第七章中空成型設備1第七章中空成型設備17.1概述27.1概述21中空吹塑的定義中空吹塑（blowmolding吹塑成型）:借助氣體壓力使閉合在模具中的熱熔塑料型坯吹脹形成空心制品的工藝。型坯類型:擠出;注射。擠出型坯,管狀型坯－兩瓣模具－閉合－切斷－封閉坯料上下端－針頭注司氣－吹脹－冷卻－開模－制品注射型坯：注入型坯模－有底型坯－閉合吹塑模－吹脹－冷卻脫模31中空吹塑的定義31.擠出吹塑生產(chǎn)線總體認識工藝流程圖樹脂塑料添加劑混合造粒熔融塑化擠出(注塑)型坯吹脹制品冷卻后處理脫模制品

認識41.擠出吹塑生產(chǎn)線總體認識工藝流程圖樹脂塑料添加雙模液壓中空成型機大型吹塑機

認識5雙模液壓中空成型機大型吹塑機認識5水平旋轉圓盤式單頭型擠出吹塑成型機雙工位中空成型機認識6水平旋轉圓盤式單頭型擠出吹塑成型機雙工位中空成型機認識6此部分與普通的單螺桿控制面板一致:電源及急停開關、料筒及模具的溫度調節(jié)、螺桿轉速調節(jié)、過載電流顯示等型坯控制系統(tǒng)認識7此部分與普通的單螺桿控制面板一致:電源及急停開關、料筒及模具中空擠吹制品:通過擠出吹塑成型工藝制得,中空薄壁的容器。其成型容器的容量小至幾毫升，最大可至幾萬升。應用：廣泛應用于食品、飲料、化妝品、藥品、洗滌制品、兒童玩具等領域中。擠吹制品成型的塑料材料：LDPE、HDPE、PVC、PP、EVA、PC、PET等塑料，HDPE用量最廣，約占68％。認識8中空擠吹制品:通過擠出吹塑成型工藝制得,中空薄壁的容器。其成

吹塑模具主要由兩半陰模構成。因模頸圈與各夾坯塊較易磨損,故一般做成單獨的嵌塊以便于修復或更換。認識9吹塑模具主要由兩半陰模構成。因模頸圈與與注塑模具相比,擠出吹塑模具有以下特點:①吹塑模具一般只有陰模;②吹塑模具型腔受到的型坯吹脹壓力較小，一般為0.2～1.0MPa；③吹塑棋具型腔一般不需經(jīng)硬化處理，除非要求長期生產(chǎn)；④吹塑模腔內，型坯通過膨脹來成型，這可減小制品上的流痕與接合經(jīng)及模腔的磨損等問題；⑤由于一般沒有陽模，吹塑制品上較深的凹陷也能脫模（尤其對硬度較低的塑料），一般不需要滑動嵌塊。認識10與注塑模具相比,擠出吹塑模具有以下特點:認識10對吹塑模具的要求主要有:①可成型形狀復雜的制品;②能有效地夾斷型坯,保證制品接合統(tǒng)的強度；③能有效地排氣；④能快速、均勻地冷卻制品，并減小模具壁內的溫度梯度以減小成型時間與制品翹曲。吹塑模具對材料的要求較低,選擇范圍較寬吹塑模具材料的選擇要綜合考慮導熱性能、強度、耐磨性能、耐腐蝕性能、拋光性能、成本以及所用塑料與生產(chǎn)批量等因素。認識11對吹塑模具的要求主要有:吹塑模具對材料的要求較2、特點與應用:吹塑制品:瓶子、容器、汽油箱、保險杠、燃料油管等各類中空制品,日用和工程（工程吹塑）制品特點：耐應力開裂、氣密性、耐沖擊、耐藥品、韌性、耐擠壓等原料：要求熔體流動速率：0.04~1.12，聚乙烯（用量最大），聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、PET、PA等。低密度乙烯，食品;高低混合，商品容器；超高，大型容器。聚氯乙烯，透明，用于洗滌液等聚酯，飲料瓶122、特點與應用:127.2中空吹塑設備吹塑工藝:擠出吹塑（絕大部分中空制品）;注射吹塑；拉伸吹塑拉伸吹塑：包括擠出－拉伸－吹塑,注射－拉伸－吹塑過程：型坯的制造，型坯的吹脹拉伸吹塑：縱向拉伸，橫向吹脹，兩個方向定向。擠出吹塑：最普遍的加工方法137.2中空吹塑設備13間斷式:擠出規(guī)定長度停機,完成吹脹再啟動連續(xù)式：連續(xù)擠出型坯，在機頭切斷，移走。１、擠出機可以調速、穩(wěn)定擠出、與吹脹協(xié)調長徑比，塑化，溫度等要求低溫擠出，熔體強度高，減少下垂，厚薄均勻２、機頭和口模組成：多孔板、濾網(wǎng)、型芯部件，要求流線型類別：轉角機頭，直通機頭，貯料缸機頭7.2.1型坯的成型裝置14間斷式:擠出規(guī)定長度停機,完成吹脹再啟動7.2.1型坯的成中空吹塑成型設備

