塑料成型工艺

塑料成型工艺

郭鹏飞

一、注射成型

1.生产工艺

注塑成型必须满足两个必要条件：一是塑料必须以熔融状态注入到模具模腔；二是注入的塑料熔体必须具有足够的压力和流动速度以完全充满模具模腔。因此注射成型必须具备塑料塑化、熔体注射和保压成型的基本功能。

（1）塑化过程

在注射成型的塑化过程中，固体塑料通过转动的螺杆的输送作用，不断地沿螺槽方向向前运动，经过加热、压实、螺杆螺纹的剪切混炼等作用而升温转化为具有均匀的密度、粘度和组分及温度分布均匀的粘流态塑料流体。固体塑料塑化所需的热量主要来自于外部机筒对塑料的加热和注射螺杆对塑料的摩擦剪切热等。在塑化过程中，塑料熔体的温度是否达到注射要求以及温度分布是否均匀等是衡量注射成型机塑化功能好坏的重要参数，而塑化功能则是指注射成型机在单位时间内所能提供的熔融塑料量的大小。

固体塑料塑化为熔体后被不断转动的螺杆推至螺杆的头部并储存在机筒前端的存料区，存料区的塑料熔体具有一定的压力，该熔体的压力作用在螺杆上推动螺杆克服各种阻力而后退。螺杆后退至一定距离后停止转动，存料区中的塑料熔体体积（称为注射量）被确定下来，塑化过程结束，进入注射过程。

（2）注射过程

已塑化好的塑化好的塑料熔体储存在机筒的存料区中，注射时，螺杆作轴向移动，在螺杆注射压力的作用下，塑料熔体以一定的速率流经安装在机筒前端的喷嘴、模具浇注系统等而注入模具模腔中。

（3）冷却定型过程

注入到模具模腔中的塑料熔体克服各种流动阻力而充满模腔，充满模腔的塑料熔体受到来自模腔的巨大压力，这种压力有驱使塑料熔体流回到机筒的驱使；而且，由于模腔的冷却作用使塑料熔体产生冷却收缩，此时注射螺杆持续提供压力，保持塑料熔体充满模腔而不回流，并适当向模腔中补充塑料熔体以填补模腔中的收缩空间，直至塑料熔体逐渐冷却固化为制品。

2.生产设备

注射成型是在高压状态下将塑料熔体以高速注射到闭合的模具型腔内，经过冷却定型后得到和模具型腔形状完全一致的塑料制品。

注射成型时，使用的设备是注射成型机，简称注射机。注射剂在结构上很像塑料挤出机，但是注射剂要求螺杆能够在机筒里前后移动。塑料在注射机里融化。随着螺杆的转动，熔体聚集在螺杆头部，产生压力使螺杆在机筒里后移。当聚集了所需要量的熔体时，螺杆停止旋转，螺杆再以机械方式或液压为动力向前迅速移动，将熔体由喷嘴挤出通过流到注入模具。当制品冷却到能够保持形状不变形时，模具沿着分模线打开，顶出制品。整个注射周期根据制品的尺寸以及注射条件来决定。一副模具可以含有一个到数个模腔（有时可以多大64个），因此在同一时间可成型数件制品。在这种情况下，均衡塑料的使用量使模具均匀充满时非常重要的。要注意在设计模具时候应该使注射模具的流道到每一个模腔的距离和几何形状应该是均等的，以使得同模的每一个制品性能一致。同时也要主义注

射模流道的几何形状，避免死角。对注射模流道加热的结构正变得越来越普遍。由于加热流道里的塑料不会固化，并且成为下次循环操作时注到模具里的一部分材料。热流道模具大大减少了边角料，也提高了生产效率。

二、吹塑成型

中空吹塑( 又称吹塑模塑)是借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成中空制品的方法，是最常用的塑料加工方法，同时也是发展较快的一种塑料成型方法。吹塑用的模具只有阴模( 凹模) ，与注塑成型相比，设备造价较低，适应性较强，可成型性能好( 如低应力) 、可成型具有复杂起伏曲线( 形状) 的制品。

1.挤出吹塑

挤出吹塑是一种制造中空热塑性制件的要领。广为人制的吹塑东西有瓶、桶、罐、箱以及全部包装食品、饮料、打扮品、药品和日用品的容器。大的吹塑容器通常用于化工产品、润滑剂和散装质料的包装上。其他的吹塑成品另有球、波纹管和玩具。对付汽车制造业，燃料箱、轿车减震器、座椅靠背、中央托架以及扶手和头枕笼盖层均是吹塑的。对付机器和家具制造业，吹塑零件有外壳、门框架、制架、陶罐或到有一个绽放面的箱盒。

