第3章 塑料包装结构设计与制造.ppt

1、第三章塑料包装结构的修订和制造，塑料容器根据外形结构可以分为箱、箱、瓶、桶、罐、软管、袋、半壳形状容器以及集装箱、托盘等，可以分为冲压成形、注塑成形、挤出成形、中空吹塑成形、旋转成形、热成形容器等第一节塑料包装容器的概要，一、塑料包装容器的类型1 .箱类、箱类包装容器由于正方形、长方形或六边形截面多，容量相对大，四面箱壁一般设有加强筋，箱壁面积过大则设有窗口，以避免加工成形时翘曲。 口缘也宽厚起来。 箱类塑料包装容器既可用于农产品、工业品、工厂半成品的收纳和回转，也可用于展销。 材料主要采用聚丙烯、高密度聚乙烯、ABS及尼龙等热塑性材料，经过注射或冲压加工，具有高强度、刚性及耐冲击性能。 2、

2、桶类、塑料包装容器有圆桶、方桶、扁平方桶及提桶等类型。 容量从1L-250L的多种规格，有一体型、安装式、终端手柄等不同结构的手柄。 口径的大小由内容物的状态、性质和容量的大小决定。 加入食品医药多采用大口径，加入液体危险物多采用小口径。 各种塑料罐一般用螺纹塑料盖复盖。 材料使用了高密度聚乙烯、乙烯醋酸共聚物、PET等塑料材料。 用挤出吹风、注射吹风、旋转模具等加工方法制造成型。 广泛用于饮料、化妆品、洗涤用品、文化用品、医药品、其他液体和糊状制品的包装。 材料主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、PET、聚苯乙烯、聚酯等塑料材料，是中空吹塑或注塑成型的。 3 .瓶、罐类、4 .杯、碗、盘、盖类主

3、要用于快餐、冰淇淋、调味料、日用品、药品等的包装，多用热塑性片材进行热成形加工，口部采用塑料盖或粘贴合成材料此类产品价格便宜，部分有卫生标准要求。 5 .盒类由聚乙烯、聚氯乙烯ABS等材料制成。 用冲压、注射的方法成形。 6、各种膏乳剂制品包装时使用的软管。 由低密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或复合材料构成。 管子挤压成形，颈部、肩部注射成形，2个部分熔接形成软管。 7、用于运输包装衬的发泡制品。 其结构取决于衬板制品的性质。 外形尺寸由运输包装的内尺寸决定。 8 .塑料袋，二，塑料包装容器的成形技术和方法，三，考虑塑料包装容器结构设置修订的要素，1 .塑料材料的选择2 .塑料包装容器的成形技术

4、和模具3 .容器使用环境和条件4 .经济性，(1)包装、储存、运输中环境条件下的热性能：成形温度范围、热膨胀率化学阻抗性能：吸水吸湿性、通气性、与内容物的化学相容性等。 光学性能：透光率、透明度、耐光性、防辐射。 其他特性：适应性、移动性、保香、绝缘性等。 (2)包装内容物对材料的形态要求；(3)卫生法规要求；(4)包装材料的印刷适应性要求，塑料包装常用材料，本P115表3-3 (新书)；一、模具成型、模具成型又称为压缩成型或冲压。 将粉状、粒状或纤维膜塑料放入成形温度下的模具型腔中后，闭模加压使其成形固化，开模取出制品。 它主要用于热固性塑料的成形，但在用于热塑性塑料的成形时，模具需要交替进

5、行加热和冷却，效率低，因此一般使用较少。 第2节模具和注射成型容器，1、模具成型设备。 冲压成形用的主要设备是冲压机和模具(1)冲压机。压榨机的作用主要是对塑料施加压力，开闭模具，挤出产品。 冲压成形使用的冲压机大多为自给式油压冲压机，分为上动式和下动式两种，吨位从数十吨到数百吨不等。 规格型号用SY-X表示。 (2)模具。 按模具分类的结构特征分为三类：溢出模式、溢出模式和溢出模式，其中溢出模式使用最多。 2、冲压成形工艺。 压制工序：准备进料型的排气固化脱模，将预压预热的塑料放入定量加热的模具内，闭模，在压制压力的作用下，塑料在模具内受热熔融，填充到模具的各部位，剩馀熔融材料从分型面溢出，

6、将一定时间的交联反应压模过程中中型腔内的塑料因热和架桥反应而产生的气体必须立即排除。 通常，合上模具后稍微放松一下时间，排出型腔内的气体。 脱模后的产品请排除溢出。 工艺条件，如用于模压的模压压力、模压温度、模压时间等，直接影响产品的质量。 一般来说，压模压力会影响成形时塑料的流动性、产品的致密度、收缩率、机械强度等。 挤压温度和挤压时间影响塑料的硬化速度和硬化程度，最终影响产品的机械性能和外观质量。 二、注塑注塑又称注塑或注塑。 这是塑料成形加工中最普遍采用的方法。 外形复杂，尺寸正确，可制作带插件的产品，成形周期短，效率高，全自动生产容易。 但由于注塑设备投资大、模具结构复杂、制造成本高，

