中空塑料成型機(jī)的拓展及其工藝開(kāi)發(fā)

1 多層共擠出中空塑料成型機(jī)

多層吹塑高阻隔性中空制品在中空制品領(lǐng)域內(nèi)占的比例越來(lái)越大，其工藝是通過(guò)復(fù)合模頭把幾種不同的原料擠出吹制成型中空制品，達(dá)到容器對(duì)C02、O2、或汽油等的阻隔性能。

多層共擠出中空塑料成型機(jī)的研究主要有以下三點(diǎn)：(1)研究一定范圍的共擠出機(jī)頭(模頭)，以滿足不同材料、不同層數(shù)、機(jī)頭直徑等要求；(2)研究組合包裝系統(tǒng)，它能根據(jù)不同的原料特制出可能允許的組合數(shù)的機(jī)頭；(3)研究基礎(chǔ)機(jī)械程序，它可用不同數(shù)量的模塑工位和包括生產(chǎn)速度和制品設(shè)計(jì)的平臺(tái)尺寸。

模頭是多層共擠出中空塑料成型機(jī)的心臟和大腦，有多級(jí)層疊式、疊加式等。模頭的性能應(yīng)能達(dá)到：控制每一層達(dá)到最佳狀態(tài)和完滿的圓周及側(cè)向材料分布，能不受材料分布的影響而加工變化廣泛的塑料原料和不同的擠出量。螺旋芯棒組合系統(tǒng)，具有高度適應(yīng)性，多段結(jié)構(gòu)可達(dá)七層，滿足了特殊制品的需要，加工條件最優(yōu)，是多層共擠出機(jī)頭優(yōu)先采用的系統(tǒng)。多層共擠出機(jī)頭的流變?cè)O(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，要能達(dá)到機(jī)頭不依賴于生產(chǎn)率和原料分布有關(guān)的原料粘度，在低擠出量下具有良好的自清潔功能和高擠出量下的最小剪切熱，每一層中具有良好的圓周分布，層組合原料分布均勻，能加工范圍較寬的塑料原料、不同擠出量以及不同擠出量比。大型多層共擠出中空塑料成型機(jī)采用儲(chǔ)料式機(jī)頭，該結(jié)構(gòu)是主機(jī)頭在各層機(jī)頭的上方，配制著同心的環(huán)形活塞，把機(jī)頭與儲(chǔ)料腔作成一體，使在低壓下能實(shí)現(xiàn)型坯的高速擠出。

擠出機(jī)的適應(yīng)性及組合是保證多層共擠出中空塑料制品質(zhì)量的前提。研制者首先必須對(duì)所研制多層共擠出中空塑料成型機(jī)加工的對(duì)象(包括制品，制品各層材料的特性及各層材料之間的粘結(jié)性能，增粘劑的特性)作徹底的了解，然后設(shè)計(jì)適應(yīng)所需塑化材料對(duì)象的擠出機(jī)，確定所需要配備擠出機(jī)的數(shù)量及型式。

擠出機(jī)應(yīng)能適應(yīng)不同流量、不同材料塑化，生產(chǎn)率應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)的擠出機(jī)的生產(chǎn)率要高。螺桿和機(jī)筒的結(jié)構(gòu)隨著加工物料性質(zhì)的不同而其結(jié)構(gòu)不一樣。每個(gè)擠出裝置都應(yīng)配制自動(dòng)控制的定量加料斗，精確控制加料量。

產(chǎn)品開(kāi)發(fā)重點(diǎn)：0．2L-1L的化妝品及家用衛(wèi)生清潔劑2-3層共擠出中空塑料成型機(jī)；4-6層共擠出汽車油箱中空塑料成型機(jī)；220L大型多層共擠出中空塑料成型機(jī)。

2 大型擠吹中空塑料成型機(jī)

縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)效率是大型擠吹中空塑料成型機(jī)技術(shù)進(jìn)步的重要內(nèi)容。

提高塑化能力是提高生產(chǎn)效率的先決條件。研發(fā)高塑化性能和高輸送能力的螺桿機(jī)筒。推廣應(yīng)用帶強(qiáng)制喂料強(qiáng)制冷卻的高產(chǎn)量塑化擠出“IKV”結(jié)構(gòu)。

縮短吹塑冷卻成型時(shí)間。提高吹氣壓力，使用低溫干燥高壓空氣吹塑，是縮短吹塑冷卻成型時(shí)間及提高制品質(zhì)量的關(guān)鍵。

提高儲(chǔ)料式機(jī)頭的性能。研發(fā)高性能雙層心形包絡(luò)的流道的儲(chǔ)料式機(jī)頭。先進(jìn)先出，快捷換色換料，清理方便，是高性能儲(chǔ)料式機(jī)頭的重要特性，積極的做法是采用先進(jìn)的CAD手段加上優(yōu)質(zhì)的鋼材和精密的加工設(shè)備及先進(jìn)CAE加工方法。

