典型吹塑制品的成型工藝（一）

吳春筍 徐彥飛（蘇州同大機(jī)械有限公司）

典型吹塑制品的成型工藝（一）

吳春筍 徐彥飛（蘇州同大機(jī)械有限公司）

介紹了典型擠出吹塑中空成型制品加工實(shí)例。

PC桶 PE包裝桶

一、灌裝純凈水PC桶

1．灌裝純凈水PC桶

通常PC桶飲用水桶可以分為有手柄桶和沒(méi)有手柄桶（圖1和圖2），有手柄桶的手柄可直接吹塑成型，也可采用注塑機(jī)生產(chǎn)的手柄鑲件。兩種類型的PC桶的成型工藝稍微有點(diǎn)不同。有手柄桶需要相對(duì)較高的成型工藝，而且手柄桶在灌裝前清洗消毒要求復(fù)雜，以同大機(jī)械的銷售量，手柄桶在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用較少，但國(guó)外采用較多。

圖1 有手柄桶

圖2 無(wú)手柄桶

1.1 PC原材料的基本特性

桶用PC原材料通常要求符合國(guó)家食品法的規(guī)范要求，透明度好，抗沖擊性能強(qiáng)，加工性能適合擠出吹塑成型工藝要求，現(xiàn)在市面上常用的PC料牌號(hào)有LG-DOW聚碳酸脂有限公司的261-3；BAYER公司的MARKLON-1239；GE公司的LEXAN-PK2870等，其他公司也有少量的擠出吹塑PC原材料供應(yīng)，如國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)風(fēng)公司，日本三菱，韓國(guó)三陽(yáng)等。市場(chǎng)上供應(yīng)的通常是藍(lán)色透明顆粒料，也有無(wú)色透明顆粒料。PC原材料（聚碳酸脂）具有吸濕性，能吸收空氣中的水分，因此在生產(chǎn)PC桶之前必須對(duì)其干燥處理，使其水分含量低于0.02%，一般烘干時(shí)間為4小時(shí)。

1.2 擠出吹塑中空成型機(jī)的選擇

通常適合于PC桶加工的擠出吹塑中空成型機(jī)一般采用儲(chǔ)料缸式設(shè)備，而且分為模頭儲(chǔ)料式機(jī)器和機(jī)筒儲(chǔ)料式機(jī)器，也有連續(xù)擠出式機(jī)器。螺桿儲(chǔ)料式機(jī)器整個(gè)塑化系統(tǒng)流道順暢無(wú)死角，管坯應(yīng)力分布均勻，工藝比較容易控制，因此使用的比較多。

1.3 PC桶成型工藝調(diào)試

1）溫度設(shè)定

① 塑化系統(tǒng)的溫度設(shè)定由原材料特性和機(jī)器特點(diǎn)決定。 同時(shí)也受環(huán)境溫度影響。溫度設(shè)定的一般規(guī)律為螺桿段溫度較高。 接頭頸和模頭溫度稍低?？谀囟壬愿摺＿@樣設(shè)定的原理是：螺桿溫度高，塑化好，制品透明度高，液壓馬達(dá)負(fù)載小，擠料速度快，但料坯溫度高且偏軟，螺桿出來(lái)的料進(jìn)入接頭頸和模頭，進(jìn)行冷卻，改善料坯的硬度和懸垂性，口模溫度稍高對(duì)制品表面質(zhì)量和透明度有利。

② 口模溫度高低影響管坯的翻邊?？谀囟雀撸团魅菀淄锓?；口模溫度低，型坯容易往外翻。

③ PC料對(duì)溫度比較敏感，溫度的變化和波動(dòng)對(duì)成型工藝影響很大，塑化系統(tǒng)溫度控制精度要求高，周邊環(huán)境溫度也需要相對(duì)穩(wěn)定，工作環(huán)境中的風(fēng)扇應(yīng)避免吹到模頭或模頭附近，以免影響模頭的溫度的穩(wěn)定。

④ 全新料，螺桿第1-7段溫度一般為250-260度，第4段溫度低于螺桿其他各區(qū)溫度5-15℃，第8-11段溫度比螺桿段稍低5-10度，第12段（口模）溫度與螺桿段相近。

⑤ 新舊混合料，螺桿段溫度一般為240-250℃。

⑥ 全回收料，螺桿段溫度一般為230-240℃。

2）壓力設(shè)定

① 主液壓系統(tǒng)最大壓力為13.5Mpa（對(duì)應(yīng)的設(shè)定分度：999）。

② 絞料壓力一般為10-13MPa。螺桿保持一個(gè)較高的轉(zhuǎn)速，有利于保持主液壓系統(tǒng)油溫恒定不超溫。如果螺桿轉(zhuǎn)速太慢，可以適當(dāng)提高螺桿溫度，降低螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的負(fù)載。一般來(lái)說(shuō)，擠料壓力應(yīng)能保證擠料動(dòng)作在開(kāi)模預(yù)計(jì)時(shí)間結(jié)束前停止，這樣有利于擠出機(jī)系統(tǒng)工作穩(wěn)定和成型周期的穩(wěn)定。

