塑料成型方法

塑料成型方法

一、注塑：注塑成型

塑料注射成型技术是根据压铸原理从19世纪末20世纪初发展起来的，是目前塑料成型加工中最普遍采用的方法之一。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料。

注射成型加工方法简称注塑，即是在加压下，将物料由加热料筒经过主流道、分流道、浇口，注入闭合模具型腔的模塑方法。

所得形状往往就是最后的成品，在安装或作为最终成品使用之前不再需要其它的加工。许多细部，诸如凸起部。肋、螺纹，都可以在注射模塑一步操作中成型出来。

注射成型机（简称注塑机）有两个基本部件：用于熔融和把塑料送人模具的注射装置与合模装置。合模装置的作用在于：（1）使模具在承受住注射压力情况下闭合；（2）将制品取出。

注射装置在塑料注入模具之前将其熔融，然后控制压力和速度将熔体注入模具。目前采用的注射装置有两种设计：螺杆式预塑化器或双级装置，以及往复式螺杆。螺杆式预塑化器利用预塑化螺杆（第一级）再将熔融塑料送人注料杆（第二级）。

螺杆预塑化器的优点是熔融物质量恒定，高压和高速，以及精确的注射量控制（利用活塞冲程两端的机械止推装置）。这些长处正是透明、薄壁制品和高生产速率所需要的。其缺点包括不均匀的停留时间（导致材料降解）、较高的设备费用和维修费用。

最常用的往复式螺杆注射装置不需柱塞即将塑料熔融并注射。将料斗中的粉状或粒状塑料熔融，通过转动的螺杆送到螺杆前端止逆间处，塑料流体流经螺杆前端并堆积于螺杆前方。螺杆前方熔融塑料的积累将螺杆推向注射装置的后部，螺杆的转动、熔融物的积累和向后部的移动一直持续到形成一定的注射量。在下一个设备工作周期中，螺杆末梢止逆问关闭，防止物料沿螺杆返回。螺杆梢和进料螺杆的作用有如注料柱塞，将塑料压人模具。

往复式螺杆的优点包括减少了塑料的停留时间，自洁螺杆和螺杆梢。这些优点在加工热敏性材料以及当采用带色原料或树脂品种变更时，螺杆和机筒都要清理时，都是关键所在。

目前广泛应用的合模装置设计包括：肘杆式合模装置、液压式合模装置和液压一机械式合模装置。肘杆式合模装置鉴于其设计在制造时成本低，适用于小吨位设备。其特点包括闭锁作业的高机械效益、内设锁模减慢装置、模具损坏慢以及快速的合模操作。

合模油缸把横顶板推向前，使连肘伸长并使压板朝前运动。合模装置关闭时，机械利益降低，促使压板迅速移动。当压板到达模具关闭的位置时，连肘由高速一低机械利益转为低速一高机械利益。低速是保护模具的关键，而高机械利益是形成大吨位所需要的.一旦连肋充分伸展，液压就不再是保持吨位所必须的了。为了开启合模装置，将液压施加于合模柱塞相反的一面，为了防止成型好制品被损坏，要缓慢开启模具。通过整个连肘装置的移动和压板装置沿拉杠的移动（移到连肘装置充分伸展开前模具闭合处），来调节合模装置以适应于不同的模具高度。肘杆式合模装置的优点包括：快速的合模操作、降低了能耗和较低的设备成本。缺点是较之液压式合模模具复杂，连接销和衬套要经常维修。不过肘杆设计的发展已经可减少了肘杆合模装置的维修，这些发展包括无油衬套，大大减少了强制性润滑。

进展之一是全部电机采用目前已有的精密滚珠丝杠机床技术和先进的交流伺服电动机相结合，用以代替液压动力机组。这些电动机只提供完成机器功能所需要的动力，它们大大降低了生产每一制品的总能耗。

液压合模装置广泛应用于150t ~ 1000t的设备中，而大部分应用于250t ~ 700 t的设备中。借助增压管（或外置油缸）迅速合模，大量油作用于小面积上的结果是速度甚快。预定液问将油从高位储液器借助重力进入主活塞后部。在两个半模瓣接触前，模具应处在低速低压保护状态，这种状态防止了外来物、溢料或者上一周期未取出的制品造成的损伤。当模具关闭时，预充液问关闭通向预储液器的出口。主活塞后部产生吨级合模力。这一注射周期后，预充液问开启，促使合模装置渐渐开启模瓣。在一个短距离内，合模装置加速到快速开启速度。

液压合模装置为设备的安装和运转提供了灵活性。由于在合模行程中的任何部位都能产生吨级合模力，所以只要通过设备的控制把位置调到相应于两半模瓣相接触处就可把模具接上。液压机械合模装置综合了机械和液压两者的功能来移动合模装置并造成吨级合模力。液压机械设计由于受予充液间流量限止，用以作成合模装置，均从1000 t左右到更大。合模装置的速度受制于预充液问控制的流体流量。液压机械设计包括如下几个单元：把可动压板移动到两半模瓣，近乎互相接触之处所用之液压油缸；（2）防止大吨位合模力形成时朝后移动的机械锁板；（3）移动模具最后一段距离至闭合态并产生合模力所用的短行程液压油缸。