插銷式無(wú)拉桿合模機(jī)構(gòu)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種合模結(jié)構(gòu)，具有鎖模力大且分布均勻、裝卸模具容易、容模量大、節(jié)能等特點(diǎn)，導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)副采用摩擦系數(shù)小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)行精度高的滾珠直線導(dǎo)軌，快速移模由伺服電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠來(lái)實(shí)現(xiàn)，高壓鎖模是一模板上的插銷插入另一模板上的鎖緊套后，分布在一模板左右兩側(cè)的兩對(duì)以上的鎖模油缸拉緊另一模板實(shí)現(xiàn)高壓鎖模，反之，則為高壓開(kāi)模。

液壓同步驅(qū)動(dòng)無(wú)拉桿合模機(jī)構(gòu)。它是采用互相對(duì)稱的兩套液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同步分別驅(qū)動(dòng)各自的模板，由于模板中心受驅(qū)動(dòng)油缸的作用力，所以能降低模板的重量，減小鎖緊變形量，裝卸模具更容易、容模量更大、更適合機(jī)械手的操作，性能上比插銷式無(wú)拉桿合模機(jī)構(gòu)更具有優(yōu)越性，值得推廣應(yīng)用。

研發(fā)及推廣應(yīng)用徑向壁厚分布系統(tǒng)(PWDS)，它與軸向壁厚分布系統(tǒng)(AWDS)兩者互相聯(lián)合作用，可獲得最佳的型坯及更為理想的制品壁厚分布。

3 單層小型擠吹中空塑料成型機(jī)

單層小型擠吹中空塑料成型機(jī)的技術(shù)進(jìn)步重點(diǎn)是向高效率、高生產(chǎn)率、多工位、多功能方向發(fā)展。

4 “一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)

“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)研究開(kāi)發(fā)包括主機(jī)和模具兩個(gè)方面。注拉吹中空塑料成型機(jī)是主機(jī)和模具兩者結(jié)合的設(shè)備，從主機(jī)與模具兩者對(duì)整機(jī)的重要性來(lái)說(shuō)，主機(jī)只占整機(jī)的40％，而模具要占整機(jī)的60％。模具是“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)的研制重點(diǎn)。注射型坯的模具是模具中的研制重點(diǎn)。

轉(zhuǎn)盤運(yùn)轉(zhuǎn)高速及定位穩(wěn)定性，是主機(jī)的研究重點(diǎn)。

推廣應(yīng)用齒輪齒條同步吹塑合模機(jī)構(gòu)，提高合模機(jī)構(gòu)對(duì)中性能的重復(fù)精度及生產(chǎn)效率。

5 拉吹中空塑料成型機(jī)

提高成型速度是拉吹中空塑料成型機(jī)努力追求的主要目標(biāo)，關(guān)鍵是：優(yōu)化加熱系統(tǒng)以減少加熱時(shí)間，提高瓶坯的運(yùn)轉(zhuǎn)輸送速度，提高瓶坯快速穩(wěn)定定位的性能，縮短模具開(kāi)合和吹塑壓緊頭升降時(shí)間，增加成型腔數(shù)。

開(kāi)發(fā)能檢測(cè)瓶坯的同心度、內(nèi)徑等精度質(zhì)量的檢測(cè)系統(tǒng)。

開(kāi)發(fā)將瓶坯的加熱拉伸吹塑成型、原料的灌裝、貼標(biāo)、包裝等多道工序集于一次完成的聯(lián)機(jī)作業(yè)拉吹中空生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線的特點(diǎn)是：液體原料的灌充不需要對(duì)瓶進(jìn)行再清洗，灌充可在封閉無(wú)污染的環(huán)境中進(jìn)行，例如，采用凈化壓縮空氣吹塑成型輸液瓶后，立即注入藥液，再由傳送機(jī)構(gòu)輸送到包裝工位進(jìn)行包裝。

6 多層共注射瓶坯設(shè)備

多層復(fù)合瓶是發(fā)展的方向，發(fā)展多層共注射瓶坯設(shè)備是前提。多層共注射瓶的吹塑成型與單層PET瓶的吹塑成型基本差不多，可用單層拉吹中空設(shè)備進(jìn)行。
多層共注射瓶是專為啤酒包裝而開(kāi)發(fā)的，有三層的，也有五層的。

