塑料中空吹塑成型模具

nullnull第7章 塑料中空吹塑成型模具7.1 吹塑成型工艺简介 7.2 吹塑成型模具构成及特点 7.3 吹塑成型模具设计要点null本章学习要求： 1．了解吹塑成型工艺方法 2、了解不同吹塑成型方法的模具构成及特点 3、掌握吹塑模类型及设计要点重点： 吹塑模类型及设计要点7.1 吹塑成型工艺简介7.1 吹塑成型工艺简介中空吹塑，简称吹塑，是一类重要的塑料成型方法。塑料瓶、桶、罐等包装容器类空心塑件，空气虑清器等中空工业件以及旅行箱、座椅等双壁塑料件，都是吹塑而成的，统称中空制品。null中空制品口小肚大采用常规注射成型时型芯无法脱出。内外结构尺寸均有严格要求的中空制品可采用模内组装工艺成型——注成两半模内焊合。吹塑成型用于生产内部结构尺寸要求不严格的中空制品。 吹塑成型包括型坯成型和吹胀成型两个基本步骤：先将塑料加工成型坯；然后，将高温型坯置于吹塑模中，向型坯中注入压缩空气将其吹胀至紧贴型腔壁，保持吹胀压力至塑件冷却定型，开模件即得中空塑件。 根据型坯制备及吹胀方法不同，吹塑成型工艺有挤-吹、注-吹、挤-拉-吹、注-拉-吹等多种。1.挤塑吹塑成型—挤吹1.挤塑吹塑成型—挤吹塑料经挤出机及型坯机头制成管状型坯，趁热将其置于吹塑模具中进行吹胀成型。null挤吹设备和模具造价较低；可成型熔体粘度较高相对分子质量较大的塑料，制品经周向拉伸分子取向，因而耐冲击性和耐应力开裂性较好。 但挤吹制品底部和肩部有结合缝，在模具及工艺设计时需注意保证结合缝的结合强度。 挤出吹塑是目前产量最大经济性良好的一种中空制品成型方法。可用于较大容器及复杂中空工业件的生产。2.挤塑拉伸吹塑成型—挤拉吹2.挤塑拉伸吹塑成型—挤拉吹塑料经挤出机及型坯机头制成管状型坯，热管坯被预吹模截取并进行预吹胀，预吹胀的高温型坯移至吹塑模具中进行拉伸吹胀成型。　 　 挤拉吹工艺与挤吹相比多了一个预吹拉伸工序，制品双轴取向，可获得薄壁高强度容器，如PVC矿泉水瓶等。 但需增设相应模具，工艺也略显复杂，制品质量和成型效率远不及注拉吹产品。 所以挤拉吹工艺应用较少。　 3.注塑吹塑成型—注吹3.注塑吹塑成型—注吹塑料经注射机及型坯注射模制成试管状型坯（型坯附着在芯模上）高温型坯移至吹塑模具中进行吹胀成型。null注吹采用的设备和模具造价较低；制品上没有有结合缝，制品经周向拉伸分子取向；制品精度较高。 但注塑制坯要求塑料熔体粘度不能太高，材料相对分子质量较小，因而产品力学性能相对较低。 注塑吹塑主要用于形状精度要求较高的药瓶、化妆品瓶等小型中空件的生产。4.两步法注塑拉伸吹塑成型—注拉吹4.两步法注塑拉伸吹塑成型—注拉吹塑料经注射机及型坯注射模制成试管状型坯，型坯冷却定型后脱模。吹塑前将型坯再加热至热变形温度以上，预热的高温型坯移至吹塑模具中进行拉伸吹胀成型。　 　 两步法注拉吹工艺与注吹相比，增加了型坯拉伸工序，制品双轴取向，可获得薄壁高强度容器，产品精度和性能优于挤拉吹制品。 但型坯冷却后需再次加热，能耗较大；自动化程度和成型效率不及一步法。 两步法注拉吹工艺设备投资较小，容易上马。适于资金不太雄厚的中小企业和自用配套产品生产。　 