中空吹塑成型技術(shù)分析

佟克偉 王潮忱

摘?要：本文基于中空吹塑成型技術(shù)專利，依照中空吹塑的制造特征，側(cè)重闡述了擠出吹塑和注塑吹塑兩種專利的申請狀況，梳理以上兩種關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)，并預(yù)測吹塑成型技術(shù)在后續(xù)幾年中的發(fā)展方向，以期對我國技術(shù)發(fā)展有導(dǎo)向性與借鑒作用。

關(guān)鍵詞：中空吹塑;擠出吹塑;注塑吹塑;發(fā)展趨向

吹塑即本文所論述的對象——中空吹塑，業(yè)內(nèi)還將其叫作吹塑模塑，是中空塑料產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的主要一種成型方法。其是借用氣體壓力促使在模具中處于閉合狀態(tài)中的熱熔塑料型坯發(fā)生吹脹，最終形成空心制品的工藝技術(shù)。既往有大量的生產(chǎn)實踐表明，吹塑成型的優(yōu)點集中在生產(chǎn)制造成本低廉、工藝流程簡易及效益高等方面上，缺點是產(chǎn)品壁厚度均勻性控制有較大難度。多種因素會對中空產(chǎn)品質(zhì)量形成影響，這就要求嚴(yán)格遵照相關(guān)規(guī)程進(jìn)行加工制造，并將新材料、新工藝等融合其中。

1 中空吹塑成型重點技術(shù)分析

1.1 擠出吹塑法

美國專利US2004115291A1對外公示了一種采用擠出吹塑成型法制作以塑膠為主要材料的中空體的裝備。該裝備安置了一擠出組件，其安設(shè)了一個順沿裝備長度方向的的擠出機(jī)及和其相連接的擠出機(jī)頭，具體是被安裝于外框。一吹塑成型站配置吹塑成型數(shù)目≥1，吹塑成型工具≥1，吹塑成型工具在遠(yuǎn)離擠出模具的一側(cè)開設(shè)了一個?？?吹塑成型工具能夠順沿橫向渠徑往復(fù)移動，以上所提及的橫向渠徑大體上是和從擠出機(jī)頭橫向末端處延展到擠出機(jī)頭下端對應(yīng)的長度方向成角為90°。吹塑成型工具的?？状怪敝丿B的情況就不會受到限制;若在軸向?qū)D出機(jī)頭高程作出調(diào)整，則能表現(xiàn)出該裝置定位的精確度，進(jìn)而減少塑膠管材所安放位置有誤情況發(fā)生的風(fēng)險，在單一吹塑成型腔的協(xié)助下，能大幅度的提升生產(chǎn)能力;并且還能規(guī)避由橫向調(diào)整吹塑成型工具組而造成系統(tǒng)暫停作業(yè)的情況。

中國專利CN1727170A對外展示了公一種全自動塑料擠出吹瓶機(jī)，該裝備的構(gòu)成有1個擠出機(jī)，銜接擠出機(jī)料筒的模頭，和擠出機(jī)出料模頭相配套的吹瓶機(jī)構(gòu)以及割料設(shè)施。在本裝置中，吹瓶機(jī)構(gòu)被安設(shè)于一個旋轉(zhuǎn)工作臺面上部，針對安設(shè)于旋轉(zhuǎn)工作臺上的吹瓶機(jī)構(gòu)，要求其≥1組。機(jī)架是吹瓶機(jī)構(gòu)的重要部件之一，其一端安裝了固定模板，另一端則安裝了合模機(jī)構(gòu)，合模機(jī)構(gòu)連接活動模板;在吹瓶機(jī)構(gòu)中，活動模板與固定模板形成了單片鉗式旋轉(zhuǎn)開、合模。該專利的制造方案中把吹瓶機(jī)構(gòu)架設(shè)于旋轉(zhuǎn)工作臺上，其有益于減縮整個制品體積，尤其是兩個模板不僅能對外呈現(xiàn)為單片式，還能鉗式開、合模，在旋轉(zhuǎn)工作臺驅(qū)動下，固定模板至擠出機(jī)模頭的下部，此時坯料恰好進(jìn)到模具內(nèi)，運作效率顯著提升[1]。