③ 絞料背壓保持在適當(dāng)?shù)臄?shù)值，一般在1-2MPa之間。背壓與螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)，當(dāng)背壓閥位置保持固定時(shí)，螺桿轉(zhuǎn)速（絞料壓力）越高，背壓越高。背壓低，螺桿負(fù)載小，絞料速度快，但制品有可能產(chǎn)生不固定的氣泡，背壓高則螺桿負(fù)載大，擠料速度相對(duì)較慢。

④ 自動(dòng)射料壓力一般為6-7MPa，自動(dòng)射出時(shí)間一般為5-8秒，從第1點(diǎn)到10點(diǎn)順序執(zhí)行。射料速度太快，制品透明度減低，壁厚跟蹤不好，射料速度太慢，影響成型周期，型坯有可能嚴(yán)重下垂。

⑤ 射料預(yù)壓壓力一般為0-2MPa，而且只有在射料預(yù)壓功能為ON時(shí)，才起作用。

⑥ 手動(dòng)射料壓力一般為4-5MPa，手動(dòng)射料時(shí)執(zhí)行該壓力。

其他動(dòng)作壓力根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定

3）時(shí)間設(shè)定

① 全自動(dòng)預(yù)計(jì)，單循環(huán)自動(dòng)（半自動(dòng)）時(shí)，該時(shí)間不起作用，多循環(huán)自動(dòng)（半自動(dòng)）時(shí)，該時(shí)間一般設(shè)定為2-3秒，根據(jù)機(jī)器的狀態(tài)和操作人員取制品的熟練程度來(lái)確定。

② 射出延時(shí)，一般設(shè)定為0-0.3秒，當(dāng)射料預(yù)壓功能為OFF時(shí)，動(dòng)作順序?yàn)椋耗？趩?dòng)，射出延時(shí)，螺桿前進(jìn)。時(shí)間短，型坯有內(nèi)翻的趨勢(shì)，時(shí)間長(zhǎng)，有外翻的趨勢(shì)且瓶肩有產(chǎn)生小氣泡的可能。當(dāng)射料預(yù)壓功能為ON時(shí)，動(dòng)作順序?yàn)椋郝輻U前進(jìn)，射出延時(shí)，?？趩ⅲ瑫r(shí)間長(zhǎng)，型坯有內(nèi)翻的趨勢(shì)。

③ 低壓吹氣預(yù)計(jì)、低壓吹氣計(jì)時(shí)，指的是低壓吹氣開(kāi)始和持續(xù)的時(shí)間，低壓吹氣壓力一般為0.2-0.3MPa，當(dāng)模具合到合模慢速位置時(shí)（合模慢速接近開(kāi)關(guān)ON），低壓吹氣預(yù)計(jì)時(shí)間開(kāi)始，預(yù)計(jì)時(shí)間到，低壓吹氣開(kāi)始工作計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)到或成型吹氣開(kāi)始則低壓吹氣結(jié)束。

④ 開(kāi)模一段計(jì)時(shí)、吹針微抽計(jì)時(shí)，制品成型結(jié)束后，模具首先開(kāi)模一段，開(kāi)模距離由計(jì)時(shí)時(shí)間決定，微開(kāi)結(jié)束，吹針開(kāi)始微抽，微抽行程由計(jì)時(shí)時(shí)間決定，計(jì)時(shí)結(jié)束，模具再打開(kāi)至開(kāi)模終點(diǎn)，吹針下到底。

⑤ 成型吹氣預(yù)計(jì)、成型吹氣計(jì)時(shí)，當(dāng)模具完全合攏時(shí)，成型吹氣開(kāi)始預(yù)計(jì)計(jì)時(shí)，時(shí)間到，成型吹氣（高壓吹氣）開(kāi)始并計(jì)時(shí)，進(jìn)入循環(huán)吹放氣過(guò)程，計(jì)時(shí)到，成型吹氣結(jié)束，開(kāi)模預(yù)計(jì)計(jì)時(shí)，繼續(xù)放氣，計(jì)時(shí)到并且絞料結(jié)束，進(jìn)入開(kāi)模取制品過(guò)程。

⑥ 迫緊計(jì)時(shí)，當(dāng)模具完全合攏時(shí)，以迫緊壓力進(jìn)行高壓鎖模，鎖模動(dòng)作執(zhí)行時(shí)間由計(jì)時(shí)決定，一般為1-1.5秒，計(jì)時(shí)到，鎖模結(jié)束，開(kāi)始絞料。

⑦ 下吹動(dòng)作計(jì)時(shí)，指下次升降的動(dòng)作持續(xù)時(shí)間，一般為1秒左右。

4）功能選擇

① 螺桿風(fēng)機(jī)冷卻控制，通常選為ON。

② 單循環(huán)自動(dòng)工作模式選為ON，則每按一次自動(dòng)射出按鈕，機(jī)器只自動(dòng)完成一個(gè)生產(chǎn)循環(huán)，操作安全性好，適合于不太熟練的操作人員。

③ 多循環(huán)自動(dòng)工作模式選為ON，則第一次按自動(dòng)射出按鈕，機(jī)器完成一個(gè)生產(chǎn)循環(huán)后，自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)生產(chǎn)循環(huán)，無(wú)需再按自動(dòng)射出按鈕，操作人員只需取出制品即可。適合于非常熟練的操作人員和非常良好的機(jī)器狀態(tài)，當(dāng)多循環(huán)和單循環(huán)自動(dòng)工作模式都為OFF時(shí)，則必須按自動(dòng)射出按鈕，射料結(jié)束后，再按自動(dòng)合模按鈕，才能完成一個(gè)生產(chǎn)循環(huán)。