5.一步法注塑拉伸吹塑成型—注拉吹5.一步法注塑拉伸吹塑成型—注拉吹此法系采用多工位注拉吹成型机一次成型吹塑制品。 塑料在a工位注入型坯模，型坯冷却定型后随型芯移至b工位加热调温，高温型坯移至c工位的吹塑模具中进行拉伸吹胀成型，冷却的成品随型芯移至d工位脱模　 　 一步法注拉吹工艺是目前最先进的中空制品成型方法。 自动化程度和成型效率高；制品双轴取向，壁厚均匀无飞边，不需后加工，产品精度高，性能优。 但是设备与模具的价格昂贵。 一步法注拉吹工艺多用于聚酯瓶等小型塑件的大批量生产。　 6.多层中空制品吹塑成型6.多层中空制品吹塑成型多层中空制品吹塑成型是利用多层共挤或多组分共注射成型工艺获得由不同塑料组成的多层型坯。以实现材料性能的优势互补，如降低渗透性，改进耐热性， 改进外观，着色装饰，利用再生料降低成本等。后续工艺及特点与前述的挤-吹、注-吹、挤-拉-吹、注-拉-吹工艺相同。7.2 吹塑成型模具构成及特点7.2 吹塑成型模具构成及特点由吹塑成型工艺过程可以看出，广义的吹塑成型模具构成如下：1.吹塑成型模具构成2.吹塑模特点2.吹塑模特点型坯成型模具（挤出模、注射模）已如前述，这里主要讨论狭义的吹塑成型模具——吹胀成型模具，简称吹塑模。 如前所述，中空制品是向高温型坯中注入压缩空气，利用型坯内的气压将其压贴在模具型腔表面而成型的，只有外部结构尺寸由模具限定，内部结构尺寸取决于外形和壁厚。null所以，吹塑模多由两半或多瓣模（需侧分型时）扣合而成，只有成型制品外部形状的型腔（无论凹凸），没有型芯；两半模间设有进气杆或进气针。这是吹塑模共有的标志性特征。 另外，与注射模、压模、传递模等其他两半式型腔模类似，吹塑模还有合模导向定位机构、冷却系统和排气系统。 吹塑模的具体结构组成因塑件结构、型坯类型吹胀方法不同而异。如挤出吹塑模有夹坯口和余料槽；拉伸吹塑模的进气杆是可控伸缩的等等。 下面是几种不同类型吹塑模的实物照片。挤吹成型吹塑模挤吹成型吹塑模两步法注吹成型吹塑模两步法注吹成型吹塑模一步法注吹成型吹塑模一步法注吹成型吹塑模一步法 注拉吹成型 吹塑模一步法 注拉吹成型 吹塑模7.3 吹塑成型模具设计要点7.3 吹塑成型模具设计要点如前所述，吹塑模类型较多，结构组成及设计要求各异。由于学时限制，这里我们仅结合挤吹模（挤塑吹塑模具）就其设计要点作一简介。1.挤吹模具的主要设计要求1.挤吹模具的主要设计要求①吹胀比大小适当，制品各部位分布尽量均匀； ②可有效夹断型坯，夹断处接合缝强度足够； ③排气可靠，保证型坯迅速吹胀，帖服模壁； ④冷却快速、均匀。2.吹胀比和拉伸比2.吹胀比和拉伸比吹胀比λR是指中空塑件径向最大等效直径D2与型坯直径D1之比： 拉伸比λL是指拉伸吹塑中空塑件长度L2与型坯有效长度L1之比： 总拉伸比λ是双向拉伸比的乘积：2.吹胀比和拉伸比2.吹胀比和拉伸比吹胀比和拉伸比分别表示了塑件成型时型坯径向和轴向被拉伸的程度。 通常加大吹胀比或拉伸比，可提高制品相应方向的强度；当型坯厚度一定时，加大吹胀比或拉伸比，可使制品厚度减薄，节省原料，但吹胀变得困难，制品刚度会相应减小。 