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怎么改善中空吹塑制品质量


1.中空吹塑异型口模
口模异型化是指挤出机头的口模或芯棒局部位置开设凹槽,增大对应制件拐角处的口模间隙,以增加型坯局部位置的壁厚,得到异型化的型坯,弥补吹胀比不一致造成的径向壁厚不均,从而得到壁厚较为均匀的制件。针对性地采用异型口模,并通过多次试模、优化、设计加工出合理的异型口模,可以极大提高制件壁厚分布的均匀性。
2.中空吹塑轴向壁厚控制技术
轴向壁厚控制技术的作用是使得挤出的塑料型坯,根据制品不同的吹胀比沿轴向获得不同的厚度,从而保证最终制品有比较均匀的壁厚。它是通过使芯棒或口模根据预设位置作轴向运动而改变机头的开口量,达到改变塑料型坯壁厚的目的。目前中空成形机的储料机头一般都具有轴向型坯控制功能,其控制点从30点到256点不等。
  3.中空吹塑径向壁厚控制技术
采用轴向壁厚控制技术虽然能改善吹塑制品高度方向上的壁厚分布,但由于其挤出塑料型坯的水平截面仍呈等厚圆形,对部分在径向某一部位有较大吹胀比要求的制品显得仍不是最佳,因此便产生了径向壁厚控制技术。径向壁厚控制技术可以使挤出的型坯在所要求的区段内呈非圆截面的变化。径向壁厚程序控制技术发展至今,大致形成了2种典型的设计,一种称为柔性环式,另一种称为口缘修形式。
(1)中空吹塑柔性环技术
柔性环式是通过电液伺服控制薄壁挠性环在1个方向或2个对称方向上的变形来改变挤出型坯的厚度。它的特点是无论吹制什么形状的制品,只要口模直径不变,径向控制都能发挥作用。对中空成形塑料型坯径向壁厚控制系统的研制工作,最近在江苏获得了关键性的技术突破。这项控制技术可以实现塑料型坯径向壁厚的多点准确控制,控制点可以方便地实现2~16点控制甚至更多点控制,目前正在产业化中。
(2)中空吹塑口缘修形技术
口缘修形是靠修形口模环的上下移动来实现型坯壁厚改变的。与挠性环结构相比,其最大的优点是使用寿命长,加工技术难度低。在某些设计中,口模环的修缘部分做成活动块嵌入式,方便更换,减少更换时的成本。这种形式的设计,还需要进行深入研究,降低成本,加快推广步伐。
径向壁厚控制技术对于提高大型中空制品的品质是一个有效的方法,还能减轻制品的质量。以200L塑料桶容器为例,至少可节省5%~10%的原料。目前加工一套大型径向壁厚控制装置的附加费用较高,随着径向壁厚控制技术的深入研究和发展,将在更多的大中型挤出吹塑中空成形机上应用。
轴向壁厚控制与径向壁厚控制的联合作用,可获得最佳的塑料型坯,即可获得更为理想的制品壁厚分布。目前国内多家中空成形机制造厂家可在大型中空成形机上选择配套径向壁厚控制系统。
(3)中空吹塑型坯温差法
型坯的变形抗力可用粘度来表示,粘度的大小与其温度的高低有关。型坯温度高,黏度小,变形抗力小,吹塑过程中容易变形,变形量较大;相反,型坯温度低,黏度大,变形抗力大,吹塑过程中不容易变形,变形量较小。在挤出过程中,通过冷却设备强制冷却型坯吹胀比较大的部位,使型坯具有合理的温度梯度。型坯吹胀比较大的部位温度低,粘度增大,变形抗力增大。在自由吹胀阶段,吹胀比较大的部位难于变形,变形量减小,而吹胀比较小的部位变形量增大。当变形量较小部位完成变形,进入约束吹胀阶段,吹胀比较大部位继续变形,直至吹胀成形制件,以此提高制件壁厚分布的均匀性。
(4)中空吹塑真空吸塑与挤出吹塑相结合
型坯各部位吹胀比不同导致制品壁厚不均匀。制品的吹胀过程可分为自由吹胀和约束吹胀2个阶段。从压缩空气进入型坯到型坯与模具内壁开始接触为止称为自由吹胀阶段。在这一阶段,型坯具有相同的吹胀比,在各个方向的变形都不受约束,可在任意方向膨胀变形,且较均匀。从型坯与模具型腔开始接触到型坯完全与模具内壁贴合为止称之为约束吹胀阶段。在这一阶段,型坯外表面受模具冷却作用,温度下降,粘度增大,变形较为困难,甚至不再变形,导致制品壁厚较大;没有接触模具型腔的坯料,温度相对较高,粘度较小,变形较为容易,迅速变薄,紧贴模具内表面,导致制品壁厚较小,最终使整个制件壁厚不均匀。如果型坯同时结束自由吹胀,就能得到壁厚完全均匀的制件。使型坯在真空负压的拉力作用下,先向吹胀比较大部位发生变形,然后注入压缩空气,改善型坯各处的吹胀比,成功得到壁厚较为均匀的制件。
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