吹塑壁厚控制原理及控方法
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吹厚膜有什么技巧和方法?
吹厚膜技巧和方法如下。
1、选用合适的原材料,吹膜的原材料通常为高密度聚乙烯HDPE,低密度聚乙烯LDPE等塑料颗粒,不同的原材料具有不同的物理和化学性质,根据产品要求进行选择。
2、调节吹膜机的温度,吹膜机的温度对膜的质量有很大的影响,根据不同的原材料进行调节,通常来说,高密度聚乙烯的吹膜温度为180℃-230℃,低密度聚乙烯的吹膜温度为160℃-200℃。
3、调节吹膜机的压力,吹膜机的压力对膜的厚度和平整度有很大的影响,一般来说,膜的厚度通过调节吹膜机的压力来控制。
4、控制冷却效果,吹膜过程中需要通过冷却来使膜迅速凝固,保证膜的平整度和透明度,通过调节冷却风扇的速度和方向来控制冷却效果。
5、控制拉伸速度,在吹膜机的出口处,通过拉伸膜来使其变薄并增加透明度,拉伸速度的大小会影响到膜的拉伸效果和厚度。
—1 —。
壁厚控制器是吹塑制品加工过程中,一项至关重要的工艺过程,也是比较难以控制的工艺。
吹塑机在加工制品的过程中想要更好的控制壁厚,离不开吹塑机壁厚控制器的配合。
为了确保更好的壁厚控制效果,大家需要了解吹塑机壁厚控制器的工作原理。
大家都知道,壁厚控制是针对型胚开展的,所以吹塑机壁厚控制器是需要对型胚来进行壁厚控制的,控制的过程就是发生在塑料原材料在熔融成型胚的过程中。
壁厚控制器的工作原理就是将每一个塑料型胚的行成过程中,分成多个可以控制的点,分成多个控制的点之后,就可以针对这些点警醒壁厚控制,而不是对整个型胚进行控制。
壁厚控制器点控制的工作原理可以缩小壁厚控制的面积范围,提高壁厚控制的精度,更快的相应壁厚控制的指令,最终实现更好的吹塑制品质量。
虽然吹塑机壁厚控制器的点控制可以更好的保证壁厚控制的效果,但是在点数的设置上,也是有一定的注意事项的。
需要设定合适的点数,点数太少,壁厚控制效果不好;点数太多,系统响应时间过长,伺服油缸还没有做出反应,型胚就已经出来了,所以在点数的设置上,需要根据实际的工艺需要进行设置。
杭州奥仕通自动化系统有限公司成立于2011年,是一家专业提供塑料机械行业自动化系统解决方案的高科技技术企业。
公司为意大利杰佛伦(GEFRAN)和法国赛德(CELDUC)在中国大陆地区的核心代理商,主要产品有塑料机械控制器(PLC)、伺服驱动器、位移传感器、压力传感器、注射力和合模力传感器、高温熔体压力传感器、固态继电器(SSR)、温控表等。
中空吹塑成型机生产中如何掌控塑料坯壁厚?使用中空吹塑机/进行生产的产品,要求壁厚均匀。
通常0.2L以下的中空容器可以不带型坯壁厚掌控装置,其他情况应考虑使用型坯壁厚掌控装置,特别是多而杂截面的中空成型制品。
目前,通常采纳更改机头套与模芯处的模唇间隙的方法实现壁厚掌控。
依据机头套、模芯形状的不同,唇口间隙的调整方法也不同。
模芯的上下运动一般采纳液压缸驱动。
当中空吹塑机加工形状较简单的塑料中空容器时,可用开关式液压系统实现。
电液换向阀只接受通电或断电信号,使液压缸向上或向下,液压缸移动的距离(即口模的开度变化)由上、下限位螺母调定,液压缸移动的速度由流量阀的节流作用设定,电液换向阀的电信号由时间继电器掌控。