1.擠出機

擠出成型機是中空擠出吹塑裝置中的最主要設備。擠出成型機的結構特點和正確操作,對吹塑制品的力學性能和外觀質量、各批成品之間的均勻一致性、成型加工的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性影響很大。擠出裝置一般為通用型擠出機，但要求擠出機能適應周期性頻繁停歇;開動和停歇的電鈕應安裝在離操作人員較近的地點。擠出機應具有可連續(xù)調速的驅動裝置，在穩(wěn)定的速度下擠出型坯。多采用三段式單螺扦擠出機．選用等距不等深的漸變形螺桿。對聚烯烴和尼龍類塑料可選用突變形螺桿。螺桿直徑按制品的容積大小來選擇。凡吹塑小型制品。常選用φ（45～90）mm擠出機，吹塑大型中空容器選用φ（120～150）mm的擠出機。也有選用二臺中小型擠出機組合來吹塑大型制品的。

15中空吹塑成型設備1.擠出機擠出成型機是中空總結中空吹塑成型設備

1.擠出機

擠出機螺桿的長徑比應適宜,一般選用長徑比為20～25。長徑比太小，物料塑化不均勻，供料能力差，型坯的溫度不均勻;長徑比大些，分段向物料進行熱和能的傳遞較充分，料溫波動小，料筒加熱溫度較低，能制得溫度均勻的型坯，可提高產(chǎn)品的精度及均勻性，并適用于熱敏性塑料的生產(chǎn)。對于給定的貯料溫度，料筒溫度較低，可防止物料的過熱分解。螺桿的壓縮比與塑料品種有關。對聚烯烴塑料，壓縮比選3～4:1，料則選對聚氯乙烯則選2～2.5:1。擠出機的加熱裝置，要求能控制溫度，使其波動范圍小?？刂茰夭钚∮凇?℃，有利于提高產(chǎn)品質量。16總結中空吹塑成型設備1.擠出機擠出機螺桿中空吹塑成型設備

2.機頭

機頭系指型坯模頭。包括多孔板、濾網(wǎng)連接管與型芯組件。機頭進料通道和螺桿接口應成直線,水平對準，以減少熔體料流在拐彎時的阻力。機頭芯軸亡可設凸起結構，增加料流緩沖區(qū)，升高熔體壓力，利于消除熔體流動時因變形引起的傷痕。機頭結構形式:

吹塑機頭的結構和形式，根據(jù)制品容積的大小、變量和工藝方式來選擇。一般分為:轉角機頭、直通式機頭和帶儲料缸式機頭三種類型。除一些特殊的裝置（如水平吹塑系統(tǒng)或采用立式擠出機）之外，絕大多數(shù)吹塑是采用出口向下的轉角式機頭。