机器控制部分协调机器全部功能。已进展到采用多微机控制体系。为了和新的控制装置相配套，机器液压部分也已有所改进。与伺服控制比例阀门以及相应的放大装置增加了灵活性和准确性，同时缩短了机器功能响应时间。微机控制体系和伺服比例液压装置提供动态响应以完成一真正的闭环系统。闭环系统调节机器以补偿油温、原料粘度和机器变量的变化。高水准的控制也出现在辅助设备上。（干燥器、冷却装置和模具温度控制装置），并令全部机器设备由CRT和LCD进行调定和监控。相接于主计算机上的各种机器提供整个车间监控和生产调度，SPC在机器或主计算机处提供实时监控。

塑料加工中的重要因素包括：温度、稠度、色料分布和熔体密度。机筒温度产生之传导热量和螺杆转动产生的机械热二者都有助于加工出优质熔体。最常见的情况是，大多用于熔融塑料的能量，通过螺杆转动获得。

随螺杆转动混炼在螺纹之间发生，塑性粒料表面被熔融塑化。当物料沿螺杆前进时，就重复着混合和剪切作用，直至塑料被完全熔融。

二、挤出：挤出成型

挤出成型，是塑料加工工业中最早的成型方法之一，是塑料成型加工的主要方法。采用挤出，可以加工绝大多数热塑性塑料和少数热固性塑料。其加工的塑料制品，主要有管材、棒材、片材、板材、异型材、薄膜、单丝、扁带、电线电缆和网，配套相应辅机还可生产各类中空容器、编织袋等制品，特别是可以生产连续性的塑料制品。

挤出成型是使加热或未经加热的塑料，通过成型孔变成连续成型制品的方法。

熔融材料最终须按希望的形状成型以后冷却到固体状态，即成为了最终产品。这些最终产品包括顾客选择的型材（汽车边条、房边、各种模塑品和边条）、片材（窗玻璃镜条、真空成型品，如杯子、盘子和冰箱内村等）、管材、纤维、膜（袋类、包装膜、复合膜等）、涂敷（电线绝缘和管子涂敷）、吹塑产品（瓶子和汽车油箱）、造粒（加有各种添加剂的热塑性混合物，此混合物做成颗粒以备进一步挤出）。用来制造上述产品的聚合物大多是热塑性材料。

工艺和设备

在当今世界上，用得最普遍、最广泛的挤出机设备是单螺杆挤出机。单螺杆挤出机可加工多种材料并且价格低廉。单螺杆挤出机的螺杆直径（D）决定着所制制品的形状大小和需要的生产率，因此，挤出机大小的规格常用螺杆的外径来表示。常用的挤出机螺杆直径大多在25mm～300mm之间。螺杆的其他参数也大多用它们与其直径之比表示。螺杆的长径比（L／D）（螺杆的有效长度与其直径之比）是决定螺杆体积容量的主要因素，L／D比一般以25：1居多，塑料加工中最常用的长径比为24：1 ~ 30：1，最高可达48：1甚至60：1。

料斗可接受粒料和粉料，粒料或粉料通过机器上加料段的一个垂直开口靠旋转螺杆强制进入机筒加料口。物料沿螺杆输送并在机筒内加热，最后整个熔融相在一定的均匀温度下输送到机头系统，并以相应的速度挤出。一般情况下，螺杆的转速在20到200rpm之间。螺杆转动靠电机驱动，电机的速度通过齿轮减速箱降低，而其扭矩通过齿轮减速箱增加。齿轮箱内有一止推轴承，此轴承用来抵消机头压力和螺杆上物料输送所产生的力。螺杆在钢制机筒内转动，机筒有硬的耐磨材里，以保护机筒不被挤出的热塑性物料磨损。装于机筒中的螺纹顶部的整个直径间隙仅为0．1mm ~ 0．4mm（根据螺杆直径而定），螺杆也需经过碳化处理，以便延长使用寿命。

机筒的加热和冷却是由环绕分布在机筒外壁上的夹套加热器／冷却器进行的。加热器／冷却器是靠电控制的，加热器的加热元件浇铸于铝中，两个冷却管也可浇铸在铝中（通液体冷剂），或在加热器／冷却器外表面浇铸叶片，用鼓风机对机筒进行有效的空气冷却。这些加热／冷却器排布在机筒的各个段上，由分别插在机筒壁深处（从机简内壁计算，最好9.6mm 左右）的热电偶通过电器仪表控制所需要的温度。机简各段的温度设定值需根据加工的材料、螺杆设计和加工的产品确定。依据所选用的材料和终产品不同，机简各段温度可设定很宽，而一般热电偶的控温误差为±0.5°C，可减少机头中物料的变化。

