第四章 中空吹塑

1、第八节第八节 中空吹塑成型容器中空吹塑成型容器 学习要点：学习要点：v 中空吹塑成型的定义、分类及工艺特点和吹塑用材料；中空吹塑成型的定义、分类及工艺特点和吹塑用材料；v 中空吹塑成型主要设备；中空吹塑成型主要设备； v 中空吹塑成型容器结构设计。中空吹塑成型容器结构设计。 学习重点：学习重点：v中空吹塑成型容器结构设计。中空吹塑成型容器结构设计。 学习难点：学习难点：v 中空吹塑成型的分类及特点；中空吹塑成型的分类及特点；v 中空吹塑成型主要设备；中空吹塑成型主要设备；v 中空吹塑成型容器结构设计。中空吹塑成型容器结构设计。( (强度与刚度强度与刚度) )概述概述概概 念念 将挤出或注射成形

2、所得的半熔融态管坯（或型坯）将挤出或注射成形所得的半熔融态管坯（或型坯）置于模具中，然后闭合模具，在管坯中通入压缩空气将置于模具中，然后闭合模具，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到一定其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到一定形态中空制品的一种加工方法。形态中空制品的一种加工方法。二二 中空吹塑成型的分类及工艺特点中空吹塑成型的分类及工艺特点根据型坯的制备不同，可分为两大类：根据型坯的制备不同，可分为两大类： 挤出吹塑：挤出挤出吹塑：挤出拉伸拉伸吹塑吹塑 多层吹塑多层吹塑 注射吹塑：注射注射吹塑：注射拉伸拉伸吹塑吹塑1 1）挤出吹塑）挤出吹塑A A定义定义

3、 将热塑性塑料的粒料（或粉料），在经过挤出机将热塑性塑料的粒料（或粉料），在经过挤出机塑化后，通过特定的模头，制备成热熔融状的管状型塑化后，通过特定的模头，制备成热熔融状的管状型坯，然后进行吹塑。坯，然后进行吹塑。 B挤出吹塑的特点挤出吹塑的特点 生产效率高，型坯温度均匀，熔接缝少，对中空生产效率高，型坯温度均匀，熔接缝少，对中空容器的形态，大小和壁厚的允许范围较大，适应性广，容器的形态，大小和壁厚的允许范围较大，适应性广，吹塑制品强度较高，设备简单，投资少。但制品精度吹塑制品强度较高，设备简单，投资少。但制品精度不高。不高。2 2）注射吹塑）注射吹塑A A定义（过程）定义（过程） 利用对开式

4、模具将型坯注射到芯棒上，待型坯经适利用对开式模具将型坯注射到芯棒上，待型坯经适当冷却后（使型坯表层固化，移动芯棒时不致使型坯形当冷却后（使型坯表层固化，移动芯棒时不致使型坯形状破坏或垂延变形），将芯棒与型坯一起送到吹塑模具状破坏或垂延变形），将芯棒与型坯一起送到吹塑模具中，使吹塑模具闭合，通过芯棒导入压缩空气，使型坯中，使吹塑模具闭合，通过芯棒导入压缩空气，使型坯吹胀而形成所需要的制品，冷却定型后取出产品。吹胀而形成所需要的制品，冷却定型后取出产品。 制品无拼缝线，不需后修整，螺纹或瓶口尺寸精度高，制品无拼缝线，不需后修整，螺纹或瓶口尺寸精度高，不必精加工，产量可以极大，辅助设备少，产品的底部

5、强不必精加工，产量可以极大，辅助设备少，产品的底部强度高，材料损耗少，壁厚均匀，生产效率高。度高，材料损耗少，壁厚均匀，生产效率高。 但设备投资大，加工生产周期较长，且对操作人员要但设备投资大，加工生产周期较长，且对操作人员要求高，形状不能太复杂，容器尺寸受限制（容器的高度不求高，形状不能太复杂，容器尺寸受限制（容器的高度不能过高）。适于生产小型精密容器。能过高）。适于生产小型精密容器。B特点特点 3 3）拉伸吹塑）拉伸吹塑A A定义定义( (过程过程) ) 在特定的温度范围内，使型坯强迫延伸成型，在成型在特定的温度范围内，使型坯强迫延伸成型，在成型的同时，制品的壁中产生大分子的定向排列并固定

