【正文】 大型中空吹塑桶，經(jīng)美國塑料工業(yè)協(xié)會(huì)（ SPI）塑料桶分會(huì)（ PDI）的努力，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了完全標(biāo)準(zhǔn)化，促進(jìn)了塑料吹塑桶的迅速發(fā)展。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。 塑料工業(yè)是當(dāng)今極具活力的一門產(chǎn)業(yè)。 PET吹塑瓶的生產(chǎn)依據(jù)型坯的預(yù)成型方法，在 PET吹塑瓶未流行前，塑料瓶坯多是擠出成型的。然 5 而，由于 PET材料成型溫度高，料溫調(diào)節(jié)范圍窄（ 260℃ ～ 300℃ ） ,且熔化后，流動(dòng)性太好，必須在注塑機(jī)噴嘴中加防流涎的裝置，這樣大大增加了模具的復(fù)雜度。塑料模的設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)、 CAD技術(shù)、 CAPP技術(shù)，已有相應(yīng)的開發(fā)應(yīng)用或涉獵，目前國內(nèi)模具生產(chǎn)廠家工藝條件的參差不齊，嚴(yán)重影響了模具精度和質(zhì)量，而我國的標(biāo)準(zhǔn)化水平有待提高，模具人才需求遠(yuǎn)大于供給的窘境急需改觀，而且還得再接再厲，加快模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐，促進(jìn)模具企業(yè)間聯(lián)合重組應(yīng)成為大勢(shì)所趨。特別是計(jì)算機(jī)的運(yùn)用和發(fā)展，使一些發(fā)達(dá)國家成功地使用了 CAD/CAM技術(shù)來進(jìn)行塑料模的設(shè)計(jì)和制造，尤其是 CAE的運(yùn)用，使得塑料模具的設(shè)計(jì)水平及可靠性都有了很大的發(fā)展，目前，美國 PSP公司的 IMES專家系統(tǒng)，能幫助模具設(shè)計(jì)人員用專家 知識(shí)解決注塑模具的設(shè)計(jì)問題。 6 塑料注塑模具 的地位和 未來的發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)代吹塑件生產(chǎn)中，合理的吹塑成型工藝、先進(jìn)的擠出吹塑模具，以及高精度、高效率的型坯擠出設(shè)備是當(dāng)代吹塑成型 加工 中必不可少的三個(gè)主要因素，缺一不可。 我國擠出吹塑模具產(chǎn)品自 21世紀(jì)以來也取得了長足的進(jìn)步。這也顯示了目前我國吹塑成型技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了較高水平，并將在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大影響是不言而喻的。模具工業(yè)在世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中處于十分重要的地位。 隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和高新技術(shù)的不斷發(fā)展，世界各國不惜投入重金 7 開發(fā)塑料模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。 （ 2）多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。 （ 6）更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展，隨之將產(chǎn)生一些特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。 CAD/CAM/CAE 技術(shù)用于吹塑模具主要有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）可使模具設(shè)計(jì)效率提高 210 倍，易于模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)與修改。 分析、優(yōu)化吹塑模具冷卻的 CAD 系統(tǒng)要建立兩個(gè)數(shù)據(jù)文件： 一個(gè) 是操作數(shù)據(jù)文件，包括塑料與模具材料的性能、型坯溫度、制品取出溫度、制品的公稱壁厚與最大壁厚、制品與型坯的質(zhì)量、制品總的表面積、原先的冷卻時(shí)間（對(duì)已有模具）等。 現(xiàn)在，全國普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已經(jīng)基本成熟。 