④ 二段式開(kāi)模控制，通常選為ON，即開(kāi)模過(guò)程分一段和二段兩步進(jìn)行。

⑤ 射料預(yù)壓控制，通常選為OFF，特殊情況下才選為ON，需要慎用。

⑥ 預(yù)合?？刂?，通常選為ON，即自動(dòng)時(shí)，一段合模先合到預(yù)合模終點(diǎn)位置，等待射料結(jié)束后再進(jìn)行二段合模。

⑦ 低吹停頓控制，通常選為OFF，即低壓吹氣時(shí)，合模動(dòng)作不會(huì)停止；如果選為ON，則低壓吹氣時(shí)，合模停止，待低壓吹氣結(jié)束，合模動(dòng)作繼續(xù)。

5）壁厚調(diào)整

SHOT ZIZE指的是射出量，即一次射出的總質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，PC桶質(zhì)量為750克，頭尾飛邊的質(zhì)量約為150-200克，則做一個(gè)桶需要的總質(zhì)量約為900-950克。所以當(dāng)機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定后，SHOT SIZE數(shù)值要確定下來(lái)并保持相對(duì)穩(wěn)定。總質(zhì)量不變，壁厚減薄則管坯加長(zhǎng)，瓶子質(zhì)量將減輕，壁厚加厚，則管坯變短，瓶子質(zhì)量將加大。瓶子的壁厚是圖形曲線厚度與管坯下垂拉伸，長(zhǎng)度以及吹脹比綜合作用的一個(gè)結(jié)果，是綜合對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

圖形第1、2點(diǎn)的厚度會(huì)影響管培的翻邊，厚度大，有往外翻邊的趨勢(shì)，厚度小，有往內(nèi)翻邊的趨勢(shì)。第27-30點(diǎn)厚度會(huì)影響瓶底的厚度，需要保持適當(dāng)?shù)暮穸纫缘窒芘鏖L(zhǎng)短波動(dòng)產(chǎn)生的影響。壁厚控制系統(tǒng)小油源的壓力一般為6Mpa。增益倍數(shù)（GAIN TIMES）一般設(shè)定為6，保持相對(duì)較高的系統(tǒng)靈敏度。

螺桿位置調(diào)整：射空位置(EMPTY)設(shè)定時(shí)，應(yīng)注意射料液壓缸不要射到底，需要留有約10mm的緩沖，同時(shí)射空極限接近開(kāi)關(guān)應(yīng)調(diào)整為ON。儲(chǔ)量滿(FULL)設(shè)定時(shí)，射料液壓缸最大行程為300mm，一般來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)料行程250mm已足夠。儲(chǔ)料極限接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)塊位置應(yīng)當(dāng)調(diào)整到略大于正常生產(chǎn)所需的位置。這樣做的目的是為了防止電子尺線路故障時(shí)，感應(yīng)塊碰到儲(chǔ)料極限接近開(kāi)關(guān)，儲(chǔ)料極限變?yōu)镺N，絞料能夠終止，從而對(duì)螺桿進(jìn)行有效保護(hù)，壁厚控制設(shè)定參閱相關(guān)說(shuō)明書(shū)。

6）開(kāi)機(jī)程序

① 原料干燥，一般干燥溫度為110-120度（由干燥機(jī)溫度控制準(zhǔn)確性決定），推薦為115度。溫度過(guò)高，原料容易結(jié)塊，干燥時(shí)間為4h。干燥機(jī)風(fēng)門開(kāi)度一般為1/2-3/4，排風(fēng)口要足夠大，否則料斗內(nèi)的風(fēng)壓過(guò)大，自動(dòng)上料機(jī)落料不順暢。排風(fēng)口用管道連接到室外可以排走熱氣和粉塵。

② 機(jī)器加溫，機(jī)器加溫前應(yīng)打開(kāi)機(jī)筒根部的冷卻水，防止進(jìn)料口原材料結(jié)塊。采用逐段加溫的方式，先加熱到150度，然后再以20度臺(tái)階往上加，溫度每達(dá)到一個(gè)臺(tái)階后保溫10-20min，直到達(dá)到正常加工溫度后保溫30min以上。

③ 模溫設(shè)定，模溫機(jī)一般在正式開(kāi)機(jī)前打開(kāi)，溫度在90-115度之間，模溫油選用傳熱油。

④ 起動(dòng)機(jī)器，先啟動(dòng)手動(dòng)?？冢蜷_(kāi)料斗的下料口，啟動(dòng)絞料。絞料壓力從50開(kāi)始，視螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)情況逐步往上加，手動(dòng)射空3-5次，開(kāi)始進(jìn)入制品生產(chǎn)過(guò)程，在此過(guò)程中逐步調(diào)整膠料壓力和溫度，直到達(dá)到穩(wěn)定的生產(chǎn)過(guò)程，一般需要30分鐘左右機(jī)器才能完全達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