7 注吹中空塑料成型機(jī)

注吹中空塑料成型機(jī)是不對(duì)注射型坯進(jìn)行拉伸只對(duì)型坯進(jìn)行吹塑成形的在同一臺(tái)設(shè)備上“一步法”完成從原料到成形塑料瓶的生產(chǎn)，自動(dòng)化程度高，特別適于成型大批量形狀復(fù)雜的螺紋瓶口的小型中空容器。注吹中空塑料成型機(jī)是把注塑機(jī)同中空成型機(jī)的吹塑模結(jié)合成一體的設(shè)備。注射吹塑材料廣泛、成形的瓶口螺紋精度高密封性好、制品無(wú)接縫強(qiáng)度高、無(wú)邊角料節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)，特別在醫(yī)藥藥品包裝瓶行業(yè)有了長(zhǎng)足的應(yīng)用。

注吹中空塑料成型機(jī)的發(fā)展方向是縮短成型周期，提高單機(jī)單模生產(chǎn)率，減少換模停機(jī)時(shí)間，提高吹塑速度，優(yōu)化傳熱系統(tǒng)，以提高產(chǎn)量。

8 三維(3D)擠吹中空塑料成型機(jī)

三維(3D)擠吹中空塑料成型機(jī)是適應(yīng)成型形態(tài)復(fù)雜的中空工業(yè)零部件的需要而新發(fā)展的設(shè)備，是一種少?gòu)U料或無(wú)飛邊的中空成形，主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：

對(duì)合模力的要求較低，切除料邊的工作量減少，不必對(duì)成型品的外表面重新修正。熱敏性塑料成型過(guò)程中的降解幾率顯著減少。三維(3D)擠吹中空塑料成型工藝是，型坯被擠出后，被預(yù)吹漲并貼緊在一邊模具壁上，擠出頭或模具按成形編制的程序進(jìn)行2軸或3軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)類似腸形的型坯充滿模腔時(shí)，另一邊模具閉合并包緊型坯，使之與后續(xù)的型坯分離，這時(shí)整個(gè)型坯被吹脹并貼緊在模腔的壁上成型。

開(kāi)發(fā)三維(3D)擠吹中空塑料成型機(jī)的要點(diǎn)：了解用于3D導(dǎo)管的新型樹(shù)脂及其發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展；開(kāi)發(fā)三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)；開(kāi)發(fā)適應(yīng)新型樹(shù)脂塑化的機(jī)構(gòu)及機(jī)頭；積極消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，站在高起點(diǎn)上開(kāi)發(fā)三維(3D)擠吹中空塑料成型
機(jī)。

9 注射中空塑料成型設(shè)備

注射中空塑料成型是無(wú)吹塑的特殊中空成形，在模具、控制系統(tǒng)、成型工藝、后處理等方面不同于普通注塑及擠吹的成型，成型制品的主要優(yōu)點(diǎn)是：制品度高，外形及表面質(zhì)量高，特別適合于成型一些形狀復(fù)雜的工業(yè)中空制品。

注射中空塑料成型設(shè)備，在以下幾方面進(jìn)行開(kāi)發(fā)：

模具滑動(dòng)注射中空塑料成型，其原理是：首先將中空制品一分為二，兩部分分別注射形成半成品，然后將兩部分半成品和模具滑動(dòng)至對(duì)合位置，二次合模，在制品的兩部分結(jié)合縫再注射塑料熔體(二次注射)，最后得到完整的中空制品。與吹塑中空制品相比，該法成型的中空制品具有表面精度高、尺寸精度高、壁厚均勻、設(shè)計(jì)自由度大。在制造形狀復(fù)雜的中空制品時(shí)，模具滑動(dòng)注射中空塑料成型法與超聲波焊接相比的優(yōu)點(diǎn)是：不需將半成品從模具中取出，因而可避免半成品在模具外冷卻所引起制品形狀精度下降的問(wèn)題，避免焊接法產(chǎn)生局部應(yīng)力引起熔接縫區(qū)強(qiáng)度下降問(wèn)題。

半殼注射中空塑料成型，其原理是：首先用注射的方法生產(chǎn)兩個(gè)半殼，然后將兩個(gè)半殼焊接起來(lái)成為中空制品。半殼注射中空塑料成型的關(guān)鍵是制品的設(shè)計(jì)，要使半殼制品被取出模具冷卻及焊接后，制品精度達(dá)到要求。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管，汽車油箱等，可用半殼注射中空塑科成型。

