【正文】 ????????????????? 13 原料準(zhǔn)備 ??????????????????????? 35 注塑過(guò)程 及參數(shù)控制 ?????????????????? 35 瓶蓋 成型控制 ????????????????????? 35 質(zhì)量檢測(cè) ??????????????????????????? 35 創(chuàng)新想法 ??????????????????????????? 35 原料選擇 ??????? ??????????????????? 35 各部件改進(jìn) ????????????????????????? 36 加工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)分析： ????????????????????? 36 第 二 章 瓶身制作 瓶身性能要求 ???????????????????????? ? 49 原料選擇 ??????????????????????????? 49 常用原料對(duì)比 ???????????????????????? 49 PET材料性能綜述 ?????????????????? ???? 51 原料準(zhǔn)備： ???????????????????????? ? 52 配方： ?????????????????????????? ? 52 可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 5 / 58 加工工藝流程 ????????????????????????? 57 的加工性能 ??????????????????????? 57 加工工藝選擇 ??????????????????????? 57 擠出吹塑機(jī)及其參數(shù) ???????????????????? 60 吹塑制品的設(shè)計(jì) ?????????? ???????????? 62 加工流程 ????????????????????????? 63 第 三 章 標(biāo)貼 制作 產(chǎn)品性能要求 ???????????????????????? 66 原料選擇 ?????????????????????????? 66 聚氯乙烯 （ PVC) ????????????????????? 66 聚乙烯（ PE) ??????????????????????? 67 聚 丙烯 （ PP) ??????????????????????? 67 綜 合分析 ???????????????????????? 67 配方及配方原理 ??????????????????????? 67 配方原理 ????????????????????????? 67 配方 ??????????????????????????? 68 加工方法選擇 ???????????????????????? 68 加工方式 ????????????????????????? 68 配料的混合 ???????????????????????? 69 標(biāo) 貼 成型方式 —— 壓延 成型 ?????????????????? 70 控制因素 ???????????????????????? 70 加工參數(shù)設(shè)定 ??????????????????????? 70 加工設(shè)備 ????????????????????????? 71 工藝流程 ???????????????????????? 71 創(chuàng)新點(diǎn) ??????????????????????????? 77 質(zhì)量檢測(cè) ????????????????????????? ? 78 第 四 章 可口可樂(lè)瓶 成本分析 瓶蓋 ????????????????????????? ???? 80 瓶 身 ????????????????????????????? 81 可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 6 / 58 標(biāo)貼 ????????????????????????? ????? 81 可口可樂(lè)瓶 原料成本 ?????????????????? ????? 82 結(jié)語(yǔ) 附：參考書目及文獻(xiàn) 可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 7 / 58 第 1 章 塑料及其性能 塑料概述 塑料是指以樹脂為主要成分，添加有利于制品成型與使用的若干助劑，按一定比例配制而成的、在一定工藝及工裝條件下可模塑成 型的有機(jī)高分子材料。 在日常生活中，塑 料制品多種多樣，使用及其廣泛，而飲料 瓶 作為日常生活中和我們?nèi)祟惿钕⑾⑾嚓P(guān)的塑料制品，它是以 聚酯（ PET）、聚乙烯（ PE）、聚丙烯（ PP） 等 為原料，添加了相應(yīng)的有機(jī)溶劑后，經(jīng)過(guò)高溫加熱后，通過(guò)塑料模具經(jīng)過(guò)吹塑、擠吹、或者注塑成型的塑料容器。人類要生存、要發(fā)展就離不開材料的使用。 1012 周：完成配方設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)、成生產(chǎn)工藝 參數(shù)的確定與操作說(shuō)明。 （ 3）論理論據(jù)充分，資料來(lái)源可靠。 (2)、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求： 以幾種常見的塑料制品為設(shè)計(jì)對(duì)象，分析組成每個(gè)制品均由數(shù)個(gè)塑料部件，然后根據(jù)各個(gè)部件的使用環(huán)境要求選擇材料、設(shè)計(jì)配方和成型加工工藝制造出各個(gè)部件，并將其組合成一個(gè)完整制品。同時(shí)要求對(duì)采取的設(shè)計(jì)方案做出經(jīng)濟(jì)成本分析。 （ 4）圖紙視圖正確，圖面整潔規(guī)范。 13 周：完成設(shè)計(jì)說(shuō)明與小結(jié)及整理資料編寫成設(shè)計(jì)說(shuō)明書初稿并交指導(dǎo)老師審閱。隨著近代工業(yè)的發(fā)展，塑料成為一種新材料也發(fā)展起來(lái)了，且應(yīng)用日趨廣泛。 飲料 瓶具有不易破碎、成本低廉、透明度高、食品級(jí)原料 ， 方便攜帶、不怕摔、具有耐酸耐堿特性、生產(chǎn)方便，也利于回收等特點(diǎn)。 塑料的組成 （ 1）樹脂 樹脂分天然樹脂（如松香、纖維、蟲膠、瀝青等）和合成樹脂，塑料中的樹脂一般都是合成樹脂。就助劑而言，要求其與樹脂及其他助劑的相容性好、自身穩(wěn)定性高、能充分滿足制品的成型與使用要求。 塑料的主要缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度、剛度和耐熱性較低，尤其是高溫?zé)釓?qiáng)性低，能可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 8 / 58 在 200℃以上連續(xù)工作的塑料品種少。 （ 2）按樹脂分子冷凝過(guò) 程中的排列狀態(tài)分 ① 結(jié)晶性塑料 如 PE、 PP、 PET、 POM、 PA 等。 ② 工程塑料 指在較寬溫度范圍內(nèi) 仍能保持優(yōu)良的力學(xué)性能和良好的尺寸穩(wěn)定性，能在一定程度上替代金屬作為工程結(jié)構(gòu)材料使用的一類塑料。 熱塑性塑料的模塑特性 塑料的模塑特性是指塑料在模塑成型過(guò)程中呈現(xiàn)出的物理、化學(xué)、熱力學(xué)狀態(tài)及其變化的現(xiàn)象。 熔體指數(shù)是指在一定的溫度和壓力下，熔融塑料在 10min 內(nèi)從標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管（其出料孔直徑為∮ ）流出的質(zhì)量，單位為 g/10min。 影響塑料流動(dòng)充型能力的因素 （ 1）塑料的品種 樹脂分子的規(guī)整性越差、分子量越大、分子量分布越寬，則其表觀黏度越大，流動(dòng)性越低；加入填料會(huì)降低樹脂的流動(dòng)性；加入增塑劑、潤(rùn)滑劑會(huì)顯著地提高塑料的流動(dòng)性。注可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 10 / 58 射壓力增大，熔體所受的剪切作用增強(qiáng)，遵循切力變稀 規(guī)律而體現(xiàn)出流動(dòng)性增大。凡是促使熔體溫度降低、流動(dòng)阻力增加的因素，都會(huì)使流動(dòng)性降低。 ③ 結(jié)晶收縮 塑料因結(jié)晶、比容減小而引起的體積收縮，稱為結(jié)晶收縮。 ⑤ 后收縮 成型后因塑件內(nèi)應(yīng)力的自然時(shí)效松弛而導(dǎo)致的再收縮，稱為后收縮。 （ 2）影響塑料成型收縮的因素 ① 塑料特性 塑料收縮率隨品種不同而不同。 ② 塑件結(jié)構(gòu) 塑件的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、嵌件越多且分布越對(duì)稱、塑件壁厚越大，塑件的成型收縮越高；但應(yīng)注意： POM、 ABS、 PC 等塑料的收縮率受塑件壁厚的影響較小，而 HPVC 的收縮率隨壁厚增加而減少；塑件上與料流方向一致的尺寸部位收縮率高。熔體溫度升高，一方面會(huì)增大塑料的熱收縮；另一方面，料溫升高會(huì)使熔體黏度降低、型腔壓力增大，保壓時(shí)間延長(zhǎng)而補(bǔ)縮效果加強(qiáng)，從而收縮 率降低。 結(jié)晶性 （ 1）結(jié)晶與結(jié)晶度 樹脂在冷凝定型 過(guò)程有規(guī)則的晶態(tài)排列，稱為結(jié)晶；結(jié)晶型聚合物中晶區(qū)所占的體積或質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，稱為結(jié)晶度。有些塑料如ABS 是由非結(jié)晶性 和結(jié)晶性塑料混合而成，其總體上體現(xiàn)為非結(jié)晶性塑料，但卻不透明。 結(jié)晶和結(jié)晶度不均，將導(dǎo)致材料呈現(xiàn)各向異性、成型收縮大且收縮不均、內(nèi) 應(yīng)力高，制品易出現(xiàn)縮孔、氣穴、翹曲變形及應(yīng)力開裂等缺陷。一般瓶蓋料通常采用高密度聚乙烯（ HDPE）。雙片蓋的墊片較軟，對(duì)瓶口缺陷有較大的包容能力。 備選材料性能及價(jià)格對(duì)比 材料名稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 市場(chǎng)價(jià)格 PE 1. 