⑤ 生產(chǎn)過(guò)程中，中途停機(jī)5分鐘以上，需要降低絞料壓力數(shù)值直至7MPa，啟動(dòng)絞料，待螺桿轉(zhuǎn)到正常后再逐步將絞料壓力加大。

7）關(guān)機(jī)程序

① 關(guān)閉料斗下料口，擠空及射空螺桿內(nèi)部的原料，在此過(guò)程中注意觀察螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)情況，逐步降低絞料壓力。

② 降低溫度至150度，然后關(guān)閉加熱電源。

③ 先關(guān)斷干燥機(jī)加熱電源，待溫度下降到100度，再關(guān)斷風(fēng)機(jī)電源，關(guān)閉主機(jī)及輔機(jī)電源及水源和氣源。

8）維護(hù)事項(xiàng)

① 在生產(chǎn)過(guò)程中，定期檢查主副油箱油溫，溫度一般在40度以內(nèi)，最高不超過(guò)45℃，并做好記錄。

② 定期檢查螺桿排氣口漏膠，及時(shí)清理并調(diào)整相關(guān)參數(shù)。

③、每周向各潤(rùn)滑點(diǎn)加注潤(rùn)滑脂，建議選用美孚XHP222或同類產(chǎn)品做好記錄。

④ 新機(jī)器第一次換液壓油時(shí)間為500h，以后副油箱（壁厚系統(tǒng)）每3000小時(shí)換油一次，主油箱每年換油一次，做好記錄。

⑤ 空壓系統(tǒng)定期排水，定期檢查開(kāi)合模機(jī)構(gòu)及射料座螺釘，定期記錄溫度、壓力、時(shí)間等生產(chǎn)參數(shù)，以備參考。

9）溫控表設(shè)定

PC料對(duì)溫度變化較為敏感，螺桿及模頭熱溫度的穩(wěn)定對(duì)PC制品的加工起著關(guān)鍵作用。因此PC桶設(shè)備普遍采用溫控儀控制加熱溫度，這里以O(shè)MRON E5EZ，說(shuō)明如何設(shè)定參數(shù)

① 初始菜單設(shè)定，溫控儀上按住圓形空白鍵3秒以上進(jìn)入初始菜單，按循環(huán)箭頭鍵改變參數(shù)項(xiàng)目，當(dāng)顯示為CntL時(shí)，用上下箭頭改變參數(shù)數(shù)值為Pid，即選擇PID控制方式，再按循環(huán)箭頭鍵，當(dāng)顯示為S-HC時(shí)，用上下箭頭鍵改變參數(shù)值為Stnd，即設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)控制，再按循環(huán)箭頭鍵，顯示為orEu時(shí)，用上下箭頭鍵改變參數(shù)值為or-r，即設(shè)定為逆動(dòng)作。Alt1-Alt3都設(shè)定為2，其他參數(shù)維持出廠設(shè)定不變，設(shè)定完成后，按住圓形空白鍵3秒以上，退出初始菜單。

② 自整定，溫控儀的PID參數(shù)通常要根據(jù)溫控區(qū)間的加熱和散熱功率來(lái)調(diào)整，溫控儀具有自整定功能，可以根據(jù)溫控區(qū)的加熱和散熱功率來(lái)計(jì)算出合格的PID參數(shù)，從而保證溫度控制的精準(zhǔn)性。按圓形空白鍵1秒一下，顯示At/OFF，用上下箭頭鍵改變參數(shù)數(shù)值為At/on，溫度設(shè)定值開(kāi)始閃爍，進(jìn)入自整定過(guò)程，自整定結(jié)束，停止閃爍，溫控儀進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

③ 設(shè)定報(bào)警上限，由于螺桿溫控段一般配有散熱風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的啟停由溫控儀報(bào)警上限控制，按循環(huán)箭頭鍵進(jìn)入運(yùn)行菜單，將Al1-Al3參數(shù)值設(shè)為2，這樣螺桿溫度超過(guò)設(shè)定溫度2度時(shí)，風(fēng)機(jī)就開(kāi)始工作。

1.4 成型過(guò)程中的問(wèn)題及解決方法

PC桶成型過(guò)程中的問(wèn)題及解決方法見(jiàn)表1

2. 各種PE包裝桶

隨著汽車、化工、食品、藥品、飲料等行業(yè)的迅速發(fā)展，各種規(guī)格的PE吹塑包裝桶需求逐年增長(zhǎng)，目前中空吹塑行業(yè)中應(yīng)用較廣泛的規(guī)格有5L、10L、15L、20L、25L、30L、50L、120L、200L、1000L等塑料包裝桶。一般將20～1000L劃分為中大型包裝桶，而15L以下的包裝桶簡(jiǎn)稱為小型包裝桶。另外根據(jù)被包裝的物品不同，可分為普通包裝桶和特種包裝桶。包裝危險(xiǎn)品物質(zhì)的包裝桶簡(jiǎn)稱為危險(xiǎn)品包裝桶，通常簡(jiǎn)稱為危包桶。圖3所示為幾種塑料包裝桶的外觀圖。

圖3 塑料包裝桶的外觀圖

2.1 原材料及其配方

中空吹塑包裝桶的塑料原材料通常選用高密度聚乙烯（HDPE），根據(jù)包裝桶的規(guī)格以及使用條件選擇不同相對(duì)分子質(zhì)量等級(jí)的塑料原料。