这种掌控方法简单、价廉,但壁厚变化规律简单,只有两种壁厚变化,只能用于挤吹形状简单的中空容器。
当涉及大型的且形状多而杂的制品时,型坯壁厚掌控系统须是一个位置掌控系统,其中芯棒位置掌控精度是决议型坯壁厚掌控效果的关键,要求运动平稳、位置精度高、响应快,具有良好的重复精度。
目前,中空成型型坯掌控电液位置掌控系统按使用的掌控阀不同,可分为两大类:电液比例掌控系统和电液伺服掌控系统。
壁厚掌控系统采纳闭环反馈设计,其构成包括壁厚掌控器、电液伺服阀、动作执行机构和作为信号反馈装置的电子尺。
用户在壁厚掌控器的面板上设定型坯壁厚轴向变化曲线,掌控器依据曲线输出大小变化电压或者电流信号至电液伺服阀,由电液伺服阀驱动执行机构掌控模芯的上下移动,从而更改模芯缝隙。
电子尺通过测量缝隙的大小得出相应的电压信号反馈给壁厚掌控器,这就构成了闭环的壁厚掌控系统。
25点型坯壁厚掌控器工作原理。
在储料工作期间,位移传感器2随时检测储料缸内储料位置,当储料量达到预选储料时,掌控系统发出“储料到位”信号,系统就转入“注射”工作程序。
注射型坯时,位移传感器2连续检测注射量,掌控系统将整个注射量均匀地25等分,并使其与型坯上的各等分区所需厚度相应编码,每等分区域都配备有可变电位器,依据其制品要求任意更改25只电位器的旋钮,预选开口的间隙。
塑料薄膜吹塑风环技术及薄膜厚度的控制对于塑料薄膜吹塑机械,风环是膜泡成型、冷却的重要组成部件,风环对薄膜厚薄均匀度和薄膜产量有极大的影响。
薄膜吹塑的冷却原理:塑料薄膜吹塑过程风环以风机产生的压力空气为冷却介质对膜泡吹胀区(即口模到冷凝线之间)进行冷却,当冷却空气通过风环以一定角度和速度吹向从机头挤出的膜泡时,高温的膜泡与冷却空气相接触,膜泡上大量的热量传递给空气并被带走,从而使膜泡得到冷却。
常用风环有单、双风口风环、真空室风环以及用于旋转机头的旋转风环。
由于旋转机头的技术无法适应现代高质量要求的薄膜生产,旋转风环将与旋转机头一起淘汰(本文不作讨论)。
多年来,科技工作者不断研究新的风环,取得喜人的成果,例如射流式双风口风环、可调薄膜厚薄的自动风环,对塑料加工行业是一种极大的贡献。
风环的构造、制造精度以及冷却气流的温度直接影响薄膜的厚薄均匀度、透明度、外观质量和物理机械性能。
风环主要由进气管、风环体、风口等部分构成。
进气管用于连接风机进气,其进气方向有与风环中心轴线垂直、平行或倾斜三种。
风环体有均匀分配、匀化气流,建立气压的作用,风环体主要有迷宫(图1)或多孔分流(图2)的结构,其入口气室的容积应比出口气室的容积大,有一定的气体压缩比,以确保气流量和气压的稳定。
风口用于喷射压力气体,冷却膜泡,风口在上吹塑法能扶托、稳定膜泡,下吹塑法为刚出口模的高温熔体提供一定的冷却,提高口模处高温熔体的抗拉强度,保持膜泡不因重力的作用而拉断、破泡,保持膜泡稳定。
风口气流速度为10~30m/s,流速误差不大于0.5~1m/s,才能满足要求较高的薄膜生产。
为控制膜泡冷凝线高度和冷却速度,必须改变风口可利用螺纹副调节,大风环由于大型车床无法加工螺纹,可采用升降机构代替螺纹副调节风口。
风口的调节量视吹塑设备大小而定,调节量通常为2~20mm。
