的生命力，以塑代钢、以塑代木、以塑代石、已广泛地应用在各个领域。塑料机械是为塑料原料工业和塑料制品加工工业，提供技术装备的产业，在产业链中起到极其重要的作用。当前整个产业发展的趋势正朝着组合化、专用化、系列化、复合化、个性化、智能化方向快速发展，围绕节能、高效和满足专用材料及特殊用途的需要，广大科技工作者在技术创新中不断地开发出了许多新型和优良的专用设备。如：低压注射成型机、气体辅助成型机、注-压成型机、脉振注塑机、PET瓶坯专用机、PVC和BMC专用机等等。其他方面还有，多层挤出机、反应挤出机、电磁动态挤出机、双壁中空吹塑机、多坐标中空

3、成型机等等。   本文就PET瓶坯专用注塑机的研制及应用技术向同行作一简介，以此促进共同发展。   PET其化学名为：聚对苯二甲酸乙二醇酯，是目前塑料容器的主要用料。从工艺技术看塑料瓶类容器普遍采用了中空成型技术，本技术包括，“注 - 拉 - 吹”一步成型法和二步成型法。一步法是“注 - 拉 - 吹”三道工序在同一台制瓶机上完成，机器结构比较复杂、功能齐全，投资巨大，适合大批量连续生产。二步法是先由PET瓶坯专用机注射成型瓶坯，然后分散供给中空成型机完成二次加热 - 拉伸 - 吹制成型。二步法普遍适合中小批量生产，投资较小。   海太

4、塑料机械有限公司为适应市场需求，适时地成功研制了HT专用注塑机PET系列，包括：HTE160PET、HTL200PET、HTL250PET、HTL280PET、HTL320PET、HTL380APET。   PET塑料在熔点后稳定期比较短、熔点又比较高，制品要求透明度很高。技术上必须把握几个关键环节：   包括准确控制料温、控制塑化时剪切热的产生、高混炼的质量、热流道模具技术的应用、充分的排气和配装隔热板等措施。针对瓶坯多模腔成型的特点，PET专用机比普通机需要更高的锁模精度。由于吸取式机械手在开模后尚不具备自动搜索制品的能力，因此模具的位置重复定位精度

5、必须通过高水平的控制技术实现，以保证机械手高效率工作的可靠性。       我们研发的PET瓶坯专用机具有以下技术特点。    合模部件为斜排列五支点正后角或付后角曲肘式机构，经过整体优化处理综合性能达到最佳值。具有大增力和增速比，扩力、增速效果好，动力和运动特性佳，省力、节能。针对PET瓶坯多模腔成型的特点，设计了夹板、支架、过桥、模板连体结构，经有限元分析，重量轻、刚性强。采用了卸荷槽拉杆配弹性螺母经久耐用，拉杆镀硬铬耐磨耐腐蚀。可调式动模板滑脚采用锌基合金配钢带轨道，启闭模轻快。开合模速度、压力三段控制，可靠

6、的低速、低压护模功能，有效地保护模具的安全。异常情况时会自动报警。高精度的电子尺位置检测，控制移模和顶出行程及位置，移模定位±0.1mm 。确保机械手快捷准确的吸取多腔位制品。液压马达驱动齿轮调模装置，同步性好。能按设定的锁模压力进行自动调模，准确可靠。电脑控制的高压定量自动润滑系统，具有检测和报警功能。具有机械、电气、液压三重连锁安全保护。包含多项自主知识产权的专利技术。   注射部件配有A、B、C三种或A、B、C、D四种PET专用螺杆，经优化设计降低了乙醛含量。优良的混炼质量，确保瓶坯颜色更加均匀、成型更加稳定。双导柱支承、双缸平衡快速注射。大扭矩液压马达预塑

7、质量稳定，高精度电子尺位置检测，计量准确。多级注射速度和压力及两级保压压力设定，可从注射时间、位置、压力三种方式控制保压切换点，保证成型质量。多级预塑背压和预塑速度由电脑调控，螺杆预塑防流涎和自动清料。防止冷料启动功能，确保螺杆、料筒不受损害。   液压部件根据瓶坯产品特点、多项结构，配置经过优化改进，生产效率更高、工艺更加稳定。变频和伺服控制、定量泵或变量泵驱动，节能优势突出。集成式阀板响应快、精度高。预塑背压可调整式设定，操作方便。   电控部分采用进口专用电脑单色、彩色液晶显示。中/英文两种文字可转换。多重CPU控制，运行速度快捷。手动、半自动、全