螺杆是挤出机的心脏。当选择挤出机时，螺杆是加工、设计人员首先关心的部件。挤出机的螺杆可影响产品的产量、挤出熔体出口的温度、熔体质量、混合物的混合均匀性等多种因素。这些因素均与加工目的密切相关，即螺杆选择时，必须考虑各种影响因素和最终的生产目的。鉴于人们对沿螺杆运动的塑料材料熔融过程了解的增加，在过去几年中对螺杆设计有了很多变化。设计知识和设计经验增加了，从简单的计量螺杆开始了改进到通过用销或槽部分的混合螺杆，直到今天的效率更高的隔离式设计。这些隔离螺杆上有一个直径减小了的二级螺槽，熔体可流入自身的螺槽中使熔体和固体分离。如果设计正确，可很好地控制泵输出的粘度，可允许更深的螺槽和得到更好的熔融温度。

当一些材料开始熔融时易于包裹空气、或含湿气和挥发物，使最终产品中产生孔。为弥补上述材料的缺陷，需要在机筒上某处排气，使用双级螺杆可保证在机筒上某一点开口，在开口处，螺杆槽内的物料仅是部分填充。这种设计可使气体排放出去，而不像全螺杆槽那样阻塞料筒的排气口。

多螺杆挤出机最多有4个螺杆（一般有两个），主要用于熔融机理不典型的塑料，如高产量的硬聚氯乙烯挤出过程，该过程好像在挤出机／机头系统中的熔结过程或形成压力的过程。低剪切作用在一些要求高产量低剪切作用的掺混（造粒）操作中是一优点。其它大多数塑料的熔融用单螺杆处理效果更好。

产品

熔体最终必须冷却定型，冷却定型需在冷却定型设备中进行，最终产品的尺寸与形状

均需在给定的误差范围内。最终产品的定型方法有多种，几种常用的产品的成定方法介绍如下。

片材在高抛光和用液体冷却的辊上冷却定型，通常在最前边的两辊间有一辊隙，以便在使片村早期的熔融冷却过．程中有平滑、光洁的表面（有时压花）。典型的片材产品的宽度至少为3m，厚度为25mm或更厚。

吹塑膜正常情况下在垂直方向上以管子的形式挤出，此管形膜塌瘪并卷成卷，也可切成薄片或直接做成袋。当熔体离开机头向上走料时，靠空气环中出来的高速流动的空气（通常为冷的）冷却和取向。

纤维挤出机的机头上有许多小孔，由小孔挤出的带子经拉伸而成一定尺寸的线或丝。拉伸和冷却使纤维取向，也增加了纤维的弹性。

管材挤出时需通过简单的敞开的水槽。也可以牵引方式短时通过真空定径槽定径。管子的外径靠定径套的外部真空力与管子内的空气固定。

型材有各种形状。、通常制造型材的材料都有较高的熔体粘度，所以冷却时，容易保持某种形状。硬质聚氯乙烯和软质聚氯乙烯的熔体易于处理，所以是制造型材的最佳材料。也可使用其它的材料，但与上述两种材料相比，挤出速度较低，因为希望保持较低的熔体温度（熔体较硬）和较低的产品速度（冷却时便于处理）。这些产品可用强制空冷却、水槽冷却或喷水冷却的方法冷却。得到很多形状的这些冷却方法包括拉过系统和冷却时固定挤出物的各种定径夹具。

引导挤出机中的熔体接与挤出机轴垂直方向流动的机头，连续涂敷电线和电缆。这样，电线通过机头后，即沉积上了绝缘层和夹套。

当电线被冷却时仍保持着熔体，所以通常用一个简单的水槽作为冷却系统。通常被想提高线速度，挤出机输出速度、电线的外径测量装置和电线索引卷绕设备之间需要配合。一些电线徐敷生产线的最高速度可达1500m/min~3000m／min。

共挤出是一个正在增长的领域，它是用一种以上的材料制做产品，即多层片衬或多层膜。共挤出操作需要多个挤出机和特殊的机头系统，以保证多层材料一起定径，一起成型。

一些材料的复合在一个熔体复合机头系统中是很难办到的，因为这些材料具有不同的熔融温度或不同的机头流动特性，所以应将几种材料进行串联挤出。在此操作中，先进行挤出和冷却，然后当挤出物传输到收卷或收集区时，再在另一个挤出机上涂敷。

根据制品要求考卷采用挤出机的大小和选型，挤出系统包括固体处理系统（物料仓）、挤出机、机头、成型／冷却设备、切割或卷取设备、电子控制系统。

三、吹塑：吹塑成型

吹塑是用压缩空气使进入型腔的型坯膨胀形成中空制品的方法。凡热塑性塑料都能进行吹塑，但满足中空制品要求的不多。PE、PVC、PP、PS、PET、PC、PA等是最理想的吹塑材料，目前以PE、PET使用最广。