9 第二章 吹塑 制 件設(shè)計(jì) 吹塑件 的功能和性能 要求 采用中空吹塑法成型的塑料容器，包括包裝容器、工業(yè)容器、家用容器等。 （ 2）產(chǎn)品的銷售單元 塑料包裝容器雖不能直接作為計(jì)量工具，但每只容器應(yīng)有額定的容積。設(shè)計(jì)良好的容器口（密封器），開啟方便，能重復(fù)多次封閉及開啟，方便進(jìn)行罐裝作業(yè)；傾倒 內(nèi)容物方便。 （ 3） 耐熱性能 制件要求進(jìn)行熱灌裝，高溫殺菌操作，必須選擇耐熱 性能高的材料。 （ 5） 經(jīng)濟(jì)性 制件的能源消耗應(yīng)低，便于回收利用。商品 PET分為工程 級(jí)、標(biāo)注級(jí)和共聚物。 11 性能 測試方法（ ASTM） 均聚物 共聚物 特性粘度 /（ ml/g） 密度 /（ g/cm3） 拉伸屈服強(qiáng)度 /Mpa 彎曲彈性模量 /Mpa D2857 D792 D638,為取向 取向 D790，為取向 取向 72 55 165 2415 4828 83 55 185 2415 5172 表 21 PET 的典型性能 PET 的透明度與光澤度很好，有較好的耐熱性、耐沖擊性、耐蠕變性及尺寸穩(wěn)定性。 PET 可用注射拉伸吹塑、擠出吹塑、注射吹塑、共注射吹塑成型。 雙向拉伸吹塑，還使 PET 瓶的質(zhì)量大大降低，經(jīng)雙向拉伸的 PET 瓶，由于管坯的雙向拉伸會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，一旦遇熱會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力松弛，不宜飲料的罐裝。 PET 在成型前，需在 50~70℃溫度下干燥 4h，成型時(shí)的熔體溫度一般為200230℃，用于擠出吹塑方法制造洗發(fā)劑、液體洗滌劑、礦物油和食品的透明包裝容器， 12 此外， PET還可與 5%20%EVOH共聚物滲混組成共混物，用注射拉伸成型工藝制造高阻滲性瓶。 2） 標(biāo)稱容積，也是公稱容量，是容器預(yù)計(jì)盛裝液體的體積。 公稱容積 =設(shè)計(jì)容積 / =500/ = ml 吹塑制件的外形設(shè)計(jì)是吹塑模具型腔設(shè)計(jì)的重要組成部分。這種造型，可用 少量的材料，吹制出最大熱量的容器；而且，生產(chǎn)效率高，成型方便， 不良 現(xiàn)象少。 圓形容器的用量最多，使用廣泛，模具制造方便，型坯壁厚均勻制品剛性好，但是 外形不美觀，運(yùn)輸占用空間較大。 用 PET 制成的吹塑瓶，當(dāng)肩頭長度為 13mm 時(shí)，其傾斜角至少應(yīng)超過 12176。為提高制品的競爭力，有必須將容器壁的厚度減至最低 。為保證制品質(zhì)量、壁厚均勻，可以根據(jù)制品的幾何形狀來確定瓶子的壁厚。以整個(gè)平面作支撐面，在鉗貼 溶解部分因存在鉗切毛邊兒凸起，制品放置不穩(wěn)；如下圖環(huán)形支撐面，情況大為改善，且增加了制品底部的剛度。 內(nèi)凹底形狀主要用于制造防爆瓶，在儲(chǔ)量大、能產(chǎn)生氣體或瓶呈錐形的情況下， 瓶子破裂的危險(xiǎn)現(xiàn)象是普遍存在的。因此，容器邊緣和轉(zhuǎn)角部位，應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角。 矩形容器的轉(zhuǎn)角處，支撐著容器的大部分負(fù)荷，應(yīng)局部增加該處的壁厚，也有利于提高容器的剛度和耐垂直載荷強(qiáng)度。 該制件的肩的斜度為 45176。 在擠出吹塑成型中，容器口部的外徑是有吹塑模具的模腔尺寸決定的；容器口部的內(nèi)直徑有吹塑模具的吹氣型芯的外直徑尺寸決定。為使容器口部與密閉蓋或密封器配合緊密 ，需 對(duì)容器口部進(jìn)行切削加工。根據(jù)使用要求和選用的材料不同，采用標(biāo)準(zhǔn)螺紋和細(xì)紋螺紋，而不采用粗牙螺紋，這是因?yàn)榇盅缆菁y難以成型。其始端高度可下降 以上，末端不宜延 17 長到與垂直底面（制品肩部）相接處。 吹塑制品上使用的非螺紋結(jié)構(gòu)形式，用來保證瓶蓋與瓶體的密封固定。合理的工藝設(shè)計(jì)，能保證成型加工過程順利地進(jìn)行；保證制品具有高的力學(xué)性能 、外觀和尺寸精度。 1. 擠出吹塑成型 目前，我國擠出吹塑中空成型是成型中空制品的主要方法。至于塑件需后加工去除飛邊的問題，隨自動(dòng)化水平的提高，人工去除飛邊的手工操 作越來越少，制品的質(zhì)量越來越高。他包括牛奶瓶、飲料瓶、洗滌劑瓶、化妝瓶等瓶類容器，化學(xué)試劑桶、農(nóng)用化學(xué)品桶、飲料桶等類容器，以及 200L、 1000L的大容量包裝桶和儲(chǔ)桶。