1.2 注塑吹塑法

美國專利US2008116620A1公開的一種注塑機(jī)中采用了吹塑法及相關(guān)裝置，并聯(lián)合使用了具備模腔的模型，在該模腔中設(shè)計了模芯，及能夠插進(jìn)該模芯與模腔間的往復(fù)式套管。本裝置與方法涵蓋將熔化狀態(tài)的塑料以成預(yù)成型物灌注至模芯和套管中，繼而縮到該套管中，采用本模芯內(nèi)的噴嘴供應(yīng)加壓流體，以實現(xiàn)對預(yù)成型物體的吹塑擴(kuò)展，直至其容積能拓展并充滿該模腔為止;該裝置與方法涵蓋了當(dāng)套管縮進(jìn)過程中對其形成的熱調(diào)控作用，便于在該套管內(nèi)形成溫度輪廓，繼而把其應(yīng)用在預(yù)成型物體，進(jìn)而在最后吹塑之前，實現(xiàn)對該預(yù)成型物體溫度輪廓的更精確化控制。

中國專利CN204160751U展示了一種中空制品注射吹塑成型模具，其主要是由注射系統(tǒng)，型坯與吹塑模具，模架，脫模、支管及轉(zhuǎn)位裝置;型坯模具主要由上模板、方形銷、型坯型腔體、下模板及支管架等構(gòu)成。以上所闡述的型坯型腔體上部安設(shè)了方形銷，方形銷的走向是伸展至上模板開通的方形孔內(nèi);吹塑模頸圈是吹塑模具所構(gòu)成，吹塑模頸圈被劃分為等同的兩部件，一件被緊緊安置于吹塑模型腔上，另一件安置于吹塑模下部的吹塑模型腔體上，進(jìn)而保證所制品厚度的相對勻稱性，當(dāng)然其沖擊韌度、剛度透氣性等多種性能也得到根本性保障[2]。

2 吹塑成型技術(shù)的研究與發(fā)展趨向

歷經(jīng)20余年的研究，吹塑成型技術(shù)不管在理論還是實踐層面上均有很大進(jìn)步，但結(jié)合相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)吹塑成型技術(shù)的研究工作大體上集中在成型過程中的某個時段，針對全過程整體分析不同工藝因素的數(shù)值擬化較為罕見。吹塑成型流程大體可以細(xì)化為型坯成型、型坯吹脹、冷卻固化三個階段，其之間形成緊密相關(guān)性，型坯的外部結(jié)構(gòu)形狀、壁厚分布對型坯膨脹的表面輪廓、壁厚均勻性形成直接影響;針對型坯吹脹階段，其壓縮空氣與吹脹以后獲得制品厚度與溫度分布情況，均會影響制品冷卻固化過程，進(jìn)而影響產(chǎn)品性能優(yōu)劣度[3]。綜合以上論述的內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，加強(qiáng)吹塑成型整個過程進(jìn)行系統(tǒng)化數(shù)值模擬具有很大現(xiàn)實意義，并保證擬化進(jìn)程的連貫性，進(jìn)而更精確的闡述制品成型的整個過程，吹塑成型技術(shù)水平也會相應(yīng)提升。

3 結(jié)語

在社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時代背景中，各個行業(yè)對中空塑料制品的需求量有不斷增加的趨勢，并且對產(chǎn)品質(zhì)量也提出更高要求，外加制品的幾何形狀也日趨復(fù)雜化，如果企業(yè)在制造中空塑料制品過程中，長期停滯在過往反復(fù)試模的生產(chǎn)狀態(tài)中，那么很難保證生產(chǎn)企業(yè)在激烈市場環(huán)境中有立錐之地，甚至有被淘汰的風(fēng)險。立足于現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)我國中空吹塑成型相關(guān)技術(shù)起步較遲緩，但是后期發(fā)展較快速，高校及各大企業(yè)中均積極投身之該項技術(shù)的研究進(jìn)程中，這對新型制作方法的產(chǎn)出及裝置多樣化均有促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]邱建成.中空吹塑行業(yè)近幾年的技術(shù)發(fā)展趨勢探討[J].塑料包裝，2018，28（01）：29-39.

[2]邱建成.多重壁中空吹塑成型技術(shù)[J].塑料包裝，2017，27（06）：49-50+61.

[3]王晶，傅勇，徐振明.中空吹塑用PP專用樹脂的流變性能和力學(xué)性能[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2017，29（05）：49-51.

項目：遼寧省教育廳科學(xué)研究經(jīng)費項目（LGZY2019005）

作者簡介：佟克偉（1986-），男，漢族，遼寧盤錦人，本科，講師，畢業(yè)于吉林工程技術(shù)師范學(xué)院，現(xiàn)就職于遼寧工程職業(yè)學(xué)院，研究方向：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化。