在一般情况下,吹塑成形属于低压工艺,对模具的强度和耐磨性要求不太高,因此生产效率较高,其中控制循环时间至关重要。腐蚀对常用的PVC材料(特别用于瓶子制造)也是潜在的威胁。
因此,吹塑模具钢的重要性能包括中等强度和耐磨性、良好的热导性和高耐腐蚀性。根据对耐磨损和抗凹痕的要求和塑料原料的特性,一胜百提供的解决方案包括预硬化材料(如一胜百718HH、Nimax、Mirrax 40、一胜百MM40、铝合金)、硬化钢(如Stavax ESR和Mirrax ESR)。
在满足产品最小壁厚要求的基础上,产品壁厚尽可能均匀,产品件重尽可能小 ( 减少材料消耗 ) 。工艺参数设定的合理方法是,将经验与数值分析技术结合。基本过程为,
①利用已建立的计算机模型,模拟吹塑模具、下料型坯、夹料板等状态;
②输入各阶段对型坯壁厚分布影响的参数;
③对得到的模拟结果进行分析,通过计算机模拟显示哪些部位壁厚达不到要求,而哪些部位壁厚超厚;
④利用人工经验,调整输入的参数,重复①~③的过程,保证产品各部位在达到最小壁厚的前提下,尽可能减小产品各部位壁厚。
⑤对多个工艺方案的结果分析、比较,最终确定优化的工艺参数。拉伸吹塑又称双轴取向吹塑,是在聚合物的高弹状态下通过机械方法轴向拉伸型坯、用压缩空气径向吹胀 ( 拉伸 ) 型坯以成型包装容器的方法。拉伸吹塑有一步法、二步法。
吹塑成型的优点:
(1)吹塑机械(尤其是吹塑模具)的造价较低(成型相似的制品时,吹塑机械的造价约为注射机械的1/3-1/2),制品的生产成本也较低。
(2)吹塑中,型坯是在较低压力下通过机头成型并在低压(多数为0.2-1.0MN)下吹胀的,因而制品的残余应力较小,耐拉伸、冲击、弯曲与环境等各种应变的性能较高,具有较好的使用性能。而在注射成型中,熔体要在高压(15-140yPa)下通过模具流道与浇口,这会导致应力分布不均匀。
(3)吹塑级塑料(例如PE)的相对分子质量比注射级塑料要高得多。因此,吹塑制品具有较高的冲击韧性和很高的耐环境应力开裂性能,适于生产包装或运输洗涤剂与化学试剂的容器或大桶。
(4)由于吹塑模具仅由阴模构成,故通过简单地调节机头模口间隙或挤出条件即可改变制品的壁厚,这对无法预先准确计算所需壁厚的制品很有利。而对注射成型i改变制品壁厚的费用要高得多。
(5)吹塑成型可以生产壁厚很小的制品,这种制品无法通过注射成型来生产。
(6)吹塑成型可以生产形状复杂、不规则且为整体式的制品。采用注射成型时,要先生产出两件或多件制品后,通过搭扣配合、溶剂教结或超声波焊接等组合在一起。
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。
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。