17中空吹塑成型設備2.機頭機頭系指型坯模頭?？偨Y中空吹塑成型設備

2.機頭

a.轉角機頭轉角機頭由連接管和連接管呈直角配置的管式機頭組成。結構如圖10-l所示。這種機頭內流道有較大的壓縮比,口模部分有較長的定型段，適合于擠出聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、ABS等塑料。18總結中空吹塑成型設備2.機頭a.轉角機頭18總結中空吹塑成型設備

2.機頭

由于熔體流動方向由水平轉向垂直,熔體在流通中容易產(chǎn)生滯留，加之連接管到機頭口模的長度有差別，機頭內部的壓力平衡受到干擾，會造成機頭內熔體性能差異為使熔體在轉向時能自由平滑地流動，不產(chǎn)生滯留點和熔接線．多采用螺旋狀流動導向裝置和側面進料機頭。其結構如圖10-2所示。這種結構使熔體流道更加流線型化，螺旋線的螺旋角為45°～60°，收斂點機加工成刃形，位于型芯一側，與側向進料口相對，在側向進料口中心線下方約16—19mm處。這種結構不能完全消除熔接線。常采用的措施:一是各分流道的物料應充分匯合，有達到均勻的機頭內停留時間;二是提高機頭壓力，促進熔體的熔合。在管心的分流梭下游裝置一個節(jié)流圈，其結構如圖10-3所示，節(jié)流圈使機頭內通道的有效截面縮小，增大熔體壓力。節(jié)流圈的外形呈流線型。

19總結中空吹塑成型設備2.機頭由于熔體流動方向由水平轉向總結中空吹塑成型設備

2.機頭

20總結中空吹塑成型設備2.機頭20總結中空吹塑成型設備

2.機頭

b.直通式機頭直通式機頭與擠出機呈一字形配置,從而避免塑料熔體流動方向的改變，可防止塑料熔體過熱而分解。直通式機頭的結構能適應熱敏性塑料的吹塑成型，常用于硬聚氯乙烯透明瓶的制造。c.儲料式機頭帶儲料缸的機頭生產(chǎn)大型吹塑制品（如啤酒桶及垃圾箱等）,由于制品的容積較大，需要一定的壁厚以獲得必要的剛度，因此需要擠出大的型坯，而大型坯的下墜與縮徑嚴重，制品冷卻時間長，要求擠出機的輸出量大。對大型擠出機，一方面要求快速提供大量熔體，減少型坯下墜和縮徑，另一方面，大型制品冷卻期長，擠出機不能連續(xù)運行，從而發(fā)展了帶有儲料缸的機頭。其結構如圖10-4所示。

