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機械模具

中國中空塑料成型機的拓展

July.25
中華塑料…
　　1 多層共擠出中空塑料成型機
　　多層吹塑高阻隔性中空制品在中空制品領域內(nèi)占的比例越來越大，其工藝是通過復合模頭把幾種不同的原料擠出吹制成型中空制品，達到容器對C02、O2、或汽油等的阻隔性能。
　　多層共擠出中空塑料成型機的研究主要有以下三點：(1)研究一定范圍的共擠出機頭(模頭)，以滿足不同材料、不同層數(shù)、機頭直徑等要求；(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)的機頭；(3)研究基礎機械程序，它可用不同數(shù)量的模塑工位和包括生產(chǎn)速度和制品設計的平臺尺寸。
　　模頭是多層共擠出中空塑料成型機的心臟和大腦，有多級層疊式、疊加式等。模頭的性能應能達到：控制每一層達到最佳狀態(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)，具有高度適應性，多段結(jié)構可達七層，滿足了特殊制品的需要，加工條件最優(yōu)，是多層共擠出機頭優(yōu)先采用的系統(tǒng)。多層共擠出機頭的流變設計是設計中的關鍵，要能達到機頭不依賴于生產(chǎn)率和原料分布有關的原料粘度，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采用儲料式機頭，該結(jié)構是主機頭在各層機頭的上方，配制著同心的環(huán)形活塞，把機頭與儲料腔作成一體，使在低壓下能實現(xiàn)型坯的高速擠出。
　　擠出機的適應性及組合是保證多層共擠出中空塑料制品質(zhì)量的前提。研制者首先必須對所研制多層共擠出中空塑料成型機加工的對象(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，然后設計適應所需塑化材料對象的擠出機，確定所需要配備擠出機的數(shù)量及型式。
　　擠出機應能適應不同流量、不同材料塑化，生產(chǎn)率應比標準的擠出機的生產(chǎn)率要高。螺桿和機筒的結(jié)構隨著加工物料性質(zhì)的不同而其結(jié)構不一樣。每個擠出裝置都應配制自動控制的定量加料斗，精確控制加料量。
　　產(chǎn)品開發(fā)重點：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；4-6層共擠出汽車油箱中空塑料成型機；220L大型多層共擠出中空塑料成型機。
　　2 大型擠吹中空塑料成型機
　　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技術進步的重要內(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筒。推廣應用帶強制喂料強制冷卻的高產(chǎn)量塑化擠出“IKV”結(jié)構。縮短吹塑冷卻成型時間。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間及提高制品質(zhì)量的關鍵。提高儲料式機頭的性能。研發(fā)高性能雙層心形包絡的流道的儲料式機頭。先進先出，快捷換色換料，清理方便，是高性能儲料式機頭的重要特性，積極的做法是采用先進的CAD手段加上優(yōu)質(zhì)的鋼材和精密的加工設備及先進CAE加工方法。插銷式無拉桿合模機構是近年來發(fā)展起來的一種合模結(jié)構，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，導向運動副采用摩擦系數(shù)小、運動平穩(wěn)、運行精度高的滾珠直線導軌，快速移模由伺服電機通過滾珠絲杠來實現(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)的兩對以上的鎖模油缸拉緊另一模板實現(xiàn)高壓鎖模，反之，則為高壓開模。
　　液壓同步驅(qū)動無拉桿合模機構。它是采用互相對稱的兩套液壓驅(qū)動機構同步分別驅(qū)動各自的模板，由于模板中心受驅(qū)動油缸的作用力，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、更適合機械手的操作，性能上比插銷式無拉桿合模機構更具有優(yōu)越性，值得推廣應用。