6、下来，的同时，制品的壁中产生大分子的定向排列并固定下来，从而大幅度提高塑料容器的性能。从而大幅度提高塑料容器的性能。 将加热在熔点以下的适当温度的有底型坯置于模具内，将加热在熔点以下的适当温度的有底型坯置于模具内，光用拉伸杆进行轴向拉伸后再马上进行吹塑的成型方法。光用拉伸杆进行轴向拉伸后再马上进行吹塑的成型方法。注射注射拉伸拉伸吹塑示意图吹塑示意图（a)a)型胚成型；型胚成型；(b)(b)型胚加热；型胚加热；(c)(c)型胚拉伸；型胚拉伸；(d)(d)吹塑成型；吹塑成型；(e)(e)脱模脱模1 1、注塑机；、注塑机；2 2、热流道；、热流道；3 3、冷却水孔；、冷却水孔；4 4、加热体；、加热

7、体；5 5、模芯加热；、模芯加热；6 6、型芯棒型芯棒 减少废品，生产效率高，重量易控制。制品冲击韧性减少废品，生产效率高，重量易控制。制品冲击韧性高，刚性提高，透明性与光泽度改善，阻隔性、气密性好。高，刚性提高，透明性与光泽度改善，阻隔性、气密性好。但拉伸温度控制要求高，设备投资大。适宜生产形状简单但拉伸温度控制要求高，设备投资大。适宜生产形状简单的小型容器。的小型容器。B特点特点4 4）多层吹塑）多层吹塑A A定义（原理）定义（原理） 使用多层复合型坯，经吹塑成型工艺，制备多层容使用多层复合型坯，经吹塑成型工艺，制备多层容器的成型方法。器的成型方法。 通过各种不同塑料层的合理匹配，实现各层

8、塑料性通过各种不同塑料层的合理匹配，实现各层塑料性能的有效互补，从而克服单层塑料容器的某些固有的缺能的有效互补，从而克服单层塑料容器的某些固有的缺点。点。B B目的（提高产品的综合性能）目的（提高产品的综合性能） 提高塑料容器的物理机械性能提高塑料容器的物理机械性能 改善容器性能改善容器性能 遮光性遮光性 绝热性绝热性 降低可燃性降低可燃性 适印性适印性三三 吹塑成型常用材料吹塑成型常用材料 如如HDPEHDPE、LDPELDPE、LLDPELLDPE、PPPP、PETPET、PVCPVC、PSPS等等 其中其中PEPE占占90%90%，现，现PPPP、PETPET大量用于生产圆瓶，选择大量用

9、于生产圆瓶，选择塑料品种时应考虑以下特性：塑料品种时应考虑以下特性： 成型工艺、物理性能、成型收缩率成型工艺、物理性能、成型收缩率第九节第九节 中空吹塑成型主要设备中空吹塑成型主要设备 挤出机挤出机 型坯机头型坯机头 注射吹塑机注射吹塑机 吹塑模具吹塑模具一一 挤出机挤出机1) 1) 作用作用起固体输送，熔融、起固体输送，熔融、混炼、排气与熔体输混炼、排气与熔体输送等作用送等作用2) 2) 组成组成挤出系统：螺杆、料筒挤出系统：螺杆、料筒传动系统：驱动螺杆传动系统：驱动螺杆加热冷却系统：保证温加热冷却系统：保证温度度二二 型坯机头型坯机头1 1）型式）型式 直角式机头、直角式机头、 贮料式机头

10、贮料式机头2 2）型坯壁厚的控制）型坯壁厚的控制 手动控制（改变模口间隙调节壁厚）；程序控制手动控制（改变模口间隙调节壁厚）；程序控制 3 3）型坯长度的控制）型坯长度的控制4 4）口模）口模 三三 注射装置注射装置注射螺杆与挤出螺杆的差异注射螺杆与挤出螺杆的差异1 1）运动方式不同）运动方式不同 注射螺杆既能转动又能作轴向移动，而挤出螺杆不作注射螺杆既能转动又能作轴向移动，而挤出螺杆不作轴向移动轴向移动2 2）尺寸参数不同）尺寸参数不同 长径比、压缩比、螺槽深度等不同长径比、压缩比、螺槽深度等不同3 3）螺杆头型式不同）螺杆头型式不同四四 吹塑模具吹塑模具1 1）作用：）作用：赋予制品形态与

11、尺寸，并使之冷却赋予制品形态与尺寸，并使之冷却2 2）要求：）要求：3 3）特点：）特点：( (与注射模相比与注射模相比) ) 只有阴模只有阴模( (型腔型腔) )、型腔所受压力较小、制品的流痕和接、型腔所受压力较小、制品的流痕和接合缝小，模腔的磨损少。合缝小，模腔的磨损少。4 4）材料）材料第十节中空吹塑成型容器设计第十节中空吹塑成型容器设计 设计原则设计原则 设计要素设计要素一一 设计原则设计原则 综合考虑功能、外观、可成型性与成本等因素综合考虑功能、外观、可成型性与成本等因素 吹塑制品的拐角、棱边、凹槽与加强筋要尽可能成吹塑制品的拐角、棱边、凹槽与加强筋要尽可能成较大的圆弧或球面过渡较大