表1 PC桶成型過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法

典型的原材料舉例如下

① MARLEX-5502、5500B，適合成型5-20L容器。

② MARLEX-50100，適合成型20-60L容器。

③ MARLEX-TR571，適合成型60-150L容器。

④ 齊魯石化DMDY1158，適合成型200L以上的容器。

采用不同相對(duì)分子質(zhì)量等級(jí)的塑料原料可以進(jìn)行適當(dāng)搭配形成配方，從而滿足各種不同包裝桶物理化學(xué)要求以及改善成型工藝等。

2.2 擠出吹塑中空成型機(jī)的選擇

擠出吹塑中空成型機(jī)主要分為兩種類型：連續(xù)擠出式和儲(chǔ)料式。成型10L以下的容器，通常選擇連續(xù)擠出吹塑中空成型機(jī)，成型20-60L的容器，以儲(chǔ)料缸式吹塑中空成型機(jī)為主，少量制品也可采用連續(xù)擠出吹塑中空成型機(jī)；成型60L以上的容器，通常采用儲(chǔ)料式吹塑中空成型機(jī)，較少采用連續(xù)擠出吹塑中空成型機(jī)。

選擇擠出吹塑中空成型機(jī)，從技術(shù)層面考慮時(shí)主要應(yīng)從單位時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)能力、設(shè)備能耗、設(shè)備安全性能與可靠性、制品的主要質(zhì)量指標(biāo)、設(shè)備維修費(fèi)用與大修周期、以及塑料機(jī)頭換料換色的速度等方面進(jìn)行比較，得出較為精準(zhǔn)的性能性價(jià)比，以此作為選擇設(shè)備的基本原則，則可保證今后設(shè)備運(yùn)用費(fèi)用相對(duì)較低。

2.3 PE桶的成型工藝調(diào)試

1）20-30L方形堆碼桶的成型工藝調(diào)試

目前隨著化學(xué)工業(yè)快速發(fā)展，20-30L方形堆碼桶得到廣泛應(yīng)用，市場(chǎng)需求量大，生產(chǎn)企業(yè)多。該類型包裝桶的成型工藝經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，目前比較成熟。

① 機(jī)器選擇，生產(chǎn)20-30L包裝桶的機(jī)器按擠出方式分為儲(chǔ)料式和連續(xù)擠出式，吹氣方式分為上吹式和下吹式。通常儲(chǔ)料式機(jī)器選擇下吹成型方式，連續(xù)擠出式機(jī)器兩種吹氣方式都適合。這里重點(diǎn)介紹儲(chǔ)料下吹式機(jī)器。

② 動(dòng)作程序順序，儲(chǔ)料下吹式機(jī)器的動(dòng)作順序?yàn)椋鹤幽ｉ]合，預(yù)合模，撐料桿閉合、下吹升，射料，撐料開(kāi)，快速合模，慢速合模，低壓吹氣，合模到位，高壓鎖模，高壓吹氣，下吹上沖切口，循環(huán)吹放氣，放氣，次微開(kāi)模，下吹針微抽，二次微開(kāi)模，子模開(kāi)，快速開(kāi)模，慢速開(kāi)模，開(kāi)模結(jié)束，下吹降，制品取出（程序技術(shù)用語(yǔ)按照相關(guān)設(shè)備廠家的通常程序語(yǔ)言規(guī)范）。

③ 型坯壁厚控制，為保證制品的壁厚均勻，生產(chǎn)20-30L包裝桶的機(jī)器通常配有型坯壁厚控制系統(tǒng)。在此類包裝桶加工中一般采用軸向型坯控制系統(tǒng)，徑向壁厚控制系統(tǒng)由于硬件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，技術(shù)難度較高，價(jià)格較高，目前在生產(chǎn)此類包裝桶的中空吹塑成型機(jī)上配備較少，因此應(yīng)用相對(duì)較少，但隨著技術(shù)進(jìn)步，應(yīng)用會(huì)逐步增加，目前國(guó)內(nèi)已有專業(yè)公司進(jìn)行進(jìn)徑向壁厚控制系統(tǒng)的配套服務(wù)工作，目前常用機(jī)器主要配備軸向壁厚控制系統(tǒng)。

④ 口模、吹針頭、模具，口模結(jié)構(gòu)分為擴(kuò)張型和收縮型，通常情況下根據(jù)制品的幾何尺寸大小來(lái)確定口模結(jié)構(gòu)和尺寸。針對(duì)20-30L包裝桶，選用擴(kuò)張型為佳，根據(jù)包裝桶形狀可以將口模、模芯加工為異形結(jié)構(gòu)，可改善制品的壁厚均勻性。

吹針頭的設(shè)計(jì)主要考慮內(nèi)容為：吹氣通徑要足夠大，以保證吹漲和放氣的速度，對(duì)于提高制品表面質(zhì)量和縮短成型周期有利，冷卻水流量足夠并對(duì)吹針頭整體充分冷卻，有利于桶口冷卻定型，吹針切口位置容易磨損變鈍，應(yīng)盡可能將切口位置設(shè)計(jì)成可更換的切口圈形式，以便更換。