21總結中空吹塑成型設備2.機頭b.直通式機頭c.儲料式總結中空吹塑成型設備

2.機頭

由擠出機向儲料缸提供塑化均勻的熔體,按照一定的周期所需熔體數(shù)量貯存于儲料缸內。在儲料缸系統(tǒng)中由柱塞（或螺桿）定時、間歇地將所儲物料全部迅速推出，形成大型的型坯。高速推出物料可減輕大型型坯的下墜和縮徑，克服型坯由于自重產(chǎn)生下垂的變形而造成的制品壁厚的不一致性。同時擠出機可保持連續(xù)運轉，為下一個型坯備料，該機頭既能發(fā)揮擠出機的能力，又能提高型坯的擠出速度，縮短成型周期。但應注意，當柱塞推動速度過快不適應熔體粘度時，熔體通過機頭流速太大，可能產(chǎn)生熔體破裂現(xiàn)象。22總結中空吹塑成型設備2.機頭由擠出機向儲料缸提供塑化均(1)、轉角機頭較大壓縮比,較長的定型段適合:聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、ABS23(1)、轉角機頭23螺旋狀溝槽芯軸機頭:熔體轉向自由平滑,減少停滯，消除熔接線。24螺旋狀溝槽芯軸機頭:熔體轉向自由平滑,減少停滯，消除熔接線。調壓機頭:增大熔體壓力,消除熔接線25調壓機頭:增大熔體壓力,消除熔接線25（２）、直通機頭與擠出機軸線呈一條直線,料流不改變方向，停留時間短。用于熱敏性塑料，如硬聚氯乙烯結構:與管材機頭類似26（２）、直通機頭26（３）、帶貯料缸的機頭原理:按照一定周期所需熔體數(shù)量貯存于貯料缸內,貯料缸柱塞定時、間歇將所貯物料全部迅速推出，形成大型的型坯。用途，大型制品，如啤酒桶、垃圾箱27（３）、帶貯料缸的機頭27貯料缸式機頭:28貯料缸式機頭:28作用:型坯進入模具閉合,將管狀型坯吹脹成模腔所具有的精確形狀，冷卻，定型、脫模，得到制品。組成：吹氣機構、模具、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)１、吹氣機構針管吹氣、型芯頂吹、型芯底吹7.2.2吹脹裝置29作用:型坯進入模具閉合,將管狀型坯吹脹成模腔所具有的精確形狀（１）、針吹法工序:閉合－穿破型坯壁－吹脹－吹針回縮－熔料愈合特點：適合連續(xù)旋轉吹塑、小型容器、帶有手柄、30（１）、針吹法30（２）、頂吹法工序:閉合－底部夾住－頂部開口－型芯通氣－吹脹－旋轉刀具切除余料型芯作吹氣芯軸,機構簡化31（２）、頂吹法31（３）、低吹法頸部開口偏離制品中心線32（３）、低吹法32２、吹塑模具材質:結構簡單、承壓要求低、強度要求低,鋁、鋅合金、鈹銅、鋼材，工具鋼內部鍍鉻。冷卻系統(tǒng)：水孔排氣系統(tǒng)：型坯和模腔壁之間的氣體，分型面開槽。33２、吹塑模具33１、型坯厚度控制裝置調節(jié)口模間隙（如圖）改變擠出速度改變型坯牽引速度預吹脹型坯厚度的程序控制（如圖）34１、型坯厚度控制裝置34程序控制控制原理:以吹脹比為依據(jù),調節(jié)厚度35程序控制35２、型坯長度控制控制型坯長度與設定長度之間的變化,可以采用光電控制，測長度，反饋螺桿轉速。３、型坯切斷裝置不同產(chǎn)品，不同方式兩瓣模吹脹模具，模腔上下口加工成為刀刃式切料口。刀刃要加熱。36２、型坯長度控制367.3.1擠出吹塑工藝過程過程:擠出型坯－夾住型坯－定位合模－頭部成型－導氣吹脹－冷卻定型－開模脫出－制品修正間歇：過程在機頭的下方完成,擠出中斷，易降解，適于熱穩(wěn)定性塑料連續(xù)：同步進行，往復式，輪換出料式，轉盤式，可以用于熱敏性塑料7.3擠出工藝過程及控制因素377.3.1擠出吹塑工藝過程7.3擠出工藝過程及控制因素擠出吹塑方式38擠出吹塑方式38型坯溫度,擠出速度，吹脹壓力，鼓氣速率，吹脹比，模具溫度，冷卻時間１型坯溫度和擠出速度型坯溫度:溫度均勻，適度偏低