吹塑方法很多，都包括塑料型坯制造和吹胀两个不可缺少的基本阶段，生产中根据这两个阶段的运作形式不同，吹塑分为：

1. 挤出吹塑及注塑吹塑

挤出吹塑及注塑吹塑是吹塑最常使用的两种方法。挤出吹塑用挤出法制得瓶坯，注塑吹塑则用注塑法制得瓶坯，吹胀过程基本相同。

挤出吹塑与注塑吹塑的比较

注塑吹塑挤出吹塑

①制品规格均一可制成多种尺寸的制品

②没有回料或废料可吹制大型制件

③螺纹或颈部尺寸精密，适用制造广口容器容易吹制带把手或嵌件容器

④无拼合缝容易吹制形状不规则的或椭圆形制品

⑤制品透明度及光泽性好可生产多层复合制品

⑥更适于硬质塑料树脂的塑化性较好

⑦吹胀时树脂定向好调换颜色容易，颜色分散性均匀

⑧辅助设备少模具费用低

2. 拉伸吹塑

型坯经内部（拉伸芯棒）或外部（拉伸夹具）的机械力纵向拉伸，然后在吹胀中经向膨胀得到横向拉伸，形成双轴拉伸的中空制品，其各种物理力学性能都得到改善。拉伸成型必须与挤出或注塑连结在一起。因此，拉伸吹塑可分为挤出—拉伸—吹塑（挤拉吹）和注塑—拉伸—吹塑（注拉吹）。

3.热坯法与冷坯法

无论用挤出吹塑、注塑吹塑或拉伸吹塑，从型坯的制造至吹胀之间，因工艺及设备差异又有热坯法与冷坯法之分。热坯法（一步法）是型坯制造、拉伸、吹胀在同一台设备上连续进行。冷坯法（两步法）是型坯制造在时间、位置和设备均与型坯加热、拉伸、吹胀分开进行；型坯是一种待处理的半成品。

4.多层吹塑

使用两台以上挤出设备，将同种或异种树脂分别在混合机头上挤出，形成多层复合型坯，或将注吹芯棒多次在不同注塑设备上注塑异种树脂，同样形成多层复合型坯。再吹塑，得到多层复合中空制品。多层吹塑集中了各组分的优点，提高了制品性能，节省原材料，特别是制品的阻隔性明显改善，主要用于食用油、调味品、药品和农药包装。

5.浸醮吹塑

浸醮吹塑是吹塑近年来发展的无损耗（原材料）新的成型方法，基本工艺是：树脂经过挤出塑化进入特定的浸醮吹塑室。浸醮吹塑模具的模芯在浸醮室内表面包覆熔融树脂后，模芯与浸醮活塞用步移动离开浸醮室，在模芯与浸醮喷嘴间形成型坯，再进行吹塑，得到理想壁厚、容器颈口完美、无需修饰的制品。

四、挤出吹塑成型

挤出吹塑是一种用挤出法制得瓶坯来制造热塑性中空容器的方法。广为人知的吹塑对象有瓶桶、罐、箱以及所有包装食品、饮料、化妆品、药品和日用品的容器（一般为25ml~4L）。大的吹塑容器（200L以上）通常用于化工产品、润滑剂和散装材料的食装上。

其他的吹塑制品还有球、波纹管、玩具。对于汽车制造业，燃料箱、轿车减震器、座椅靠背、中心托架以及扶手和头枕覆盖层均是吹塑的。对于机械和家具制造业，吹塑零件有外壳门框架、支架，套管或带有一个开放面的箱盒。

聚合物

最普遍的吹塑级塑料原料是高密度聚乙烯（HDPE），大部分牛奶瓶是由这种聚合物制造的。其他聚烯烃（LDPE，HMW－HDPE，PP）也常常通过吹塑来加工。根据用途，苯乙烯聚合物（PS、ABS）、聚氯乙烯（PVC）、聚酯（PET，PETG）、聚酰胺、聚氨酯、聚碳酸酯和其他热塑性塑料也可以被吹塑。

最近，工程塑料在汽车行业被广泛接受。材料选择是以机械强度、耐热性、耐化学腐蚀性、耐候性、电学性能、光学性能和其他性能为依据的。

工艺

3／4的吹塑制品由挤出吹塑法制造。挤出工艺是强迫物料通过一个孔或模具来制造产品（挤出物）。

挤出吹塑工艺由5步组成：l）塑料型坯（中空塑料管）的挤出；2）在型坯上将瓣合模具闭合，夹紧模具并切断型坯；3）向模腔的冷壁吹胀型坯，调整开口并在冷却期间保持一定压力（0．55—0．86MPa）；4）打开模具，卸下被吹的零件；5）修整飞边得到成品。

一个基本的吹塑成型机由挤出机、机头、模具、定形工位、型坯分离装置和电控制器组成。该基本单元被称作“吹一落”机。辅助设备包括机内冷却、去除飞边和从机器上定位卸下制品等装置。

挤出机

塑料粒料被送入安装在挤出机上料斗中。在加热筒身中，一个转速在1000rpm以上的电动螺杆将物料推向吹塑机或挤出机模头并通过模具。

在吹塑中使用的挤出机大部分是单螺杆的，带有光面机筒或沟面机筒。当螺杆速度增加，或由吹塑模头或模具（模头队距）施加反压时，光滑机筒挤出机具有非线性挤出量特性。沟面机筒挤出机是压力不敏感的，它们的挤出量随着增加反压呈线性变化，成品的重量偏差可控制。