包裝桶模具通常采用三段組合式設(shè)計(jì)，模具分為桶底、桶身和桶頂部分，再拼裝組合成整體。桶底或桶頂部分根據(jù)需要做成可以上下活動(dòng)的子模，方便制品脫模，可活動(dòng)的子模通常需要良好的導(dǎo)向和同步機(jī)構(gòu)，以保證運(yùn)行可靠。桶口螺紋鑲件及切口圈通常設(shè)計(jì)成可拆卸及更換的，方便調(diào)整與維修。模具刀口及余料槽的設(shè)計(jì)對(duì)于制品合模線強(qiáng)度非常重要，需要認(rèn)真考慮。模具的排氣設(shè)計(jì)影響制品表面質(zhì)量，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作需考慮制品的幾何形狀及不同部位的壁厚差別的冷卻要求

⑤ 成型工藝參數(shù)的調(diào)試，吹塑桶形產(chǎn)品的成型工藝參數(shù)主要包括加工溫度、擠出螺桿轉(zhuǎn)速、液壓系統(tǒng)壓力、吹氣壓力、成型時(shí)間周期等。

加工溫度，瓶形吹塑產(chǎn)品的加工溫度主要與所使用的塑料原料及設(shè)備的特性有關(guān)。一般情況下，中小型桶吹塑產(chǎn)品普遍會(huì)采用流動(dòng)性較好的HDPE或HDPE與LDPE的混合料，加工成型溫度一般在130-180度之間，少量材料的加工溫度可能高于180℃。溫度的設(shè)定從擠出機(jī)進(jìn)料口依次由低到高設(shè)置，以利于加工成型的正常進(jìn)行。

擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速，中型中空成型機(jī)的擠出系統(tǒng)的螺桿直徑較小，螺桿轉(zhuǎn)速可相對(duì)較高一些，可根據(jù)制品與擠出機(jī)螺桿的特性進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，螺桿轉(zhuǎn)速控制在10-70r/min。

液壓系統(tǒng)壓力，中小型中空成型機(jī)液壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)一般在8-14MPa之間，主要根據(jù)吹塑制品的成型特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在滿足成型吹塑制品要求的情況下，可以將液壓系統(tǒng)的壓力調(diào)整在較低的壓力狀態(tài)下工作，有利于節(jié)能和延長(zhǎng)中空成型機(jī)的使用壽命。吹氣壓力，多數(shù)小型中空成型機(jī)也需要設(shè)置吹氣壓力為預(yù)吹壓力與定型吹塑壓力，即平常所說(shuō)的低壓吹氣壓力與高壓吹氣壓力。通常情況下低壓吹氣壓力設(shè)置為0.1-0.2MPa，高壓吹氣壓力設(shè)置為0.2-0.4MPa，吹氣壓力的設(shè)置以滿足成型具有較高質(zhì)量的桶形產(chǎn)品為原則。

成型時(shí)間周期，桶形吹塑產(chǎn)品的成型周期一般會(huì)較短，從7-180s/次不等，主要依據(jù)桶形制品的特點(diǎn)、模具的冷卻速度，以及擠出機(jī)的擠出速度來(lái)決定。在滿足桶形吹塑產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下，盡可能縮短成型周期，有利于提高產(chǎn)品效率，降低能耗和提高設(shè)備生產(chǎn)能力與效益。

⑥ 成型時(shí)的注意事項(xiàng)與安全操作

模具安裝時(shí)注意位置的準(zhǔn)確，安裝牢固。吹氣桿位置定位準(zhǔn)確，型坯切刀溫度調(diào)節(jié)合適等。防止因?yàn)槟＞撸禋鈼U等部件安裝不正確導(dǎo)致產(chǎn)生廢品或引發(fā)安全事故。

選擇合適的塑料原料作為成型材料，防止塑料原料中混入雜質(zhì)或金屬等異物，以防止擠出機(jī)的意外損壞。注意成型溫度的設(shè)置是否正確，當(dāng)成型溫度沒(méi)有達(dá)到塑料原料的加工溫度時(shí)，禁止開(kāi)機(jī)，防止擠出機(jī)因此產(chǎn)生意外損壞。

開(kāi)機(jī)時(shí)，尤其是塑料型坯擠出時(shí)，操作人員需要與機(jī)車保持一定的安全距離，防止因?yàn)榧庸囟绕咴斐伤芰先垠w異常狀態(tài)，即通常所說(shuō)的打泡現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)現(xiàn)成型溫度過(guò)高時(shí)，可以等冷卻溫度降低后再進(jìn)行開(kāi)機(jī)。

2）200L雙L環(huán)塑料桶特性與生產(chǎn)工藝特點(diǎn)

① 200L雙L環(huán)塑料桶的特性，200L雙L環(huán)塑料桶主要用來(lái)包裝液體類化學(xué)危險(xiǎn)品。由于該種塑料桶需要滿足液體化學(xué)危險(xiǎn)品的海運(yùn)要求，所以必須具有優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度，優(yōu)良的抗沖擊性能以及良好的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能等特種性能。目前國(guó)際上普遍采用200L雙L環(huán)塑料桶包裝液體化學(xué)危險(xiǎn)品，在國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成了較大的生產(chǎn)和銷售能力。