7、仅在大批量生产时具有良好的经济性。 注射成型适用于各种热塑性塑料和一些品种的热固性塑料。 1、注塑设备。 注塑设备主要是注塑机和成型模。 (1)注射机。 注射机也称为注射机，根据其塑化结构分为柱塞式和移动螺旋式两种。 柱塞式多属小型注射机移动螺杆式为中型注射机。 一般的注射机如图3图11所示，有注射系统、合模系统、液压执行机构系统、电气设备控制系统。 图311移动螺旋式注射成型机的结构图1机台2电动机、油泵3注射缸4齿轮箱5齿轮传动电机机6料斗7螺旋8加热器9料筒10喷嘴11固定模板12模板14合模机构15合模用料筒16螺旋传动齿轮17螺旋花键槽18油注射机的最主要部分。其作用是均匀塑化塑料，

8、将塑化的定量塑料熔体以足够的压力和速度注射到模具的型腔中。 注射系统主要由塑化部件(例如螺杆、气缸、喷嘴、加热器等)、修正量装置、促动器等构成。 合模系统。 合模系统的主要作用是实现模具的开闭，保证注塑时成型模具确实锁定，挤出产品等。 主要由固定模板、移动模板、合模机构、挤出机构、合模装置、拉杆、安全保护装置等构成。 液压系统和电气控制系统。 注射机的液压系统主要由各种液压设备、回路及其附件组成。 电气控制系统主要由各种电气部件和校正器组成。 液压系统和电气控制系统有机组织，为注射机提供动力，实现控制，保证注射机按照工艺预定要求(温度、压力、速度和时间)和工作程序正确高效地工作。 塑料模具。

9、注射成型模具根据产品的形状和构造有千差万别，但其基本构造是一致的。 注射模主要由浇注系统、成形部件、结构部件三大部分构成。 其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触的部分，是模具中最复杂、变化最大、加工精度最要求最高的部分。 浇注系统是塑料从喷嘴进入型腔之前的流路部分，通常包括主流路、冷却孔、分流路、浇口等。成形零件是指构成产品形状的各种零件，包括可动模、固定模和型腔、型芯、成形杆、排气口等。 典型的注塑结构如图312所示。 2注射成型工艺，(1)塑化。 塑化即塑料在料筒内加热达到流动状态，具有良好的可塑性全过程。 因此塑化可以说是注塑成型的准备过程。 塑化的要求是，塑料在进入型腔之前达到规定的

10、成形温度，在规定时间内可以提供足够量的熔融塑料，并且熔融材料的温度均匀，不发生热分解或者极少。 这些要求与塑料的品种、工艺条件的控制以及注射机的塑化结构密切相关，直接决定着成型品的质量。 (2)注射。 注射即柱塞或螺杆前进，将塑化的熔融材料压入封闭的型腔中的过程。 注射过程中采用的工艺条件如注射压力、注射速度等与塑料的特性、产品结构及其他工艺条件等密切相关，也直接影响成型品的质量。 (3)定型化。 设置过程是按照控制条件进行冷却设置，直到塑料熔体进入型腔开始，充满型腔，产品脱离型腔为止。 具体分为填充型、压实、逆流、闸门冻结后的冷却等几个连续阶段。 注塑成型的重要工艺残奥表是影响熔体流动和冷却

11、的温度、压力及相应的作用时间。 三、注塑和模压塑料容器结构的设定和工程性、塑料制品结构的工程性设定的原则： (1)应考虑原料的成形工程性，如流动性、收缩率等；(2)在保证使用性能、物理和力学性能、电气性能、耐热性和耐化学性等的基础上，结构简单、壁厚均匀， (3)要求易于使用；(3)在修订塑料制品时，要同时考虑其成型模具的整体结构，使模具型腔的制造变得容易，抽芯和挤出机构简单；(4)在修订后的塑料制品外观要求高的情况下，首先进行成型，然后分阶段描绘图案。 1 .塑料制品的尺寸大小依赖于：塑料的熔融流动性：流动性差尺寸，可以设定过大的成形品的壁厚成形设备的规格和型号，(1)塑料制品的尺寸精度和表面

12、质量，2 .由于影响塑料制品的尺寸精度的因素很多，塑料制品的精度通常很低， 决定产品的尺寸精度始终低于成形零件的制造精度时，必须根据产品的使用要求和具体的结构形状，合理地决定各部分的尺寸精度。 为了使生产变得容易，降低产品成本，请尽量选择低精度等级。 2 .塑料制品的尺寸精度和公差3 .塑料制品的表面粗糙度(表面粗糙度是指制品实际表面的微观几何形状误差。 塑料制品的表面粗糙度主要基于制品的使用要求和美观要求来决定。 塑料成型品的表面粗糙度主要取决于模具型腔表面的粗糙度，也与塑料品种及成型工艺有关。 塑料制品的精度等级的选择SJ/T10628-1995，(二)塑料制品的几何形状和成形工艺以及模具