早期的吹塑机械对薄膜厚薄均匀度和产量的要求不高,风环多为单风口结构,对mLLDPE、LLDPE、EVA的吹塑性能差,甚至无法正常成形膜泡。
中空吹塑机头分类及壁厚原理储料式机头分为中心入料式和侧向入料式。
侧向入料式是应用非常广泛的一种方式。
在储料式侧向入料中空吹塑机中,机头所起的作用是融合融料,并形成型坯,融料融合的关键是机头中的流道。
目前我国一些企业研究出了双层心形包络流道,但双层心形包络流道流道长度较短,压降较大,熔料融合后周向均匀性较差。
在此基础上国内研究出了双层双螺旋流道,如图1所示。
1.中心杆;2.推料盘;3.上端盖;4.入料口;5.分流芯套;6.分流孔;7。
头外筒;8.外芯;9.内芯;10。
推料筒;11。
固定套;12。
衬套;13.下端盖;14.芯模;15.口模;16.导流套;17。
键;18.储料腔;19.推杆;20.外螺旋流道;21。
导流通孔;22。
分流锥图1 双层双螺旋流道机头图1中,外芯设有两条呈180o对称缠绕的外螺旋流道,内芯设有两条呈180o 对称缠绕的内螺旋流道,内螺旋流道与外螺旋流道呈180o对称布置,外芯和内芯上的每条螺旋流道(内螺旋流道与外螺旋流道)的缠绕角度均为360o,以使外芯和内芯的360o的外壁面上的熔料充分均匀地融合。
工作时,熔料从入料口进入机头外筒,经过分流芯套的分流孔,由外芯上的分流锥顺利完成分流,熔料向分流锥两侧流动,并经导向流道转向90o后,引流到内、外芯分流处,一部分熔料由外芯上的外螺旋流道向下螺旋流动,另一部分则通过导流通孔流入到内芯的内螺旋流道中,熔料在内、外螺旋流道内流动时,一部分熔料随着内、外螺旋流道向下流动,另一部分熔料顺着内、外芯壁向下流向储料腔,这样可以保证360o都有熔料下流,使得熔料均匀融合.型坯壁厚的自动控制有轴向控制和径向控制两种。
对于径向控制技术,我国还处于研究阶段,相对而言,轴向控制的研究成熟一些.本文针对200L以上的大容量中空吹塑机进行了型坯壁厚的轴向控制研究。
型坯壁厚的轴向控制采用的是闭环控制技术。
用户在壁厚控制器的触摸屏面板上设定型坯壁厚轴向变化曲线,PLC 控制器根据曲线把相应的电压或者电流信号传至电液伺服阀,由电液伺服驱动伺服油缸控制中心杆的上下移动,从而改变机头口模间隙.同时,连接中心杆的伺服油缸活塞杆上安有传感器(磁悬浮电子尺),电子尺可感知头口模间隙的大小并反馈给PLC控制器,在PLC控制器内与标准信号进行比较,然后经伺服功率放大器传送给电液伺服阀,再通过伺服阀驱动伺服油缸,油缸带动中心杆移动,最终控制口模的开度,完成对型坯壁厚的控制.型坯壁厚控制的结构图如图2所示.本文研究的型坯壁厚控制系统是一个位置控制系统,由电液伺服系统组成。
如何才能保证注射吹塑成型制品壁厚的均匀性
注射吹塑成型制品壁厚的均匀性不仅与制品的强度均匀性有关,而且涉及生产成本。
在注射吹塑成型中,制品壁厚的均匀性成为制品质量控制的关键。
保证型坯的精度则是把握这个关键的重要环节。
型坯精度与下列因素有关
①型坯模具与机械的制造精度。
②聚合物的性能(聚合物的流动性和收缩性)。
③型坯模具与机械的抗磨损及抗腐蚀能力。
④型坯成型过程中的工艺操作参数(包括注射速度、注射压力、保压压力、型坯温度控制及冷却时间)。