上圖所示是一種200L塑料包裝桶的外形圖

② 設(shè)備結(jié)構(gòu)與性能對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響與制約，國(guó)內(nèi)在用的200L雙L環(huán)塑料生產(chǎn)設(shè)備中，到目前為止，以秦川未來(lái)塑料機(jī)械有限公司制造的SCJ-230設(shè)備較多，該種設(shè)備的擠出機(jī)采用了IKV螺桿結(jié)構(gòu)，近年來(lái)經(jīng)過(guò)螺桿的優(yōu)化設(shè)計(jì)及節(jié)能改進(jìn)，將螺桿直徑從150mm改到120mm，單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量不但沒(méi)有降低，反而有所提高。螺桿的長(zhǎng)徑比由30∶1改進(jìn)為32∶1，螺桿采用了屏障式結(jié)構(gòu)，螺桿頭部具有混煉單元，能使HMWHDPE粉料充塑化，混煉均勻。儲(chǔ)料機(jī)頭采用雙層流道設(shè)計(jì)，溶體進(jìn)入機(jī)頭后交叉分成兩層，在擠入儲(chǔ)料缸上端部位置時(shí)兩層熔體又壓縮復(fù)合成一層，再擠入儲(chǔ)料缸，儲(chǔ)料機(jī)頭采用這種結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了型坯的強(qiáng)度和粘合能力。同時(shí)該儲(chǔ)料機(jī)頭具有64點(diǎn)軸向壁厚控制系統(tǒng)，近年來(lái)又成功開(kāi)發(fā)出64點(diǎn)徑向壁厚控制系統(tǒng)（PWDS），該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以使200L雙L環(huán)塑料桶在周圍非對(duì)稱形狀位置獲得更加均勻的制品壁厚，可降低制品重量10%-15%，同時(shí)可以提高制品的跌落性能，堆碼性能等指標(biāo)，此外，該機(jī)還對(duì)主液壓系統(tǒng)采用了節(jié)能設(shè)計(jì)，使主液壓系統(tǒng)的功率減少了18KW，目前主液壓系統(tǒng)功率僅為22KW。由于這項(xiàng)技術(shù)的綜合運(yùn)用，做到了既節(jié)省了電能、塑料原料，還提高了產(chǎn)品質(zhì)量和單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)品產(chǎn)量。

國(guó)內(nèi)一些塑料制品廠家從德國(guó)進(jìn)口的200L塑料桶的生產(chǎn)設(shè)備也具有優(yōu)越的設(shè)備性能，在200L雙L環(huán)塑料桶的大批量生產(chǎn)中發(fā)揮了較好的作用。目前國(guó)內(nèi)多家廠家已具有生產(chǎn)200L塑料桶生產(chǎn)設(shè)備的能力，如近年來(lái)張家港市蘇州同大機(jī)械有限公司設(shè)計(jì)制造的TDB-250F大型中空成型機(jī)，采用高性能擠出機(jī)，高性能儲(chǔ)料機(jī)頭以及經(jīng)過(guò)優(yōu)越設(shè)計(jì)的具有高效節(jié)能的液壓系統(tǒng)，采用100點(diǎn)高性能壁厚控制系統(tǒng)通過(guò)電液伺服系統(tǒng)控制塑料型坯壁厚，優(yōu)化設(shè)計(jì)的下吹裝置結(jié)構(gòu)可靠，維修方便。其200L系列包裝筒吹塑成型時(shí)效果良好，設(shè)備節(jié)能水平類似發(fā)達(dá)國(guó)家同類機(jī)的水平，成型速度快，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，并且已經(jīng)有多臺(tái)設(shè)備出口到海外。

③ 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，溫度、壓力、速度、時(shí)間參數(shù)是中空吹塑工藝控制的最基本的要素，需要根據(jù)所采用的塑料原料、設(shè)備、模具等性能情況，以及操作人員的熟練程度來(lái)設(shè)定這些具體參數(shù)。

成型溫度參數(shù)的設(shè)定，制品加工溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生明顯的影響，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，熔體粘度低，型坯強(qiáng)度小，型坯容易出現(xiàn)下墜，從而使型坯的壁厚控制系統(tǒng)控制精度降低或失去控制意義，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使型坯發(fā)黃，影響制品的內(nèi)在和外觀質(zhì)量。當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)，會(huì)增加擠出機(jī)的扭矩，出現(xiàn)塑化不均勻，擠出和型坯壓注時(shí)阻力增大，會(huì)增加擠出機(jī)和液壓系統(tǒng)的負(fù)荷，同時(shí)制品的殘余應(yīng)力較大，容易造成產(chǎn)品變形和抗沖擊強(qiáng)度不高。通常情況下，大型中空吹塑的溫度設(shè)置從原料進(jìn)口處開(kāi)始到儲(chǔ)料機(jī)頭出口處由低向高設(shè)定，一般在145-220℃之間。如表1-2 所示采用HMWHDPE塑料原料在SCJ-230中空成型機(jī)生產(chǎn)200L雙L環(huán)塑料桶的溫度參數(shù)設(shè)定表。