吹胀比和拉伸比取值因制品类型、使用要求、原料特性及成型工艺要求而定。如碳酸饮料用PET瓶，常取吹胀比为5，拉伸比为2.5，超过此值，瓶子强度、刚度、透明性均有所下降。null吹胀比和拉伸比可近似表示塑件尺寸和型坯成型机头模口尺寸之间的关系。 模口直径： 模口间隙： 式中 D-模口直径，mm；D1-型坯直径，mm； D2-制品最大等效（周长相等）直径，mm； δ-模口间隙，mm；t-塑件壁厚，mm；λR-吹胀比；λ-总拉伸比；α –考虑出口膨胀和垂伸变薄的修正系数，一般取1-1.5 3.模具型腔设计3.模具型腔设计分型面：通常为经过制品断面轮廓最大处的平面。形状复杂的制品，分型面可为曲面或由多个平面组合。容器把手一般设在分型面上。 型腔表面：吹胀压力小，成型温度低，塑料不会进入微观不平（粗糙度）的波谷，比较粗糙的型面，不仅不会影响制品表面状态，还有利于排气。对高光泽、高透明等特殊要求制品型腔要抛光处理。 侧分型：吹塑制品为尽量使壁厚均匀，即使有侧凹也采用较大斜度逐渐过渡，加之脱模温度高，弹性好，可强制脱模，一般无需侧分型。斜度较小的深槽则要设置侧分型机构。4.夹坯口和余料槽4.夹坯口和余料槽夹坯口 夹坯口也称刃口。挤出吹塑模具在闭合的同时需将余料切除，因此在模具相应部位要设置夹坯口。 余料槽 型坯被刃口切断的余料刚好落在分型面处，影响模具闭合，为此在相应部位开设余料槽容纳余料。夹坯口余料槽null夹坯口和余料槽的结构尺寸是挤吹模设计的关键。夹坯口除切除余料外，还有夹持封闭型坯的作用。如果夹坯口宽度和角度不当，接合面贴合不紧，余料槽容量不足，可能出现夹持不紧、型坯切不断或型坯切断后结合缝强度不足等现象。 余料槽通常设在切口的上下两侧，其大小应依型坯夹持后余料的宽度和厚度来确定，以模具能严密闭合为准。夹坯口宽度一般选用1～2mm，角度取13°～15°。 常用的夹坯口及余料槽结构尺寸如图7-3-3所示null5.排气系统5.排气系统吹塑模排气量大，成型压力又小，模具闭合后，型腔内原有空气的排除问题必须认真考虑。排气不良，型坯不能很好地帖服型腔，会造成制品结构形状不完整、不清晰、斑纹、麻坑等缺陷。 吹塑模排气方式以分型面设排气槽为主，因为不存在溢料问题，排气槽尺寸比注射模稍大。 当有转角、死角等，型坯最后贴紧处不在分型面上的部位，则考虑型腔壁面设置排气通道，以便导出空气。5.分型面排气槽结构尺寸5.分型面排气槽结构尺寸5.型腔壁面排气结构尺寸5.型腔壁面排气结构尺寸6.常用吹塑模具材料6.常用吹塑模具材料钢材：强度高，寿命长，但导热性差，主要用作承压嵌块、切口嵌块、导向零件、承载结构件等 铝合金：导热性好，质轻，广泛用作型腔材料 铜合金：铜铍合金导热性好，强度高，耐腐蚀，可用于有腐蚀性的PVC等塑料，水道不易结垢，但价格昂贵 锌基合金：可低温铸造大型、复杂型腔，导热好，成本低，但硬度低，需嵌入钢材或铜铍合金夹坯口嵌块。思考题思考题7-1.吹塑成型工艺主要有哪几种?各用及什么模具？ 7-2.各类吹塑模共有的标志性特征是什么？ 7-3.挤吹模主要设计要求是什么? 7-4.挤吹模为什么要设置夹坯口和余料槽？ 7-5.如何考虑吹塑模的排气方式？