由于进料段的直径是圆柱形机筒的3倍~ 4倍，而连续的进料基本是由进料区内矩形面面断沟所提供的，所以熔体温度保持稳定。

挤出机的挤出量是由水冷进料区的几何形状和螺杆每转一周的进料量决定。人们通过改变螺杆顶端的设计来满足融体的热均匀性和与颜料混合。

连续挤出随着连续挤出，机头中的模头和销上形成一个对称的或非对称的管（型坯）。非对称型坯按机头上的形状或椭圆形模具展开。

在挤出过程中，模具和销常常彼此相对运动。这是由型坯控制程序造成的。椭圆形模具和型坯控制程序这两种方法可保证生产出单一壁厚分布的吹塑制品。

连续挤出用于往复式和旋转式挤出机。由于型坯被连续挤出，一种开口式模具定期接近型坯周围。当型坯达到合适的长度时，模具闭合、夹紧，型坯被切断。

之后，模具退回到定形工位，在此型坯被吹成模腔限定的形状（图1）。在大多数情况下，瓶或容器的细颈通过顶吹被同时定形。

非开口物件通常用气针吹塑。单1工位往复式吹塑机有一设置在机头左侧或右侧的模具，双工位吹塑机在机头左侧和右侧都设有模具。

吹塑机械的生产能力由其循环时间决定，其中80％是冷却时间。这一长时间对于热塑性材料在脱模前的冷却是必要的，以避免成品的塑后扭曲和变形。

对于快速模板运动，均衡的液压循环已成为许多吹塑机的标准。快速可控的这用减少了非生产的时间。定时的模具闭合及时使模具的最后闭合减慢．从而改善了成品质量。

大多数生产瓶子和18.8L容量以上容器的吹塑机是往复型的，生产率约4000个／h。生产率可通过使用多型坯机头（多可达6个型坯）和多阴模模具来提高。还可将垂直的或水平的

旋转轮系统（可多达24个模腔）与高产量的挤出机结合起来进一步提高产量。

当旋转轮转动时，安装在其上的模具闭合，连续挤出型坯。生产率可达7200个／h。

间歇挤出也广泛地用于吹塑。机器有三种类型：往复螺杆式、活塞蓄料器式和储料缸机头式。这三种挤出机都有简单而坚固的模具夹紧装置。间歇式挤出机只适用于加工非热敏树脂。

往复螺杆式挤出机在物料塑化时向后移动旋转的螺杆，在挤出时螺杆沿机筒向前推进。由于模头闭合，挤出物应避免脱离机头。在单位体积的树脂被挤出后，模头打开，螺杆靠液压向前推进，型坯被挤入设置在吹塑机头上的开口模具中。模具闭合，夹紧，模头被密封。吹气成型和定形（如果需要的话）通过模头同时进行。

9.4L的容器可用往复螺杆式吹塑机生产，可带12个机头和模具，生产率约为5000个／h。

活塞蓄料器式挤出机是往复螺杆式挤出机的改进形式，带有浮动活塞的料筒沿着挤出机的机筒安装。循环开始时，机头中的模头或模头和机头架间的阀门关闭。汽缸由转动的挤出机螺杆填满物料。当预定量树脂泵入料筒后，模头或间打开，物料通过模头或销排出。这种设备用来生产质量在2.268kg~22.68kg之间的吹塑制件。

储料缸式机头挤出机是生产大容器和工业制件最常用的机器：在生产中最大的机器每小时生产8个112.5kg、2010L的高密度聚乙烯燃料贮罐。由于大零件壁厚，冷却时间长，通常生产率较低。

将接在挤出机机筒端部的储料缸式机头设计成能贮存和排放标准量的塑料。

物料喷出速率约为0.5kg／秒~ 5kg／秒，喷出速率取决于机头尺寸、型坯设计要求和物料熔体强度。

储料缸式机头中，芯模和换向器是最重要的部件。其作用是成功地加工高分子量或超高分子量聚乙烯而不影响制件的化学性能和物理性能。

芯模配有一个机械熔体流动分配器，它是通过用计算机设计的料道来调节由流变特性决定的物料流动特性。随着流体通过换向器，完成流动熔体的中断和接续，这有助于物料流动与温度分布的均匀性。

现在已能消除顶出过程中型坯形变及制品中可见的接合线。物料流动的料道（大多数类似双心形曲线）和熔体流动分配器在成品容器的壁厚分布及颜色转换所需的时间上有很大影响。

随着储料缸式机头逐步注满及化学物质的加入，必须避免在保压时间内热降解。贮料区的构形和温控电路的精度决定了温度梯度的形成。储料缸式机头的设计对有效地加工工程树脂是非常重要的，若选用储料缸式机头挤出机，它适用于生产757L的汽车燃料桶。

特殊应用

所有吹塑工艺生产的产品都带有飞边，有时高达50%。当飞边从吹塑零件上去除之后，飞边被回收。完全无飞边的挤出吹塑还不存在，并且去除飞边的自动化设备已经出现。新的减少边角料的吹塑系统，“三维吹塑机”，用减少飞边多轴装置即可控制型坯，也可控制模具。

接续挤出吹塑用以生产多组件零件。型坯在纵向上由两种或多种不同的物料组成。典型的吹塑部件是由硬段和软段接续构成的，如为了便于安装和振荡阻尼，汽车排气管就是由硬件和橡胶软管接合而成。