最常用的吹塑挤塑料质料是高密度聚乙烯，大局部牛奶平常有这种聚合物制成的。其他聚烯烃也常议决吹塑来加工。根据用途，苯乙烯聚合物、聚氯乙烯、酯、聚氨酯、聚碳酸酯和其他热塑性塑料也可以用来吹塑。近来工程塑料在汽车业被广泛接纳。质料选择因此机器强度、耐候性、电学性能、光学性能和其他性能为依据的。

有超过一半的吹塑成品是由挤出吹塑法制造的。挤出工艺是逼迫物料议决一个孔或模具来制造产品。挤出吹塑工艺由5步构成：1.塑料型胚（中空塑料管的挤出）；2.在型胚大将瓣合模具闭合，夹紧模具并堵截型胚；3.向模腔的冷壁吹胀型培，调解开口并在冷却时期保留肯定的压力，打开模具，写下被吹的零件；

5.修剪飞边得到成品。

2.注射吹塑

一个完整的注射吹塑成型工艺流程可分为两步：第一步，型坯制备。由注射机在高压下将熔融物料注入带有吹气芯管的管坯模具内成型管状型坯。开模后，型坯留在芯管上，通过机械装置将热管坯与芯管一齐转移到吹塑模具内；第二步，吹塑。闭合吹塑模具，将压缩空气通入芯管，使管坯吹胀达到吹塑模腔的形状，并在空气压力下冷却定型，最后脱模取得制品。

对于所有的塑料包装厂家来说，注射吹塑工艺绝对是所有塑料加工工艺中重中之重的技术，各种塑料包装制品、塑料包装容器的制造加工，都需要注射吹塑成型技术来完成。如这种塑料制品成型工艺可生产塑料瓶、塑料桶、防静电托盘等。不同于挤出吹塑成型工艺，注射成型的成本会更高一些。

注射吹塑成型所生产的中空容器主要用于日用品、化妆品、医药、食品等的包装。所使用的树脂有PP、PE、PS、SAN、PVC、PC等。与挤出吹塑成型法相比，制品壁厚均匀一致，重量公差小，制品颈部尺寸精确稳定易与瓶盖配合，制品形状一致，二次加工量少，废边废料少。

存在的缺点是每种制品必须使用两付模具(注射型坯模和吹胀成型模)，注射型坯模要承受高压，且两付模具的定位公差等级较高，因此模具成本昂贵，故此

法最适宜于生产批量大的小理精致的制品，目前一般能生产的容器最大容量不超过4升。另外，此法还不能生产有把手的容器，容器的形状还不能多样。

3.拉伸吹塑

拉伸吹塑是用挤出或注塑等方法制成型坯，然后将型坯加热到拉伸温度，经内部（如芯棒）或外部（如夹具）的机械力作用而进行拉伸，同时或稍后经压缩空气吹胀而进行横向拉伸。因此，这种吹塑是双轴取向吹塑。用拉伸吹朔制得的容器，在透明度、光泽、渗透性、挺度和耐冲击等方面，都较未经双轴取向的为好，由于挺度的增进可以减小制品的壁厚，耐冲击性的提高可以减少或不用冲击改性剂，从而有较好的经济效益。

拉伸吹塑的生产过程如下，第一步：将材料粒子经过干燥除湿后，再通过高温熔融，塑料熔融塑化，注塑或挤塑成瓶坯；第二步：瓶坯再均匀受热达到合适的拉伸温度；第三步采用气缸或伺服电机纵向拉伸；或采用压缩空气横向膨胀；最后将模具内成型的中空容器用循环空气冷却至室温脱模。

塑料瓶通常都是由高压压缩空气吹出来的，吹瓶方法通常分为一步法和两步法，二者区别在于一步法是指在同一机器里用PET粒子加热注成瓶坯、加热的瓶坯再通过拉伸吹塑成成品瓶子；两步法通常由注塑瓶坯机器注好瓶坯，中间有时间间隔，再到另外一台吹瓶机加热瓶坯，拉伸吹塑成型。瓶坯的二步法生产的型坯加热方法：红外线加热器，石英管，射频三种。PET瓶坯的加热方式：既移动又连续旋转，以将其均匀加热，坯颈部用冷却板和吹风保护，不被加热。通常吹瓶过程中容易出现瓶子被吹破、底部积料、底部中心偏心、瓶身个别部位偏薄、瓶脖子歪、瓶身局部发白等问题。