8、自动三种工作模式。六段PID温度控制精确。高精度闭环控制压力、速度、位置，确保精密注射成型质量。运动状态自动检视和故障报警与诊断。   具有以下选配功能：1）   顶出双油路结构，根据模具结构可提高生产率。2）   移模双油路结构，根据模具结构和周边配套设备可大幅提高生产率。   二.PET瓶坯专用注塑机相关的应用技术  目前在客户中使用最多的是用增强级GF-PET打瓶坯。PET在熔融状态下的流动性较好，压力对粘度的影响比温度要大，因此，主要从压力着手来改变熔体的流动性。   

9、; 1.        塑料的处理由于PET大分子中含有脂基，具有一定的亲水性，粒料在高温下对水比较敏感，当水份含量超过极限时，使加工中PET分子量下降，制品带色、变脆。因此在加工前必须对物料进行干燥，其干燥温度为1500C ，4小时以上，一般为1700C ，34小时。可用空射法检验材料是否完全干燥。回收料的比例一般不要超过25% ，且要把回收料彻底干燥。    2. 注塑机的选择   PET由于在熔点后稳定的时间短，而熔点又较高，因此需选用的温控段较多、塑化时自摩擦产生热量

10、少的较高射胶压力及射速的注射装置，并且制品的实际重量（含水口料）不能小于机器注射量的2/3 。基于这些要求，海太工程研究院研发了HT专用注塑机PET系列。选择锁模力时，按63MPa模腔平均应力乘以模腔投影面积来确定。   3.        模具及浇口设计  热流道系统塑料模具已成功和广泛地用于多模腔模具小制件的成型，瓶坯模一般有20几个模腔，最多的达到96模腔成型。还有多浇口的复杂件和大制件，如：汽车仪表盘、外壳、保险杠成型模具等等。因此PET瓶坯模具不主张采用内部加热的无流道模具系统，因为这

11、些系统存在着固有的无流动区和较高的压力降。这会导致熔料长时间的滞留、材料降解、过量的压力或出现不完全充填缺陷，不能获得高质量和高效率的追求。热流道系统塑料模具可实现多个位置浇注，有效缩短多模腔瓶坯模具和长制件模具的流道长度。消除了注道和流道所需要的等待，减少循环时间保证高效率。在热流道系统模具中没有明显的温度和压力损失，塑制品残余应力很小。  为了保证热流道系统模具的高质量和高效率，我们应该注重以下几个方面：1）   流道应通过外部加热，并且防止过热点和热不均匀状态，即加热器以对称均匀分布在流道四周。2）   注道顶端应设冷料穴，防止冷料进入流

12、道至模腔。流道通径一般不小于13mm ，注射量大的或较长的流道需较大的通径。3）   各流道连接应圆滑，不能存在熔料挂模和降解的死角，转角的地方应有凸型端塞。4）   采用PID温度控制，以保持熔料和模具温度的准确稳定。5）   射嘴应该短且直，超过150mm的长射嘴应设两个温度控制区，每个射嘴应有独立封闭的控制器。6）   模具与注塑机模板之间应有隔热板，其厚度为12mm左右，隔热板一定要能承受高压。7）   模具排气必须充足，正确的排气有助于防止局部过热或碎裂以及在树脂流的尾端造成烧焦痕。排

13、气不足会减慢充填速率，有可能导致模具充填不充分，因此设置排气槽是非常必要的。排气槽沿着分模线每相隔25-50mm开一个，排气槽的宽度一般不小于6mm ，其深度一般不超过0.03mm ，否则容易产生飞边。浇口设计对成型质量和高效率也十分关键，PET瓶坯模具属于多模腔成型，因此需要位置足够多的浇口和合理布局，这样可以减少压力损失使熔料流动前缘交汇点的早期冷却最小化，从而获得较好的熔合线强度。浇口的位置应让熔料从厚壁部位流向薄壁部位，使熔合线最小化，浇口的位置还要远离冲击和应力区。另外选择合适的浇口尺寸和浇口过渡段的长短保持尽可能的短，以保证熔料的充填有一个合理的压力和速度。为避免夹气来至浇口的熔料

14、流，应将夹气导向排气槽。采用撞流浇口设计将防止流入的熔料直接打到模腔壁或型芯上，从而避免出现漩纹缺陷。为使漩纹、放射斑和浇口白晕缺陷不产生，浇口应与流道有一个合适的角度（见附图）    4. 工艺要点  1）   熔胶温度可用空射法度量。2702950C不等，增强级GF-PET可设为2903150C等。  2）   注射速度一般注射速度要快，可防止注射时过早凝固。但过快，剪切率高使物料易碎。射料通常在4秒内完成。  3）   背压越低越好，以免磨损。一般不超过1MPa 。  4）   滞留