在生产中,如果出现制品壁厚不均,还可以在基料树脂中加入少量的硬脂酸锌,干混后注射,也可采用在型坯模腔内喷射脱模剂或将脱模剂与树脂混合后制成粒料再注射成型。
吹塑薄膜自动厚度控制技术评论:0 条查看:605 次airring发表于2009-12-15 16:28直到2002年,一直在寻找自动厚度控制技术的吹塑薄膜加工厂商才有了分段式机头装置、IBC基装置和几种分段式风环供选用。
现在,至少有9种自动厚度控制机头(包括两种用于高颈膜泡的机头)和多种风环面世,据称它们都能提高薄膜厚度的均匀度,但又有所区别。
美国的吹塑薄膜加工厂商在如何生产平整度更高的薄膜方面落后于欧洲同行5~8年。
几乎100%的欧洲吹塑薄膜厂商的生产线上都采用了重量控制技术,而且许多生产线上都采用了薄膜自动厚度控制技术。
”而在美国,采用重量控制的加工厂商只有30%,采用厚度控制的不到5%。
美国加工厂商大多采用国产的老式吹塑薄膜生产线,使用的是摆动机头,数量多得惊人,这限制了想进行自动厚度控制装置更新的机器的数量。
自动机头厚度控制不能与摆动式机头配套使用,分段式风环与摆动式机头配套使用不如与固定机头和摆动式牵引设备配套使用有效。
自动厚度控制技术在美国应用的另一个障碍是其膜卷销售传统上是以磅为单位,而欧洲是以面积为单位来销售的。
ISOPoly薄膜公司的车间主任Tom Saxton解释说,“我们约有85%的用户仍旧以磅为单位来购买膜卷”。
ISOPolv两条最先进的薄膜生产线(从W&H公司购买的三层共挤装置)采用了自动机头厚度控制技术。
ISOPoly公司投资自动厚度控制技术是为了获得竞争优势,因为均匀度更高的薄膜在后续的复合和印刷中会运行得更快更好。
将自己生产的薄膜加工成袋及复合产品的厂商如Plassein国际公司等急于改用自动厚度控制技术,因为这将直接转化成更高的产率。
Plassein公司使用的单层和三层共挤高颈HDPE薄膜生产线是从Hosokawa Alpine公司购买的,生产线上配备了Plast—Control公司的风环自动厚度控制装置和重量控制技术。
HDPE膜泡的缺点是弹性大,难以控制,但Plassein公司将其厚度保持在标准设定值的±10%之内,实际厚度变化范围为±13%~15%。
30点数控中空吹塑壁厚控制器概述:中空吹塑的原理为将融熔后的塑料经环状间隙中挤出形成管状型胚,型胚被夹入吹塑模具内后内部注入压缩空气,型胚吹胀后贴紧模具内型腔冷却成型。
在塑料型胚较长时型胚垂伸会形成型胚下部较厚、上部较薄的变化,直接影响制品的壁厚均匀程度;当制品各部份吹胀比不同时也直接影响制品的壁厚。
本控制系统应用液压伺服定位原理,实时控制挤出模套和模芯的相对位置来调节挤出型胚轴向壁厚分布。
补偿型胚因垂伸及吹胀比不均对制品壁厚的影响,大大增强吹塑制品强度或减轻制品重量。
国内壁厚控制器应用状况国内现在使用的壁厚控制器只有进口的几个品牌,因为国内没有替代产品,所以产品价格昂贵,影响吹塑行业的普及应用。
本控制器的控制方式与操作界面和进口品牌中市场占有率最高的机种相同,但价格便宜很多,大大减少设备投资成本,使原来用不起的客户能用上壁厚控制系统,提高产品竞争力。
特点1、操作方便图型式壁厚曲线显示,脉冲编码器旋钮增减设定值,画面操作响应极快,能使您的设定操作及时反应到您的眼前,实现您的操作意图。