可熔型芯注射中空塑料成型，其原理是：利用低熔點(diǎn)的金屬作為注射模具的型芯來(lái)生產(chǎn)內(nèi)外表面形狀復(fù)雜并且要求光潔以及內(nèi)部尺寸要求精確的中空塑料制品。這種技術(shù)的關(guān)鍵是：塑料注射時(shí)，型芯不得熔化；作型芯的金屬的熔體以及用來(lái)熔化型芯的介質(zhì)不會(huì)腐蝕塑料；在熔化型芯的溫度下，制件不會(huì)發(fā)生變形。可熔型芯注射中空塑料成型在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的全塑
多頭集成進(jìn)氣管領(lǐng)域內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用，新的用途有：
汽車水泵，離心熱水泵，航天器油泵，水泵推進(jìn)輪等。

10 電動(dòng)中空塑料成型機(jī)

電動(dòng)中空塑料成型機(jī)是需積極開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。電動(dòng)中空塑料成型機(jī)有兩類：驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以電動(dòng)為主、液壓或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)為副；全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)(包括伺服電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，變頻電動(dòng)驅(qū)動(dòng))。節(jié)能是中空塑料成型機(jī)拓展中的一個(gè)主題，走電動(dòng)化是中空塑料成型機(jī)節(jié)能的主要道路。

全電動(dòng)擠吹中空塑料成型機(jī)，關(guān)鍵處是用高效率電驅(qū)動(dòng)取代液壓驅(qū)動(dòng)，用節(jié)能電驅(qū)動(dòng)取代傳統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)。全電動(dòng)擠吹中空塑料成機(jī)不但節(jié)能，而且能減少噪音引起的環(huán)境污染以及提高整體性能。
一步法“注拉吹”中空塑料成型機(jī)主要是成型飲料瓶、果漿瓶、輸液瓶等，為提高其制品的自潔性，研制全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置是很有必要。主要關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)、瓶坯成型合模機(jī)構(gòu)、拉吹同步合模機(jī)構(gòu)、注射塑化機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。

全電動(dòng)拉吹中空塑料成型機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：精確定位，速度快，無(wú)震動(dòng)，自潔性高，效率高。實(shí)現(xiàn)全電動(dòng)“一步法”拉吹中空塑料成型機(jī)，主要是合模機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)為電驅(qū)動(dòng)，例如用伺服馬達(dá)傳動(dòng)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)肘桿合模機(jī)構(gòu)。

11 滾塑中空成型機(jī)

對(duì)用其他成型方法難以成型的中空異型的復(fù)雜制品用滾塑中空成型具有明顯的優(yōu)勢(shì)，特別在化工行業(yè)大有發(fā)展前景。所有的熱塑性粉狀塑料都可以滾塑成型，并擴(kuò)展到交聯(lián)和熱固性塑料領(lǐng)域。
滾塑中空成型機(jī)總體技術(shù)上向自動(dòng)化，高速化方向發(fā)展。在加熱方式上由熱風(fēng)循環(huán)法及明火加熱法向油套加熱法、熔鹽加熱及紅外線加熱法等自動(dòng)控制加熱系統(tǒng)方向發(fā)展。
多層滾塑中空成型的開(kāi)發(fā)。多滾塑燃料油箱與多層共擠出燃料油箱在成本和性能方面具有競(jìng)爭(zhēng)能力。

12 中空制品后處理設(shè)備及工藝的開(kāi)發(fā)

中空制品后處理設(shè)備及工藝的開(kāi)發(fā)，直接關(guān)系到主機(jī)的推廣應(yīng)用。中空制品有其特殊性，例如有的中空制品對(duì)阻隔性、阻透性、耐化學(xué)性等有特殊要求，除采用共擠出多層中空制品能達(dá)到其特殊要求外，也可以對(duì)某些單層中空制品采用特殊的后處理工藝達(dá)到其性能的特殊要求，有些單層中空制品的成本低，更能適應(yīng)市場(chǎng)。中空制品后處理設(shè)備及工藝，主要是對(duì)制品的表面涂層的處理方法，主要有物理法和化學(xué)法。提高單層PET瓶的阻隔性，只有通過(guò)對(duì)制品的后處理來(lái)提高其阻隔性，例如，對(duì)單層PET瓶采用等離子增強(qiáng)化學(xué)蒸氣沉淀技術(shù)(簡(jiǎn)稱ACTIS)技術(shù)，在瓶?jī)?nèi)涂以0.1um高度氫化無(wú)定型碳，對(duì)氧的阻隔性提高了30倍，對(duì)CO2的阻隔性提高了7倍，包裝的啤酒味道與玻璃包裝的味道沒(méi)有差別。