過高，下垂，厚度不均，熔體強度低，難成型

過低，膨脹突出，長度收縮，壁厚增加，內在和表面質量差，溫度與型坯重量的關系見圖粘度計算：管狀型坯擠出的表觀粘度：ηα＝158L2ρ/υ

表觀粘度ηα（Pa.s）L(cm)ρ(g/cm3)υ(cm/s)7.3.2擠出吹塑控制因素39型坯溫度,擠出速度，吹脹壓力，鼓氣速率，吹脹比，模具溫度，冷Lυρ可以計算粘度ηα,通過調節(jié)溫度實現(xiàn)．40Lυρ可以計算粘度ηα,通過調節(jié)溫度實現(xiàn)．40實際溫度控制,溫度稍低，轉速提高則可以得到表面光滑，質地均勻，不易下垂的型坯．通用塑料推薦值，見表．41實際溫度控制,溫度稍低，轉速提高則可以得到表面光滑，質地均勻２吹氣壓力和鼓氣速率壓力,種類材料各異，0.2~1MPa高粘度取高，如聚碳酸酯;低粘度，取低值，如聚酰胺．壁厚，小容積取低，壁薄，大容積取高．鼓氣速率:大，減少時間，厚度均勻，表面質量好．但是，防止從口部拉斷42２吹氣壓力和鼓氣速率42３吹脹比指型坯吹脹倍數(shù):大型薄壁１．２～１．５;小型厚壁２～４；細口瓶５～７４模具溫度要求均勻,保證制品均勻固化低，冷卻速度快，不易吹脹，影響厚度均勻，表面花紋不清高，冷卻時間長，脫模變形，收縮率大實際控制：低于軟化溫度４０度43３吹脹比43５冷卻時間因制品情況確定,保證制品要求的前提下加快冷卻．

時間長，彈性恢復小，外形規(guī)整，結晶度大，韌性和透明下降

時間短，制品內應力大加速冷卻的方法:冷凍水氣，液氮，固體二氧化碳時間的設置：主要根據(jù)厚度確定，見圖44５冷卻時間44冷卻時間與厚度關系平衡冷卻概念:大制品,頸部高效介質，主體薄壁一般介質45冷卻時間與厚度關系平衡冷卻概念:大制品,頸部高效介質，主7.4.1注射吹塑生產(chǎn)工序