操作的方便性等同进口的控制器,大大超过电位器设定式、PLC+触摸屏控制式类型的控制系统。
2、上手快设定画面与进口的控制器相同,符合您的操作习惯。
具有全中文界面,使您更容易理解设定值意义,仿止因理解错误造成的麻烦。
一般最终用户在使用英文界面的控制器时踫到最多的问题就是不理解设定值含义,使吹塑机制造商服务人员不胜其烦。
3、适应性好伺服阀输出可选择电压输出或电流输出,并且可以选择电流输出范围,可与市面上大多数伺服阀配套(喷嘴挡板式、射流管式、直动式、比例伺服阀式);支持基于时间或基于位置的壁厚控制模式,可用于半自动、全自动、连续挤出式、储料式吹塑机,并可用于手动挤胚吹塑机的改造;4、智能设定不用考虑模口是扩张型还是收缩型,也不用考虑检测位移的电阻尺的接线方向,只要正确初始化行程终点,程序就能自动计算控制方向5、稳定可靠控制核心选用最新的低功耗型,系统温升极低,关键部件达到军用标准。
塑料加工中的吹塑工艺和控制塑料加工是现代工业中不可或缺的一部分,其中吹塑工艺因其成型精度高,生产效率高,产品结构稳定等特点,在塑料制品领域占据着重要的地位。
在吹塑工艺的控制中,温度、压力、速度等因素的控制非常重要,下面我们就来详细了解一下吹塑工艺的基本原理及其控制方法。
一、吹塑工艺基本原理吹塑工艺,在注塑成型中,通过高压吹气将软塑料吹进预制的空腔中,由于塑料软化而产生压力,达到成型目的的塑料模具工艺。
吹塑工艺主要分为两种模式:一种是挤出吹塑,另一种是注射吹塑。
它们的区别在于前者是采用塑料颗粒改性和加热后,塑料经挤出机挤出后再成型的吹塑过程,而后者则是将经过熔融的塑料直接注入模具成型后再吹制,两种吹塑模式的基本工艺原理差别不大。
在吹塑工艺控制过程中,控制塑料熔融温度、挤出压力、吹塑压力、吹塑速度等参数对工艺效果影响极大。
其中,熔融温度越高,塑料的粘度越低,塑料的挤出效率越高,同时在吹塑过程中,保持该温度能够使得产品表面更加光滑、无瑕疵。
而吹塑压力和速度决定了塑料被挤出时的受力情况,控制压力可以使得成型产品的尺寸以及各部分的墙厚均匀,提高生产效率。
二、吹塑工艺的控制在吹塑工艺中,控制参数的变化对成型塑料产品的尺寸、外观质量等都有着不可忽视的影响。
通过控制模具的温度、各种相应塑料参数的变化,实现吹塑产品的最佳成型质量。
1、控制模具温度在吹塑过程中,温度的升高能够提高塑料的流动性,从而容易被吹塑成型。
但如果温度过高,塑料会过度流动,最后影响塑料的表面质量。
模具温度水平与挤出塑料的温度水平有直接的联系,如果在挤压过程中,塑料温度过高,而模具温度又过低,也会直接影响成型产品质量。
2、控制挤出压力挤出压力在吹塑的过程中也十分关键。
在保持塑料温度不变的情况下,挤出压力变化会导致塑料的挤出速度和挤压量发生变化。
如果挤出压力过大,会影响塑料的流动性和吹塑的强度。
因此,在实际生产中要根据产品的要求,合理调整挤出压力,以保证成型产品的质量。
刍议中空吹塑型坯壁厚多点控制研究【摘要】本文从中空吹塑型工艺特点出发,为了解决中空吹塑成型法在应用过程的所出现的问题,就采取了多点型坯壁厚控制装置技术,对多点型坯壁厚控制装置的工作原理进行了详细的说明,也对多点型坯壁厚控制装置技术进行了概述,并以摩托车塑料燃油箱为例说明了多点型坯壁厚控制装置技术的具体运用【关键词】中空吹塑成型法;多点型坯壁厚控制装置;摩托车塑料燃油箱【引言】中空吹塑成型法在是工业产品生产中是常用制造方法,因为它可以在最大程度上减少生产成本。