表2 溫度參數(shù)設(shè)定表

溫度設(shè)定的高低與擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，塑料的塑化是溫度與螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)剪切共同作用的結(jié)果，螺桿剛開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主要是靠加溫來(lái)塑化原料，螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，主要是靠螺桿剪切產(chǎn)生的摩擦熱塑化原料，通常初始加熱時(shí)溫度需要高于正常生產(chǎn)溫度10-15℃左右，當(dāng)擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，再調(diào)整回正常生產(chǎn)的溫度。設(shè)備加熱的時(shí)間也會(huì)隨著氣候季節(jié)的變化有所不同，夏季所需加熱的時(shí)間會(huì)縮短一些，冬季所需加熱的時(shí)間會(huì)相對(duì)長(zhǎng)一些。速度的控制，速度的控制主要包括擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速，成型機(jī)的合模及開(kāi)模速度，子模上下合模速度、型坯擠出速度等。螺桿轉(zhuǎn)速主要與成型速度配套，當(dāng)模具冷卻快，成型速度高時(shí)，擠出機(jī)螺桿的轉(zhuǎn)速可以設(shè)置高一些，以滿足原料的輸送。成型機(jī)的慢速合模速度可以稍微調(diào)慢一些，這樣有助于提高制品合縫處的強(qiáng)度，子模上下速度也可以適當(dāng)降低，這樣有助于提高L環(huán)的強(qiáng)度。在開(kāi)模速度的調(diào)節(jié)上，需要與子模上下開(kāi)模的速度配套調(diào)節(jié)，防止使模具產(chǎn)生擦掛與塑料桶口螺紋及L環(huán)變形。

液壓系統(tǒng)的壓力調(diào)整，主液壓系統(tǒng)的壓力可以在12-15MPa之間調(diào)整，伺服液壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)范圍與主液壓系統(tǒng)類似，也可以在12-15MPa之間調(diào)節(jié)，從節(jié)能的角度和保障設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定性來(lái)看，可以在保證制品正常成型的前提下，盡量調(diào)低系統(tǒng)壓力的壓力設(shè)置。

時(shí)間參數(shù)的調(diào)節(jié)，時(shí)間參數(shù)的調(diào)節(jié)決定了產(chǎn)品的成型速度和生產(chǎn)周期，通常與模具的冷卻速度和擠出機(jī)螺桿的擠出速率有關(guān)，有時(shí)也會(huì)與操作人員的水平有關(guān)，在不同的原料配方的情況下，時(shí)間參數(shù)也會(huì)有一些微小的差異，需要操作人員及時(shí)修改。

壓縮空氣的壓力與吹氣量的調(diào)節(jié)，對(duì)200L雙L環(huán)塑料桶的成型來(lái)說(shuō)，通常低壓吹氣的壓力調(diào)節(jié)范圍在0.25-0.3MPa，高壓吹氣壓力調(diào)節(jié)范圍0.45-0.6MPa，為提高產(chǎn)品的成型速度，縮短產(chǎn)品的成型周期，可以采用經(jīng)過(guò)制冷的壓縮空氣。

制品的后冷卻定型，由于200L雙L環(huán)塑料桶的壁較厚，吹塑成型的冷卻周期較長(zhǎng)，為提高生產(chǎn)速率，縮短生產(chǎn)周期，可以采用后冷卻定型的裝置加快吹塑制品的冷卻定型。200L雙L環(huán)塑料桶的后冷卻定型裝置設(shè)計(jì)有單工位和多工位等多種形式，為了保證其桶口螺紋處的冷卻定型，一般采用多工位的后冷卻定型裝置進(jìn)行冷卻，塑料桶內(nèi)充氣可以采用經(jīng)過(guò)冷凍處理的壓縮空氣。

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④ 吹塑工藝調(diào)整的注意事項(xiàng)及安全操作。

塑料原料的選擇，由于200L雙L環(huán)塑料桶是工業(yè)化學(xué)品包裝桶，多數(shù)應(yīng)用于化學(xué)危險(xiǎn)品包裝，運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，承受的力學(xué)性能要求高，因此在塑料原料的選擇上范圍比較窄，一般需要選擇相對(duì)分子質(zhì)量在25-40萬(wàn)之間的HMWHDPE。

不能選擇普通的塑料材料進(jìn)行生產(chǎn)，尤其再原料配比中不能采用加入填充料的辦法降低原料成本，否則可能因此導(dǎo)致成型后的產(chǎn)品批量報(bào)廢的情況發(fā)生。

吹塑成型時(shí)高壓吹氣的壓力適當(dāng)調(diào)高可以加快成型速度和提高制品表面質(zhì)量，但是不能將高壓吹氣的壓力調(diào)整在0.9MPa以上，否則容易導(dǎo)致因?yàn)榇禋鈮毫^(guò)高出現(xiàn)的安全事故，當(dāng)吹氣壓力過(guò)高時(shí)，可能因?yàn)楦鞣N因素發(fā)生吹塑時(shí)容器的自燃現(xiàn)象，這點(diǎn)需要特別注意，近年來(lái)已在多家吹塑工廠發(fā)生類似的事故。

Formulation technology of extrusion blow molding plastic materials

Chunsun Wu Yanfei Xu

（Suzhou Tongda machinery Co.，LTD）

An example of typical extrusion blow molding hollow products is introduced.

PC barrel PE packing barrel