1、兩步法成型:注入型坯模具－管狀型坯－坯模退出－吹塑模具閉合－吹脹－冷卻－脫模適合：大批量,小型精制，廣口容器，應用于日用，化妝，醫(yī)藥，食品包裝原料：PP,PE,PS,SAN(苯乙烯－丙烯晴共聚),PVC,PC特點（與擠出吹塑比較）：厚度一致，無后修理，無合縫線，廢邊料少．模具要求高，尺寸受限，容器不能帶手柄．7.4注射吹塑467.4.1注射吹塑生產(chǎn)工序7.4注射吹塑46注射吹塑工藝圖47注射吹塑工藝圖477.4.2注射吹塑設備特點注射吹塑設備:二工位,三工位，四工位，設置在轉動盤上，180,120,90度的角度布置．三工位最普遍１注射型坯模具中型腔和芯棒的要求型坯模具：兩瓣模具，芯棒，底板，頸圈型坯：1.5~5mm厚度芯棒作用：型坯陽模，制品內表面，運載型坯，加熱保溫，吹氣通道與控制．芯棒要求：直徑小于頸部最小尺寸，容器的最小直徑應大一些，保證一定的吹脹比．制造要求：表面高精度，七級以上．材質強度高．487.4.2注射吹塑設備特點48２吹塑模具設計要求:形狀表面質量保證,冷卻設計充分合理，合模面緊密，開排氣槽（合模面上）49２吹塑模具設計要求:497.4.3注射吹塑工藝要點１管坯溫度與吹塑模具溫度管坯溫度:關鍵溫度,高，粘度低變形，厚度不均，影響質量;低，吹脹產(chǎn)生內應力．模具溫度：準確控制，選擇較低溫度，周期縮短２．注射吹塑樹脂要求：較高分子量，熔體延伸性能好，粘度受剪切和溫度影響小，材料的韌性高．507.4.3注射吹塑工藝要點50雙軸定向拉伸:擠出注射型坯－溫度調節(jié)－縱向拉伸－橫向拉伸－制品非結晶型：熱彈性范圍非結晶型：低于結晶熔點較窄的范圍內拉伸速度：在吹脹以前分子鏈處于拉伸狀態(tài)而沒有松弛,不給松弛時間。結晶影響：比較復雜，現(xiàn)在認為，形成一定的結晶，對拉伸定向有利。所以加成核劑拉伸定向對制品的性能有利，以聚丙烯為例，見表。7.5拉伸吹塑51雙軸定向拉伸:擠出注射型坯－溫度調節(jié)－縱向拉伸－橫向拉伸－制注射型坯定向拉伸吹瓶物性52注射型坯定向拉伸吹瓶物性52擠出型坯定向拉伸吹瓶物性53擠出型坯定向拉伸吹瓶物性53一步法:熱型坯法,擠出機＋吹塑機組，注射機＋吹塑機組。一步法擠出拉伸吹塑，PVC加工一步法注射拉伸吹塑，PETRPVC兩步法：冷型坯法，第一步，成型型坯－冷卻;第二步，型坯加熱－拉伸－吹塑兩步法擠出拉伸吹塑，PVCPP兩步法注射拉伸吹塑，PET7.5.1拉伸吹塑工藝54一步法:熱型坯法,擠出機＋吹塑機組，注射機＋吹塑機組。7.51注射型坯定向拉伸吹塑型坯（有底）,傳送，加熱爐，拉伸，吹脹551注射型坯定向拉伸吹塑55２擠出型坯定向拉伸吹塑擠出管狀,冷卻，切割，加熱，成型成型:成型臺－成型瓶頸－拉伸－合模吹脹。56２擠出型坯定向拉伸吹塑56１、原材料的選擇雙向拉伸滿足性能要求的塑料:PVNPET(最多)PVCPP２注射型坯工藝控制工藝條件：溫度,時間，壓力相互影響和制約PET為例：熔點260度，分解開始290度，注射溫度取在兩個溫度之間．由于結晶聚合物，且在140~180度結晶最快，所以要快速冷卻到玻璃化溫度70~78度以下．注射工藝參數(shù)見表：7.5.2拉伸吹塑工藝控制要點57１、原材料的選擇7.5.2拉伸吹塑工藝控制要點57PET型坯注射工藝參數(shù)58PET型坯注射工藝參數(shù)58３拉伸吹塑工藝控制特點加熱溫度,吹塑壓力，吹塑時間，模具溫度（１）型坯再加熱兩步法的特征，型坯冷卻到室溫，存放達到熱平衡．再加熱使得側壁達到熱塑范圍．設備，使用遠紅外或者石英恒溫箱，軌道輸送，型坯轉動，溫度分布平衡．一般達到玻璃化溫度以上10~40度．PET瓶型坯溫度達到195~230度，10~20秒保溫（２）拉伸吹塑和雙軸定向拉伸比:

PET瓶，橫向5倍，縱向2.5倍吹塑空氣壓力：PET瓶20Pa59３拉伸吹塑工藝控制特點59兩臺以上擠出機,同種或異種塑料，同一個機頭，制造多層中空容器復合層組合:PA/POPE/PVC/PEPVA/PEPS/PAN/PP主要目的滿足容器氣密性要求。技術關鍵：各層之間的黏結，方法①混入有黏結性能的樹脂，②添設黏結材料層，設備更復雜形式：共擠吹塑，多層注坯吹塑7.6多層吹塑60兩臺以上擠出機,同種或異種塑料，同一個機頭，制造多層中空容器7.6.1多層注坯吹塑過程:陽模上形成第一層后,改變模腔在第一層上形成第二層，第三層。再吹脹成型特點：無廢邊，瓶底無切割痕跡。設備要求高，大批量，廣口容器。617.6.1多層注坯吹塑617.6.2多層共擠出設備１多層結構的材質選擇阻隔層塑料:PA,PANEVOH（乙烯／乙烯醇共聚物）內外層：PEPPPC再生層：回收料。要求：良好的熱封合性，印刷性等１多層共擠設備可以使用通用擠出機627.6.2多層共擠出設備62多層共擠機頭63多層共擠機頭63對多層吹塑的改進,形成雙向拉伸，制品的性能提高，比如多層吹塑不透明，多層共擠出拉伸吹塑可以使得產(chǎn)品透