無(wú)臭，無(wú)毒 2. 優(yōu) 良的 耐低 溫性能 ， 化學(xué)穩(wěn)定性好 3. 常 溫下 不溶 于一般溶劑，吸水性小 4. 電絕緣性能優(yōu)良 1. 環(huán)境應(yīng)力 (化學(xué)與機(jī)械作用 )很敏感 2. 耐熱老化性差 1060012100元 /噸 PP 1. 密度小，質(zhì)輕 2. 延伸性和抗彎曲疲勞性能好 3. 高溫下能較好的保持力學(xué)性能 1. 耐侯性差，染色性較差 2. 低溫下抗沖性不好， 3. 成型收縮率較大 1100013000元 /噸 PS 1. 耐化學(xué)腐蝕性好 2. 剛度大 3. 耐寒性較好 4. 低溫強(qiáng)度大 1240014000元 /噸 PVC 1. 有較好的機(jī)械性能 2. 有優(yōu)異的介電性能 3. 對(duì)有機(jī)和無(wú)機(jī)酸、1. 對(duì)光和熱的穩(wěn)定性差 2. 堅(jiān)硬，溶解性差 67007200元/噸 可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 15 / 58 堿、鹽均穩(wěn)定 4. 具有阻燃 性能 質(zhì) PP 與其它幾種常見高分子材料材料性能的相互比較 類別 PP PE PVC PS 密度 最小 小于水 較大 略高于水 剛性 較好 差 好 好 收縮率 大 較大 大 較小 韌性 低溫下差 好 差 差 強(qiáng)度 較高 低 較高 高 耐熱性 好 一般 差 較差 化學(xué) 穩(wěn)定性 好 好 好 好 耐候性 差 差 一般 一般 毒性 無(wú)毒 無(wú)毒 可以無(wú)毒 無(wú)毒 粘合劑粘合 差 差 好 一般 熱合成型 一般 好 一般 一般 成型加工性 好 好 麻煩 好 選材原因 : 1)PE 價(jià)格與 PP 較為相近 ,皆為 1100013000 元 /噸左右 ,考慮到 PE 制品強(qiáng)度不夠，故在這里不使用 。 PP 的收縮率相當(dāng)高，一般為 ~%,加入 30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到 %。 PP 的各種性能參數(shù) 性 能 數(shù) 據(jù) 性 能 數(shù) 據(jù) 相對(duì)密度 介電強(qiáng)度 /(Kv /mm) 吸水 率 /% 脆化溫度 / ℃ 88 成型收縮率 /% 線膨脹系數(shù) /（179。主抗氧劑主要改變氧化的路線，是的降解結(jié)束，輔助抗氧劑減慢降解的速度，兩者配合使用，增加材料的穩(wěn)定性?？s短成型周期，提高制品的表面質(zhì)量。 與其它成型方 法相比， 注射 成型具有 成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制件；對(duì)各種塑料的適應(yīng)性強(qiáng)；生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn) 等的 特點(diǎn) 。 1 成 型 設(shè) 備 選擇 可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 18 / 58 PP 瓶蓋 注 射成型 可用螺桿式注 射 機(jī)或柱塞式注 射 機(jī)。 注射機(jī) 主要由 注射系統(tǒng)，鎖模系統(tǒng)，塑模 三大部分構(gòu)成，下面是注射機(jī)基本構(gòu)造示意圖： 鎖模系統(tǒng) 塑模 注射系統(tǒng) 工藝 過(guò)程 成型前的一些準(zhǔn)備工作；包括原材料分析、著色、原材料干燥、嵌件預(yù)熱、脫模劑的選用、機(jī)筒清洗等等。 （ 2）塑料的著色 色母著色；是將熱塑性塑料顆粒按一定比例混合均勻即可用于生產(chǎn)，色母料的加入量通常為 %— 5%。熱固性塑料的著色較為容易，一般將顏料混入即可。硬酯酸鋅除聚酰胺外，一般塑料均可使用，白油作為聚酰胺的脫模劑效果較好，硅油效果好，使用不方便。 可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 20 / 58 有上述的說(shuō)明可以知道 ， 完整的 注 射 成型過(guò)程 共 包括 加料， 塑化， 注射 ，穩(wěn)壓冷卻和 脫模等 幾個(gè) 步驟 1)塑化 塑化是顆粒狀塑料在注射機(jī)料筒中經(jīng)過(guò)加熱達(dá)到粘流狀態(tài)并且具有良好可塑性的過(guò)程。 b 保壓階段：塑料熔體充滿型腔后，熔體開 始冷卻收縮，但柱塞或螺桿繼續(xù)保持施壓狀態(tài)，料筒內(nèi)的熔料會(huì)向模具型腔內(nèi)繼續(xù)流入進(jìn)行補(bǔ)修，以形成形狀完整而致密的塑件。應(yīng)該指出，塑料 從注入型腔后即被冷卻，直至脫模時(shí)為止?？蛇M(jìn)行退火處理，即在定溫的加熱液體介質(zhì)中（如熱水，熱的礦物油，甘油，乙二醇和液體石蠟 )或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時(shí)可口可樂(lè)瓶 成型加工工藝 21 / 58 間，然后慢慢冷卻的過(guò)程。如溫度、壓力、時(shí)間等。因此，機(jī) 筒溫度的 確定主要以 PP 密度高低和熔體指數(shù)大小為依據(jù)，其次是產(chǎn)品性能及形狀有關(guān)。噴嘴的長(zhǎng)度和直徑對(duì)溫度沒有明顯的影