控制

大多数吹塑机是由计算机控制的。数据贮存、识别、监测功能和所有的人一机对话经常

借助于带有显示器的操作盘来完成。

通过图像显示、监测和分析加工参数。曲线和相应的数值用不同的色彩显示。工艺偏差被显示并打印出来。模板速度的数字测定、模板的位置控制以及轴向和径向的型坯综合控制系统都可得到详情。吹塑销的移动、拉紧销、压模等由比例液压传动装置和电子电路控制。吹塑机与SPC系统和贮存有预定工艺、吹塑机参数的软件一起使用。平均值的偏差可被记录；低限值和高限值也可进行计算。若吹塑机的参数漂移出范围，可以寻迹。这时一指示旗升起或响起报警声，以便修正工艺。

五、注塑吹塑成型

注塑吹塑成型是一种用注塑法制得瓶坯来制造热塑性中空容器的方法。生产塑料瓶一般采用的两步法工艺，第一步将塑料用注塑成型法制成有底空心型坯。当塑料注人预成型模内芯杆周围的时候瓶颈和型坯便形成，在这一步，型坯进行温度状态调节。第二步型坯经芯杆转移到吹塑模内，空气经芯杆导入，将型坯吹塑成模型的形状。瓶子成型完毕以后，转移到排出段。

注塑吹塑成型的优点很多：

①无下脚料，尺寸精确，瓶子制成后无需二次加工。

②成品瓶子的重量精确度可控制在土0．lg。

③瓶颈的形状和瓶子内外成型精度可达± 0．1mm。

④瓶子重量与尺寸的可重复性适于匹配，并易于与灌装线连接。

⑤由于有一定的双轴取向作用，可使多种不同材料的透明度与强度获得改善。

⑥在排出段瓶子受控于一定的方向，从而可进行自动化在线装饰和灌装。

⑦操作人员的工作量很小。

设备

用现有的注塑吹塑成型机进行有盈利的塑料瓶生产时，瓶的大小和形状受到一定限制。市场上可以买到的注塑吹塑成型机有数种，它们从一段向另一段转移芯杆的方法不同，包括穿棱式的，两位（段）旋转式的，轴向移动式的和三段及三段以上旋转式的。当今三段或四段旋转机颇受欢迎。

这类设备可分为两大类：即吹塑总成组件，这种组件可以安装在某些工业注塑成型机上；和成套注塑吹塑成型设备，配有塑炼机、液压装置、控制装置和其他配套部件。

这些设备还可进一步区分为：带垂直作往复式螺杆塑炼机的，和带水平往复式螺杆塑炼机的。

垂直式的比往复式的简单得多，在相等的充模速度和较低注射压力下（如有必要）注射量相同时，它的部件少、能耗小、占地少、维修简便。

往复式螺杆塑炼机主要是为注射成型研制的；虽然它的结构比垂直式的复杂，但操作的可靠性较好。

当前的成型机械，包括大型的标准生产装置，可在较高的生产速度下生产出较大的瓶子来；注射装置的完善使聚氯乙烯和含丙烯睛的树脂更易于加工；增加工段（位）的开发工作正在继续进行。

通常，医药工业和化妆品工业是453.6ml和更小的注塑吹塑成型塑料瓶的市场。专门为这种工艺开发的新原料已经使注塑吹塑成型工厂进入其他市场。聚丙烯共聚物加工容易，

透明度好，而且成型快，故实际上已经取代了装咳嗽感冒药和漱口剂的玻璃瓶。

其他新型树脂有注塑吹塑级聚氯乙烯均聚物和聚碳酸酯。这些结晶透明的材料已经比较容易地在垂直螺杆机上进行了加工，也在装有连续柱塞螺杆的水平螺杆机上进行了加工。

新型的流线型歧管加上改进的含丙烯腈树脂和聚氯乙烯树脂已经使多腔室操作成为现实，尽管这些树脂是热敏性的。一个8一腔室模具已成功地用于聚氯乙烯加工，数个12一腔室的模具目前已应用于含丙烯睛树脂瓶的生产。

现有数个公司正要用8一腔室模具生产聚氯乙烯瓶子，它的材料是经过改性的，以降低其热敏性。现已明显，采用较大的机器，较高的合模压力和较大的压板面积将能经济地生产出4L以下的塑料瓶。精确的瓶颈和无下脚料这样的优点将能逐步补偿工模具的较高成本。

由于机器的发展（增加段数）和模具设计的革新，未来的开发工作将致力于树脂定向性的改善。模具设计技术的进步已能制造偏颈塑料瓶、方颈塑料瓶，可使瓶底上带精密的槽，和减少整个瓶壁的厚度，缩短制作时间。

模具设计的发展将使注塑吹塑成型逐步进入家用化学品、玩具，特别是食品容器市场。

六、多层吹塑成型

多层塑料容器正在逐步取代食品包装用的玻璃容器和工业产品包装用的金属容器。

多层塑料包装不走气味，不透水汽或氧并具有热灌装特点；PP／粘合剂／EVOH／粘合剂／PP复合包装材料便是这样，它们可用于包装果汁、蛋黄酱、调味品、番茄酱、方便汤、婴儿食品和芥末等。