但是由于技术限制,中空吹塑成型也有其固有的缺陷,就是无法控制中空吹塑成型产品的壁厚,产品在生产过程中受到自重的影响,导致产品出现缩颈或壁厚的厚度不够的现象。
为了解决这个问题,工作人员采用了多点型坯壁厚控制装置技术,让产品的壁厚达到理想的厚度。
1.中空吹塑型工艺特点中空吹塑产品生产的过程主要有3个方面,一是型坯的成型;二是型坯在模具内吹胀并形成制品;三是产品的冷却,其中型坯的成型是关键步骤,也是决定产品质量的关键环节。
根据中空吹塑型产品的工艺特点可以知道,型坯在塑形过程中,塑料型坯一旦离开口模后,就会越变越大,因为在这时候型坯的长度和重量在不断的增加,但是型坯在成型过程中会受到重力的影响,这样就会使产品出现上薄下后的情况,尤其是大型的塑料制品。
而且大型的塑料制品在制造过程中,它的直径会出现变化,在这个时候如果没有将型坯控制好,就会使产品出现厚壁不均匀的现象,这个时候就需要采用多点型坯壁厚控制装置技术,将产品的壁厚控制在±0.1 mm左右[1]。
2.多点型坯壁厚控制装置工作原理在将制造原料放入储存缸内的时候,位移传感器会对储存位置进行检测,一旦达到预期标准,控制中心就会发出信号,停止储料,转而进行注射程序,这时候也会有位移传感器对注射量进行检测,帮助控制中心将注射量均匀的分布在相应的各等分区,并对其所需厚度进行编码,而且在每个等分区装上一个可变电位器,可以根据制品要求任意改变按钮。
拉伸吹塑成型时,为什么必须要严格控制型坯壁的厚度拉伸吹制成型一个高质量的容器除了与成型工艺条件、机械设备有关之外,还与型坯几何结构的合理性是分不开的。
透明的容器必须有一个透明的型坯。
如果型坯的厚度较大,预成型冷却又较慢,就会发生部分的结晶状态,在晶体和非结晶体的界面上由于光的折射作用,会使透明度下降。
对于一定壁厚的型坯,熔料注入模腔内,温度高达200℃以上,要在短时间内定型需要采用急剧冷却。
由于型坯较厚,其表面接触摸腔形成透明而内层冷却缓慢,结晶度加大,白色雾度增加影响透明。
对于非结晶结构的PVC,其型坯壁厚仅限定在3mm以内,超过时就会形成不透明的型坯,急剧冷却的水温不能过低,太低会使模腔表面结露而附着水滴,使成型不良。
此外,型坯壁厚的大小还取决于加热装置、塑料的分子结构、型坯的热传导性、生产量以及吹塑型坯所用的设备。
冷的型坯在加热装置中重新加热,加热器的热量辐射到型坯的外表面,再由外表面传导到型坯的内表面。
因此,加热型坯的效率要由两个参数来控制,即热扩散率和型坯的厚度。
当热扩散率减少或者型坯厚度增加,会引起型坯横向温度分布不均匀。
由于型坯内外表面温度差的存在,拉伸比不一致,使容器内表面会出现珠母痕。
如果提高型坯内部温度,就会使容器外表面变成白色,不透明容器变脆。
只有调节到适当的拉伸温度(越低),容器的冲击强度以及透明度才好(越好),但是,温度太低,会大大增加拉伸压力,也给机械制造带来困难;拉伸温度过低,会在容器壁上产生异相折射的光泽,增大雾度。
为了较好地控制型坯受热均匀,最好采用远红外线加热方法。
如在二步法成型中,采用Calrod加热系统,最大(PET)型坯厚度可达4.2mm。
