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吹塑成型

     吹塑,这里主要指中空吹塑 ( 又称吹塑模塑 ) 是借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成

中空制品的方法,是第三种最常用的塑料加工方法,同时也是发展较快的一种塑料成型方法。吹塑用的模

具只有阴模

 ( 凹模 ) ,与注塑成型相比,设备造价较低,适应性较强,可成型性能好 ( 如低应力 ) 、可成型

具有复杂起伏曲线

 ( 形状 ) 的制品。吹塑成型起源于 19 世纪 30 年代。直到 1979 年以后,吹塑成型才进入

广泛应用的阶段。这一阶段,吹塑级的塑料包括:聚烯烃、工程塑料与弹性体;吹塑制品的应用涉及到汽车

办公设备、家用电器、医疗等方面;每小时可生产

 6 万个瓶子也能制造大型吹塑件 ( 件重达 180kg) ,多层

吹塑技术得到了较大的发展;

吹塑设备已采用微机、固态电子的闭环控制系统,计算机

 CAE/CAM 技术也日益成熟;且吹塑机械更专业

化、更具特色。

1 吹塑成型方法

  

1.1 成型方法

  

     不同吹塑方法,由于原料、加工要求、产量及其成本的差异,在加工不同产品中具有不同的优势。详细的

吹塑成型过程可参考文献。

这里从宏观角度介绍吹塑的特点。中空制品的吹塑包括三个主要方法:挤出吹塑:主要用于未被支撑的型

坯加工;注射吹塑:主要用于由金属型芯支撑的型坯加工;拉伸吹塑:包括挤出一拉伸一吹塑、注射一拉

伸一吹塑两种方法,可加工双轴取向的制品,极大地降低生产成本和改进制品性能。此外,还有多层吹塑、

压制吹塑、蘸涂吹塑、发泡吹塑、三维吹塑等。但吹塑制品的

 75 %用挤出吹塑成型, 24 %用注射吹塑成型

 1 %用其它吹塑成型;在所有的吹塑产品中, 75 %属于双向拉伸产品。挤出吹塑的优点是生产效率高,

设备成本低,模具和机械的选择范围广,缺点是废品率较高,废料的回收、利用差,制品的厚度控制、原料

的分散性受限制,成型后必须进行修边操作。注射吹塑的优点是加工过程中没有废料产生,能很好地控制

制品的壁厚和物料的分散,细颈产品成型精度高,产品表面光洁,能经济地进行小批量生产。缺点是成型

设备成本高,而且在一定程度上仅适合于小的吹塑制品。

  

      中空吹塑的工艺条件,要求吹胀模具中型坯的压缩空气必须干净。注射吹塑空气压力为 0.55 ~ 1MPa 

;挤出吹塑压力为

 0.2l ~ 0.62MPa ,而拉伸吹塑压力经常需要高达 4MPa 。在塑料凝固中,低压使制品

产生的内应力低,应力分散较均匀,且低应力可改进制品的拉伸、冲击、弯曲等性能。

 1.2 制品种类吹塑制

品有容器、工业制件两类。其中容器包括:包装容器,大容积储桶

 / 储罐,以及可折叠容器。但随着吹塑工

艺的成熟,工业制件的吹塑制品越来越多,应用范围也日益广泛。目前,容器约占

 80 %的市场份额,每

年增长

 4 %左右;而工业及结构用制品占总量的 20 %,每年增长速度为 12 %。容器消耗量的增长在于可

旋扭塑料容器的应用范围不断扩大,工业用制品的消耗量增长主要是由新型加工技术的改进所致,如多层

型坯挤出、双轴挤出、非轴对称吹塑等。表

 2 列出了部分吹塑制品的应用及其性能要求。

  

1.3 吹塑成型进展

  

(1) 原材料聚合物在成型过程中,首先通过口模时受高剪切力作用,然后物料呈现挤出膨胀及垂缩现象,

在形成下垂的型坯时,其膨胀率接近为零。接着型坯被吹胀紧贴在模具上,这时呈现低的膨胀率。过度的口

模膨胀会产生废品。过度的垂缩导致制件的顶端到底部壁厚厚度不均匀,严重的甚至不能成型。因此,在选

择适合吹塑的聚合物时,必须弄清其剪切及膨胀的粘弹特性。

 HDPE 由于热稳定性好,又有多种改性产品

因而成为吹塑成型中应用最广泛的塑料。通过共聚和共混作用,对吹塑成型用原材料的研究在连续挤出吹

塑级树脂方面也取得了一些进展,如

 PA6 、 PP 和 PET 。间歇式型坯吹塑成型,理论上适用于结构板材和

大型制件的二次加工,要求使用工程塑料,如阻燃型

 ABS 、增强 PVC 、改性 PPO 和 PC 等,而这类挤出