　　研發(fā)及推廣應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
　　單層小型擠吹中空塑料成型機的技術進步重點是向高效率、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
　　“一步法”注拉吹中空塑料成型機研究開發(fā)包括主機和模具兩個方面。注拉吹中空塑料成型機是主機和模具兩者結(jié)合的設備，從主機與模具兩者對整機的重要性來說，主機只占整機的40％，而模具要占整機的60％。模具是“一步法”注拉吹中空塑料成型機的研制重點。注射型坯的模具是模具中的研制重點。
　　轉(zhuǎn)盤運轉(zhuǎn)高速及定位穩(wěn)定性，是主機的研究重點。推廣應用齒輪齒條同步吹塑合模機構，提高合模機構對中性能的重復精度及生產(chǎn)效率。
　　5 拉吹中空塑料成型機
　　提高成型速度是拉吹中空塑料成型機努力追求的主要目標，關鍵是：優(yōu)化加熱系統(tǒng)以減少加熱時間，提高瓶坯的運轉(zhuǎn)輸送速度，提高瓶坯快速穩(wěn)定定位的性能，縮短模具開合和吹塑壓緊頭升降時間，增加成型腔數(shù)。
　　開發(fā)能檢測瓶坯的同心度、內(nèi)徑等精度質(zhì)量的檢測系統(tǒng)。
　　開發(fā)將瓶坯的加熱拉伸吹塑成型、原料的灌裝、貼標、包裝等多道工序集于一次完成的聯(lián)機作業(yè)拉吹中空生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線的特點是：液體原料的灌充不需要對瓶進行再清洗，灌充可在封閉無污染的環(huán)境中進行，例如，采用凈化壓縮空氣吹塑成型輸液瓶后，立即注入藥液，再由傳送機構輸送到包裝工位進行包裝。
　　6 多層共注射瓶坯設備
　　多層復合瓶是發(fā)展的方向，發(fā)展多層共注射瓶坯設備是前提。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備進行。
　　多層共注射瓶是專為啤酒包裝而開發(fā)的，有三層的，也有五層的。
　　7 注吹中空塑料成型機
　　注吹中空塑料成型機是不對注射型坯進行拉伸只對型坯進行吹塑成形的在同一臺設備上“一步法”完成從原料到成形塑料瓶的生產(chǎn)，自動化程度高，特別適于成型大批量形狀復雜的螺紋瓶口的小型中空容器。注吹中空塑料成型機是把注塑機同中空成型機的吹塑模結(jié)合成一體的設備。注射吹塑材料廣泛、成形的瓶口螺紋精度高密封性好、制品無接縫強度高、無邊角料節(jié)約成本等優(yōu)點，特別在醫(yī)藥藥品包裝瓶行業(yè)有了長足的應用。
　　注吹中空塑料成型機的發(fā)展方向是縮短成型周期，提高單機單模生產(chǎn)率，減少換模停機時間，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
　　三維(3D)擠吹中空塑料成型機是適應成型形態(tài)復雜的中空工業(yè)零部件的需要而新發(fā)展的設備，是一種少廢料或無飛邊的中空成形，主要具有以下優(yōu)點：
　　對合模力的要求較低，切除料邊的工作量減少，不必對成型品的外表面重新修正。熱敏性塑料成型過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行2軸或3軸的轉(zhuǎn)動，當類似腸形的型坯充滿模腔時，另一邊模具閉合并包緊型坯，使之與后續(xù)的型坯分離，這時整個型坯被吹脹并貼緊在模腔的壁上成型。
　　開發(fā)三維(3D)擠吹中空塑料成型機的要點：了解用于3D導管的新型樹脂及其發(fā)展趨勢，應用領域的擴展；開發(fā)三維運行機構及其控制系統(tǒng)；開發(fā)適應新型樹脂塑化的機構及機頭；積極消化吸收國外先進技術，站在高起點上開發(fā)三維(3D)擠吹中空塑料成型機。
　　9 注射中空塑料成型設備
　　注射中空塑料成型是無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雜的工業(yè)中空制品。
　　注射中空塑料成型設備，在以下幾方面進行開發(fā)：