12、的圆弧或球面过渡 避免形状突变避免形状突变 容器尺寸（壁厚）不宜要求过严。（尺寸精度低）容器尺寸（壁厚）不宜要求过严。（尺寸精度低）二二 设计要素设计要素形状形状吹胀吹胀比比拉伸倍率拉伸倍率壁厚设计壁厚设计强度与刚度强度与刚度瓶口结构设计瓶口结构设计其它设计其它设计 1) 1) 形状形状 圆形容器：圆形容器：模具制造方便，型坯壁厚均匀，生产效率高，模具制造方便，型坯壁厚均匀，生产效率高，制品刚性好，印刷容易。但储存或运输是有效面积的利用制品刚性好，印刷容易。但储存或运输是有效面积的利用率低，仅有率低，仅有78%78%左右。左右。 方形容器：方形容器：有效面积利用率高，运输、包装方便，支承有效面

13、积利用率高，运输、包装方便，支承面大，堆放稳固。但扁平面或正四面的强度不如圆形的承面大，堆放稳固。但扁平面或正四面的强度不如圆形的承受力大。刚性差，易向外膨胀，壁厚偏差大。受力大。刚性差，易向外膨胀，壁厚偏差大。 椭圆形容器：椭圆形容器：针对方形和圆形容器的缺点进行改进，综合针对方形和圆形容器的缺点进行改进，综合了他们的优点，在强度、刚度，变形性等力学性能方面都了他们的优点，在强度、刚度，变形性等力学性能方面都较好。一般用于化妆品的包装（外观造型好）。较好。一般用于化妆品的包装（外观造型好）。异形容器：异形容器：没有规则形状，多为玩具，模特儿、灯笼及仿没有规则形状，多为玩具，模特儿、灯笼及仿动

14、物形等，一般不承受太大的强度和压力。动物形等，一般不承受太大的强度和压力。 2) 2) 吹胀比（又称型坯吹胀倍率）吹胀比（又称型坯吹胀倍率） 是指吹塑模腔径向最大直径和管状型坏外径之比是指吹塑模腔径向最大直径和管状型坏外径之比 一般取一般取1.51.53 3之间之间 对容积较大，桶壁较薄的容器宜选较小的，反之较大。对容积较大，桶壁较薄的容器宜选较小的，反之较大。 能反映制品径向最大尺寸和挤出机机头口模尺寸之间能反映制品径向最大尺寸和挤出机机头口模尺寸之间的关系的关系3) 3) 拉伸倍率拉伸倍率A A纵向拉伸比（延伸比）纵向拉伸比（延伸比） 指制品长度与型坯长度指制品长度与型坯长度 之比之比 瓶

15、体的较大，肩部与底瓶体的较大，肩部与底 部的较小部的较小 B B周向拉伸比周向拉伸比 即吹胀比即吹胀比 拉伸倍率拉伸倍率= = 延伸比延伸比 与吹胀比之乘积与吹胀比之乘积 实际使用时，拉伸实际使用时，拉伸 倍率不宜过大，与倍率不宜过大，与 材料有关材料有关4) 4) 壁厚设计壁厚设计A A影响容器壁厚的主要原因影响容器壁厚的主要原因 容器形状、模具因素、成型的工艺条件容器形状、模具因素、成型的工艺条件B B使壁厚均匀的措施使壁厚均匀的措施 型坯断面形状、管坯程序控制、型坯断面形状、管坯程序控制、 吹塑机组的不断改进吹塑机组的不断改进C C设计要点：设计要点： a常用吹塑容器的壁厚常用吹塑容器的

16、壁厚 小容器可小于小容器可小于0.3mm、大容器可达、大容器可达3mm b 最小壁厚最小壁厚0.4平均壁厚平均壁厚5) 5) 强度与刚度强度与刚度 A A垂直载荷强度（纵向强度）垂直载荷强度（纵向强度） 提高垂直载荷强度的措施：提高垂直载荷强度的措施：瓶肩：瓶肩：足够的倾角较大的圆弧半径过渡足够的倾角较大的圆弧半径过渡瓶底：瓶底：内凹底内凹底瓶身：瓶身：过渡平缓，避免突变过渡平缓，避免突变瓶颈：瓶颈：偏心瓶口，设计得当，可以调整平衡偏心瓶口，设计得当，可以调整平衡 B B刚度（抗变形能力）刚度（抗变形能力） 提高容器刚性的措施：提高容器刚性的措施： 增大壁厚增大壁厚 圆形容器瓶身开设周向槽圆形