13、的制约，1 .塑料制品的内外形状的出模方向：将塑料熔液在模具内冷却成形后，将可动模具、固定模具分离，将塑料成形品模腔避免相对于出模方向的侧凹、侧凸或侧孔结构，避免给产品带来脱模困难。 将左图侧的孔改为右图侧的孔，避开成形品表面的凸起，使左图的成形品脱模方便，必须采用折翼模，塑料模具的结构复杂，成形品表面有接缝的成形品内侧的凹陷，难以拔芯，变更成形品的形状(1)(2)决定脱模斜度的原则：对于塑料零件的精度要求高、脱模斜度取小值、收缩率大、刚性大、韧性小、结构复杂的产品，对于应该取大拔模斜度的尺寸大、深、芯长的产品， 如果产品壁厚较厚，应该采用较小的脱模斜度，则脱模斜度较大，尤其是应该采用内表面的

14、内表面，一般在比外表面的脱模斜度大的表面上有花纹、花纹、文字时，应该采用较大的脱模斜度。 常见产品脱模倾斜度的经验数据为： (1)塑料产品脱模方向常用的倾斜度值为1-1.5。 (2)在使用上有特殊要求时，坡度可以采用外表面5、内表面10-20，只有在塑料制品的高度不大的情况下才允许不修改坡度。 (3)凸台和加强筋的一边需要4-5的倾斜度。 (4)在脱模方向上有几个孔或呈矩形格子状，增大脱模阻力时，最好采用4-5的倾斜。 (5)侧壁带有皮革花纹时，需要4-6的坡度。 3、塑料制品的壁厚、塑料容器的壁厚不仅对重要的结构要素，对成形工艺也产生了重要影响。 (1) .确定壁厚的原则：结合满足容器强度、

15、刚性等使用要求的结构和尺寸设定修订，使成型品具有较合理的工艺性，保证精度、质量的嵌件固定、孔、凹型口缘及零件的配合强度要求的顺利脱模，不产生局部损伤的材料、能量(2)壁厚和成形时间：成形的冷却时间与产品壁厚的平方成正比。 因此，增加塑料制品的壁厚必然会延长成形周期，降低生产效率。 (3)壁厚和制品强度：在热塑性塑料制品中，在壁厚为5mm以下的情况下，一般随着壁厚的增加，强度增大，壁厚大于5mm时，壁厚增大，强度未必增加，也会出现收缩、塌边、翘曲、应力、结晶过大等成形弊端，制品的因此，通过增大壁厚来提高产品的强度是有限的。 一般对壁厚大的产品设置加强筋保证强度。 (4)壁厚和熔融流动性：产品的最

16、小壁厚取决于塑料的熔融流动性，但如果小于允许的产品的最小壁厚，则在成形时会发生模具被填充而无法成形的现象。 (5)壁厚与工艺的关系：工艺是指熔化材料从进料口流向型腔各处的距离。 壁厚越小，熔融流动阻力越大，成形变得困难，同样，工艺越长，成形品的构造越复杂，要求壁厚也越大。 壁厚与工艺的大小成正比。 即，塑料制品的壁厚越大，允许最大工艺越长。 图3-17、表3-10(P139 )、图3-17的壁厚和流程的关系、表3-10的壁厚t和流程l的经验式单位： mm、(6)壁厚的设定订正、(a )壁厚均匀() (c )壁厚值的确定： P139表3-11、3-12 (新书)、表3-11 容器壁厚的缓慢移动避

17、免突变，容器壁厚的缓慢移动避免突变，4 .塑料制品的加强筋和个子矮，配置多一些比较好，避免或减少塑料的局部集中。 否则，将产生收缩和凹陷加固筋的方向与材料的流动方向一致，必须避免扰乱材料的流动，保证塑料的韧性的尺寸一般不能过大。 否则，与筋对应的墙壁会产生凹陷的凹陷等。肋必须有足够的拔模斜度，肋的底部必须以圆弧转移。增加加强筋，提高成形品的强度，可采用加强筋，避免壁厚不均匀引起的缩痕。 平板状成形品、加强筋是与材料流动方向平行，填充阻力过大，成形品的韧性不会降低的非平板状成形品，加强筋交替排列， 塑料外壳和塑料外壳的侧壁变形的原因是，材料刚性成形时的型芯温度为型腔温度，因为必须进行修正，使成形品不产生翘曲变形，使成形中的材料流动方向和与材料流动方向垂直的收缩差引起塑性变形(可以用多点浇口进料打乱材料的流动方向) 引起罐侧壁内外