因此，該工藝多用于小型中空承受制品的大批量生產(chǎn)。 多層吹塑成型是將不同種類的 塑料原料，經(jīng)過特定的機(jī)頭擠出后，形成一個(gè) 多層復(fù)合粘結(jié)在一起的型坯，在經(jīng)過吹塑制的多層中空制品的成型方法。 多層吹塑成型機(jī)頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備投資大，成本高。 由于擠出吹塑的優(yōu)點(diǎn)，又是中小批量生產(chǎn)，本設(shè)計(jì)采用擠出吹塑成型 。但是，熔體溫度過高，會(huì)使擠出的型坯 易產(chǎn)生自重下垂現(xiàn)象，引起型坯縱向壁厚不均；會(huì)延伸型坯吹脹冷卻時(shí)間；會(huì)加大最終制品的收縮率。 C 中 240250176。 C （ 2） 熔體 壓力 進(jìn)入機(jī)頭的熔體應(yīng)壓力均勻。 為控制熔體的擠出壓力，可在擠出機(jī)的出料段，安裝熔體壓力測量儀表。熔體輸送速度隨螺桿直增加而增加，受機(jī)頭壓力的影響較小。同時(shí)，要求這三個(gè)因素的波動(dòng)性小。 （ 1） 模具溫度 通常，吹塑模具的溫度可在 2050176。 PET 可采用 140190176。注入型坯的壓縮空氣，其壓力應(yīng)是可控的。 通常，冷卻速度慢的塑料材料，吹脹 氣壓較低；型坯溫度高、熔體黏度低時(shí)，采用較低的吹脹氣壓；型坯溫度 、熔體黏度高、模具溫度較低時(shí)，采用較高的垂直氣壓；制品體積大、壁厚較厚時(shí)，采用較高的吹脹氣壓。 （ 3） 吹脹時(shí)間 吹脹的型坯必須在模具型腔內(nèi)，在一定的壓力條件下，保持一定的時(shí)間，才能充分冷卻、定型。吹脹時(shí)間長，有利于制的外觀平整光滑、圖文清晰、制品收縮率小的吹塑制品，但會(huì)使制品脫模困難，會(huì)延長成型周期，降低制品的生產(chǎn)效率。吹脹速度可用吹氣桿的進(jìn)氣孔直徑控制。出極短的放氣時(shí)間外，型坯吹脹時(shí)間幾乎等于制品的冷卻時(shí)間。 擠出吹塑成型，只有制品的外壁與模具接觸，制品的冷卻速度也較快；而制品的內(nèi)壁與吹脹空氣接觸，傳遞的熱量少，冷卻的速度也較慢。此種冷卻方式，可用于大型制品的吹塑成型。制品尺寸愈大，型坯吹脹比愈大。吹脹比可用下式 計(jì)算： 11DB d? （ 31） 式中： B—— 吹脹比 1D —— 塑件的最大內(nèi)徑 （ mm） 1d ——— 型坯的內(nèi)徑 （ mm） 對(duì)于方形容器來說，按周長相等求的相當(dāng)直徑。 根據(jù) PET 的物 理性質(zhì)，取 ? =。塑件尺寸與空氣壓力、坯料溫度、成型周期、幾何形狀等有關(guān)。 2） 干燥機(jī)。 4） 空氣壓縮機(jī)。 28 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 吹塑模具結(jié)構(gòu)選擇 無論何種類型的吹塑模具，其最基本結(jié)構(gòu)都包括兩半部分，其中一半作為定模，另一半 作為動(dòng)模。 吹塑成型模具可按工作情況﹑組裝方式及啟閉方式三方面來介紹。通常都是直接用螺釘吧模具安裝在吹塑機(jī)上，依靠開、閉模具裝置進(jìn)行開、閉模運(yùn)動(dòng)。 組合式結(jié)構(gòu)的吹塑模具由兩個(gè)半模組成，如圖 42 所示，每個(gè)半模由?？诎?腹板 2和底板 3 組合而成。冷卻水道做在腹板上。 吹塑模具的吹氣方式 型坯夾緊閉模后 ，即對(duì)型坯吹入壓縮空氣。上吹法是典型的模具吹氣方式，壓縮空氣由模具上端吹入模具型腔。 閉模后，壓縮空氣用氣槍吹入型坯，采用這種方式吹脹型坯，制品的口頸，可以設(shè)計(jì)在制品頂部的任何部位。 型坯穿過吹氣桿進(jìn)入模具，吹脹成型時(shí)，制品的口頸一般位于制品的中心。壓縮空氣可用上吹法、下吹法、氣吹法等方式吹入型坯。這樣可以相對(duì)增 大組合件的緊固力， 防止組合模在使用中松動(dòng)，產(chǎn)生縫隙。三部分用螺釘和圓柱銷緊固。 圖 41 平行移動(dòng)式模具 1模口版 2腹板 3底板 29 吹塑模具的組裝方式 按組裝方式，吹塑模具 分為 組合式結(jié)構(gòu)及鑲快式結(jié)構(gòu)兩種類型。平行移動(dòng)模具是由兩半個(gè)具有相同型腔的模具組合而成。 吹塑成型塑件質(zhì)量的好壞往往受成型條件﹑成型模具所左右。 5） 單螺桿擠出機(jī)造粒機(jī)。 3） 單螺旋擠出機(jī)。 成型設(shè)備選用 批量： 中小批量 擠出設(shè)備選用 TT1530/140 . 其主要技術(shù)參數(shù)如下： 表 32 成型設(shè)備技術(shù)參數(shù) 螺桿直徑 /mm 38 理論注射容積