17、容器瓶身开设周向槽 椭圆形容器上设置锯齿形水平装饰纹椭圆形容器上设置锯齿形水平装饰纹 异形容器，可用漂亮的造型图案掩饰异形容器，可用漂亮的造型图案掩饰 设纵向加强筋设纵向加强筋6) 6) 瓶口结构设计瓶口结构设计A A瓶口螺纹瓶口螺纹： 断面形状：断面形状：圆形的使用广，易成型，且旋紧圆形的使用广，易成型，且旋紧/ /松容易；松容易；梯形的密封性好，适用于大型容器梯形的密封性好，适用于大型容器 形式：形式：连续式、间断式、凸缘式、凸环式连续式、间断式、凸缘式、凸环式B B密封盖（内、外盖结合）密封盖（内、外盖结合）第十一节第十一节 其它成型容器其它成型容器学习要点学习要点 热成型容器热成型容器

18、 概念、特点、方法、结构设计概念、特点、方法、结构设计 旋转成型容器旋转成型容器 概念、特点、常用材料、结构设计概念、特点、常用材料、结构设计 发泡成型容器发泡成型容器 概念、发泡方法及成型原理、结构设计概念、发泡方法及成型原理、结构设计学习重点 热成型容器的结构设计；热成型容器的结构设计； 旋转成型容器的特点及结构设计；旋转成型容器的特点及结构设计； 发泡成型容器的发泡方法及成型原理、结构设计。发泡成型容器的发泡方法及成型原理、结构设计。学习难点学习难点 热成型容器的方法及容器结构设计；热成型容器的方法及容器结构设计； 旋转成型容器结构设计；旋转成型容器结构设计； 发泡成型容器的发泡方法及成

19、型原理、发泡成型容器的发泡方法及成型原理、 结构设计。结构设计。 热成型容器热成型容器 概述概述 热成型方法热成型方法 热成型容器结构设计热成型容器结构设计一一 概述概述( (一）概念（定义）一）概念（定义） 将热塑性塑料片材夹在框架上加热至软化温度（至热将热塑性塑料片材夹在框架上加热至软化温度（至热弹态），在外力作用下（如用柱塞、模芯机械的方式；或弹态），在外力作用下（如用柱塞、模芯机械的方式；或用真空产生的气压差、压缩空气等气动方式），使加热软用真空产生的气压差、压缩空气等气动方式），使加热软化的片材压在模具的轮廓上，冷却而得到容器的一种方法。化的片材压在模具的轮廓上，冷却而得到容器的一种

20、方法。 ( (二）特点二）特点 A A优点优点 B B缺点缺点 C C适用范围适用范围二二 热成型方法热成型方法1 1）真空成型法）真空成型法 是把热塑性塑料板、片固定在模具上，用辐射加热器是把热塑性塑料板、片固定在模具上，用辐射加热器进行加热，加热至软化温度，用真空泵把片材和模具间的进行加热，加热至软化温度，用真空泵把片材和模具间的空气抽掉，借助大气的压力，使板材覆盖在模具上而成型，空气抽掉，借助大气的压力，使板材覆盖在模具上而成型，冷却后塑件收缩，借助压缩空气使塑件从模具中脱出。冷却后塑件收缩，借助压缩空气使塑件从模具中脱出。 2 2）加压成型法）加压成型法 是借助压缩空气的压力，将加热后

21、软化的塑料板是借助压缩空气的压力，将加热后软化的塑料板压入型腔而成型的方法。压入型腔而成型的方法。三三 热成型容器结构设计热成型容器结构设计 几何形状和尺寸精度几何形状和尺寸精度 外观外观 模壁斜度模壁斜度 引伸比与径深比引伸比与径深比 角部与大平面设计角部与大平面设计1 1）几何形状和尺寸精度）几何形状和尺寸精度 几何形状和尺寸精度要求不能过高；几何形状和尺寸精度要求不能过高； 宜成型口径宽、深度浅的半壳状薄壁制品；宜成型口径宽、深度浅的半壳状薄壁制品； 避免侧孔和侧凹。避免侧孔和侧凹。2 2）外观）外观 无浇口和合模线；无浇口和合模线； 表面粗糙度受模具影响；表面粗糙度受模具影响； 需色彩装饰时，选已着色的片材，需花纹时，选带需色彩装饰时，选已着色的片材，需花纹时，选带花纹的片材。花纹的片材。3 3）模壁斜度）模壁斜度 凹模大于凹模大于1/1201/120，1