　　模具滑動注射中空塑料成型，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至對合位置，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、設計自由度大。在制造形狀復雜的中空制品時，模具滑動注射中空塑料成型法與超聲波焊接相比的優(yōu)點是：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題，避免焊接法產(chǎn)生局部應力引起熔接縫區(qū)強度下降問題。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)兩個半殼，然后將兩個半殼焊接起來成為中空制品。半殼注射中空塑料成型的關鍵是制品的設計，要使半殼制品被取出模具冷卻及焊接后，制品精度達到要求。汽車發(fā)動機的進氣管，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：利用低熔點的金屬作為注射模具的型芯來生產(chǎn)內(nèi)外表面形狀復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。這種技術的關鍵是：塑料注射時，型芯不得熔化；作型芯的金屬的熔體以及用來熔化型芯的介質(zhì)不會腐蝕塑料；在熔化型芯的溫度下，制件不會發(fā)生變形?？扇坌托咀⑸渲锌账芰铣尚驮谄嚢l(fā)動機的全塑多頭集成進氣管領域內(nèi)已得到廣泛應用，新的用途有：汽車水泵，離心熱水泵，航天器油泵，水泵推進輪等。
　　10 電動中空塑料成型機
　　電動中空塑料成型機是需積極開發(fā)的產(chǎn)品。電動中空塑料成型機有兩類：驅(qū)動機構以電動為主、液壓或氣動驅(qū)動為副；全電動驅(qū)動(包括伺服電動驅(qū)動，變頻電動驅(qū)動)。節(jié)能是中空塑料成型機拓展中的一個主題，走電動化是中空塑料成型機節(jié)能的主要道路。
　　全電動擠吹中空塑料成型機，關鍵處是用高效率電驅(qū)動取代液壓驅(qū)動，用節(jié)能電驅(qū)動取代傳統(tǒng)電驅(qū)動。全電動擠吹中空塑料成機不但節(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，研制全電動驅(qū)動裝置是很有必要。主要關鍵是實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤機構、瓶坯成型合模機構、拉吹同步合模機構、注射塑化機構等實現(xiàn)全電動驅(qū)動。
　　全電動拉吹中空塑料成型機的主要優(yōu)點是：精確定位，速度快，無震動，自潔性高，效率高。實現(xiàn)全電動“一步法”拉吹中空塑料成型機，主要是合模機構的驅(qū)動為電驅(qū)動，例如用伺服馬達傳動滾珠絲杠驅(qū)動肘桿合模機構。
　　11 滾塑中空成型機
　　對用其他成型方法難以成型的中空異型的復雜制品用滾塑中空成型具有明顯的優(yōu)勢，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，并擴展到交聯(lián)和熱固性塑料領域。
　　滾塑中空成型機總體技術上向自動化，高速化方向發(fā)展。在加熱方式上由熱風循環(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控制加熱系統(tǒng)方向發(fā)展。
　　多層滾塑中空成型的開發(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爭能力。
　　12 中空制品后處理設備及工藝的開發(fā)
　　中空制品后處理設備及工藝的開發(fā)，直接關系到主機的推廣應用。 
　　中空制品有其特殊性，例如有的中空制品對阻隔性、阻透性、耐化學性等有特殊要求，除采用共擠出多層中空制品能達到其特殊要求外，也可以對某些單層中空制品采用特殊的后處理工藝達到其性能的特殊要求，有些單層中空制品的成本低，更能適應市場。中空制品后處理設備及工藝，主要是對制品的表面涂層的處理方法，主要有物理法和化學法。提高單層PET瓶的阻隔性，只有通過對制品的后處理來提高其阻隔性，例如，對單層PET瓶采用等離子增強化學蒸氣沉淀技術(簡稱ACTIS)技術，在瓶內(nèi)涂以0.1um高度氫化無定型碳，對氧的阻隔性提高了30倍，對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有差別。

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