用PA（EVOH）／粘合剂／HDPE（PP）复合材料吹塑成型的塑料容器常用于装溶剂、汽油、化肥和农药，以防渗透和散味；PP（HDPE）／粘合剂／PA这种复合材料正在化妆品和医药包装中推广应用，因为化妆品和医药工业十分重视其包装瓶的表面光亮、可以印刷和不易磨损；重量轻，不碎裂和可挤压的PET／EVOH／PET/EVOH／PET塑料瓶即将上市；据称，PET／尼龙／PET复合包装可以延长食物的保质期。

随着散落在路边的塑料包装物品之收集问题已成了热点问题，包装工业正加速废旧塑料的回收和再加工工作。用PC／PC再生料／尼龙／PC的复合结构材料可制作“和玻璃一样透明”的塑料瓶，它们可以进行消毒，并能反复灌装100次之多。当它们的有效使用期到了以后，可以重新粉碎研磨并重新加工利用。在3一层高密度聚乙烯货箱中，回收的高密度聚乙烯经重新粉碎研细后可以夹在两层新高压聚乙烯之间，以防影响颜色。回收利用的材料约占30%，重新研细的约50%。新塑料层的厚度约为0.10mm~0.18mm。

多层结构是用共挤出方法成型而成的。2个到7个单独的挤出机向一个共挤出机头加料，并通过该机头挤出多层空心管（型坯），此型坯每隔一定时间就被送人垂直安置的模具里。然后热塑料便在模腔里被空气吹胀，形成最终所需的容器形状。连续挤出的型坯在此过程中切断，瓶颈可以完全由口径标定装置做成，所有的溢料全部经修整而除掉。

设备

由于前述各工业部门所需的包装用品量很大，装有多个向单一型坯机头加料的挤出机的带4到24个模位的转轮装置已投入塑料容器的大量生产之中。生产率已达每小时8000个226.8ml至94.625L的塑料容器。其下游设备有切割机、纹钻机、修整机等，用以完成容器制做和输送成品。

大部份转轮吹塑成型机是连续旋转的。它向上挤出或向下挤出。容器是由针吹法成型的、颈部是后制的。水平指示型4位转轮~8位转轮可进行塑料瓶全机内生产。

鉴于转轮能满足最高之产量要求，2-压板梭式成型机已经安装在共挤出成型机的工厂里，这些成型机都装备有数个挤出机以适应较小的料流和满足特殊的容器成型。具有双型坯

共挤出机头的个压板梭式成型机每小时将生产3 000多个2层~7层的塑料容器，二、三和四型坯的3-层机头是可以买到的，用以生产带回收研细高密度聚乙烯中间夹层的高密度聚乙烯容器。这些机头和附带的挤出机可以经过改造以适配设备的校式成型机。

共挤出梭式成型机能够消除全部二次精整工序。它们给顾客的吹塑成型设备以最大的灵活性和适应性，向消费者提供高质量的塑料容器。

带槽机筒挤出机具有精确控制产量的特点，新型共挤出机头的设计与加工可使均一塑料层的厚度薄到1μm~2μm。不同类型的共挤出机是供单型坯挤出和双型坯挤出用的，可

生产2层到7层的制品，中心距和模具开口变化较大。最新的发展是7-层机头，经筒易改换机头内件便可用于4层制品的生产。

用单型坯机头加工6层和4层制品时只需4台挤出机。双型坯机头装备有5台挤出机，单个的挤出机用于每个型坯中的隔离层。这样装备的吹塑成型机能够通过简单易行的变换生产出各种已知多层结构的隔离瓶。

用废旧回收塑料（PCR）做中间夹层的三层或四层高密度聚乙烯瓶和容器的吹塑成型工艺正在发展。四位多层机头的梭式挤出机每小时能生产3 000个塑料瓶。从事这类包装容器生产的公司使用专利设计制造的高产转轮式设备。

七、铸塑成型

铸塑成型主要用于尼龙的铸塑，铸塑尼龙-6有较高的强度、耐磨性、耐擦伤性和回弹性。因而得到广泛应用。浇铸反应大多在大气压力或非常低的压力下进行，所以铸塑生产的尼龙比挤出或模塑生产的尼龙有非常明显的优势。如与挤出尼龙相比，铸塑尼龙有较高的结晶度和相对分子质量，有较好的尺寸稳定性、容易的机加工性、较高的模量和热变形温度。

因为铸塑尼龙的大小和形状不受限制，故其有较大的灵活性。用低价的工具可生产形状简单的铸塑尼龙，生产周期也短；复杂的部件则需要在复杂的工具中生产。在社恩杆中尽量不使用价高的铸塑机。

生产铸塑尼龙-6的原料内酰胺单体在模具中进行阴离子聚合反应，最后转化为聚合物。因此无水酸催化过程的反应不良、转化效率低，因此人们多选用件催化反应以得到更好的结果。50年代以来发展了助催化剂，60年代后期发展了更有效的生产机械加速了铸塑尼龙的商业化进程。

八、滚塑成型

滚塑又称旋转模塑是一种用于制造各种尺寸和形状的中空无缝产品的加工方法。传统上，它主要应用于热塑性材料上，近年来，可交联聚乙烯等热固性材料的滚塑也发展很快。

由于滚塑并不需要较高的注射压力，较高的剪切速率或精确的化合物计量器。因此，模聚和机器都比较低廉，而且使用寿命也较长。其主要优点有：机器的性能/价格比较高；复杂的部件的成型不需要后组装；多种产品和多种颜色可以同时成型；模具的花费较低；颜色和材料容易改变；边角料损失少。

加工

基本加工过程很简单，将粉末状或液状聚合物放在模具里，加热同时围绕两个垂直轴旋转，然后冷却。在加热阶段的最初，如果用的是粉末状材料，将模具表面形成多孔层，然后随循环过程渐渐熔融，形成均匀厚度的均相层，如果用的是液体材料，则先流动和涂覆在模具表面，当达到凝胶点时则完全停止流动。模具随后转入冷却工区，通过强制通风或喷水冷

却，然后被放置于工作区，在这里，模具被打开，完成的制件被取走，接着在进行下一轮循环。

九、热成型

热成型采用热和压力或真空迫使热的热塑性材料作用于模具表面，从而达到加工目的。热成型是热塑性材料最常用的一种加工方法，该方法是用于金属片和部分纸片加工方法的延伸。尽管各种不同的加工方法存在着许多不同的特点，但实际上都是：采用片材和模具，通过热和负压或真空，将片材承压成所需形状。虽然金属和金属合金的种类很多，但是他们还是无法与热塑性塑料片材种类相比。

反应注塑

反应注塑技术由于其制品的高弯曲模量、轻质和低的制模成本这些优点，已很普及。结构反应注塑复合材料的概念被应用于汽车工业和非汽车工业诸多部件的原型化和同一化方面。制品尺寸不一，大到包括完整的货车的车厢板。

1. 设备

结构反应注塑设备通常包括预成型机、合模装置、计量装置和混合头。

预成型机有许多预成型机可采用。包括热诚性、纤维取向、编织或者把两种和两种以上工艺结合起来。

第一代热成型机是可热成型的移动式加热装置，至今仍被几个制造厂采用。操作时，合模装置很容易闭合而形成毡片。

一旦形成毡片，它就用夹边夹子递送并卸下。夹边夹子将或到夹下一个毡片的位置。该系统的主要缺点是当合模工位加热时，合模装置在合模过程中不起任何作用。另一个问题是把红外加热器从合模装置移到侧面需要时间长，导致毡片变冷或机械地冲出红外加热器。

高速热成型机是第二代预成型机，它应用了固定加热器加热毡片，这样毡片加热时另一个毡片就在成型后卸下，这就提高了预成型的效率。

这种预成型机是可预成型的、连续丝束毡片技术中最先进的，提供了最快速的周期时间。它由5个工位：

第一个工位是玻璃丝线轴工位，它包括了12个辊或还要多一些，可以调节以适配不同宽度的玻璃丝线洲。

第二个工位是加料工位，它也可以调节成不同宽度，毡片在钢操作台架上被切成近似差不多的长度。

第三个工位是加热工位，大部分预成型机有在线的上下红外加热器。下放的台架有金属网丝防止玻璃纤维与加热器接触。

第四个工位是具有50t合模力、快速液压闭合的合模装置，合模板的尺寸与最大制品的尺寸匹配。

第五个工位也是最后一个工位是卸料工位，卸料是利用一个或两个工作台进行的，全部自动化，不需要人工。

十、流延成型

膜的流延过程是一个连续的过程，在这个过程中，热塑性材料熔融并通过狭缝模头挤出骤冷辊上，在冷却辊上急冷重新固体化。最后，经流延的膜从辊上卸下来，卷好备用。大多数流延膜用于复合、印刷和包装。

流延膜是一大规模生产过程。其经济效益是很可观的。其模头宽度至少2540mm，每分

钟的线速度至少914.4 m/min。

生产流延膜的树脂多为聚烯烃，主要为聚乙烯和聚丙烯，偶尔也用聚酯、尼龙和聚氯乙烯。到目前为止，最经济、最重要的材料是聚乙烯。聚酯、尼龙和聚丙烯也可用双辊向取向工艺流延。为使聚丙烯流延膜具有理想的强度、透氧气性和透蒸汽性，聚丙烯流延膜就必须取向。另外，膜里面也可以加入着色剂、稳定剂和填充剂。

流延膜厚度范围非常宽，具体厚度取决于所选用的材料和用途。打字机上聚乙烯膜的典型厚度为0.3μm。拉伸包装膜的厚度为0.6μm~1.0μm，普通包装膜的厚度为0.8μm~2.0μm。

流延是利用热塑性材料生产膜的两个最广泛使用的过程之一。另一种方法是吹塑膜。吹塑膜对不同的目的有不同的特征。流延膜原则上预挤出涂覆和复合挤出类似，但后两个过程生产完全不同的产品。