随着工业的发展,技术的进步,先进加热装置的出现,型坯的厚度可适当增加一些。
中空吹塑机头分类及壁厚原理储料式机头分为中心入料式和侧向入料式。
侧向入料式是应用非常广泛的一种方式。
在储料式侧向入料中空吹塑机中,机头所起的作用是融合融料,并形成型坯,融料融合的关键是机头中的流道。
目前我国一些企业研究出了双层心形包络流道,但双层心形包络流道流道长度较短,压降较大,熔料融合后周向均匀性较差。
在此基础上国内研究出了双层双螺旋流道,如图1所示。
1.中心杆;2.推料盘;3.上端盖;4.入料口;5.分流芯套;6.分流孔;7.头外筒;8.外芯;9.内芯;10.推料筒;11.固定套;12.衬套;13.下端盖;14.芯模;15.口模;16.导流套;17.键;18.储料腔;19.推杆;20.外螺旋流道;21.导流通孔;22.分流锥图1 双层双螺旋流道机头图1中,外芯设有两条呈180o对称缠绕的外螺旋流道,内芯设有两条呈180o对称缠绕的内螺旋流道,内螺旋流道与外螺旋流道呈180o对称布置,外芯和内芯上的每条螺旋流道(内螺旋流道与外螺旋流道)的缠绕角度均为360o,以使外芯和内芯的360o的外壁面上的熔料充分均匀地融合。
工作时,熔料从入料口进入机头外筒,经过分流芯套的分流孔,由外芯上的分流锥顺利完成分流,熔料向分流锥两侧流动,并经导向流道转向90o后,引流到内、外芯分流处,一部分熔料由外芯上的外螺旋流道向下螺旋流动,另一部分则通过导流通孔流入到内芯的内螺旋流道中,熔料在内、外螺旋流道内流动时,一部分熔料随着内、外螺旋流道向下流动,另一部分熔料顺着内、外芯壁向下流向储料腔,这样可以保证360o都有熔料下流,使得熔料均匀融合。
型坯壁厚的自动控制有轴向控制和径向控制两种。
对于径向控制技术,我国还处于研究阶段,相对而言,轴向控制的研究成熟一些。
本文针对200L以上的大容量中空吹塑机进行了型坯壁厚的轴向控制研究。
型坯壁厚的轴向控制采用的是闭环控制技术。
用户在壁厚控制器的触摸屏面板上设定型坯壁厚轴向变化曲线,PLC控制器根据曲线把相应的电压或者电流信号传至电液伺服阀,由电液伺服驱动伺服油缸控制中心杆的上下移动,从而改变机头口模间隙。
吹塑工艺控制要点吹塑工艺是一种常见的塑料制造工艺,通过加热塑料颗粒使其熔化,然后将熔化的塑料吹入空腔成型为所需的产品。
吹塑工艺控制的要点包括:材料控制、工艺参数控制和模具设计控制。
首先,材料控制是吹塑工艺中的关键。
选择合适的塑料材料非常重要,常见的塑料材料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。
不同的塑料材料具有不同的熔化温度和熔化指数,所以在吹塑工艺中需要根据所选材料的特性来调整加热温度和模具温度。
其次,工艺参数控制是吹塑工艺中的关键步骤。
主要包括加料、加热、挤出、冷却和拉伸等过程。
吹塑工艺过程中的工艺参数有熔化温度、模具温度、挤出速度和冷却时间等。
熔化温度要根据材料的熔点来进行调节,过高或过低都会影响产品质量。
模具温度要保持稳定,以确保塑料材料的均匀熔化和快速冷却。
挤出速度要根据产品的尺寸和形状来调节,过快或过慢都会影响产品的内外壁厚度均匀性。
冷却时间要充分,以确保产品的形状固定和内外壁厚度的均匀性。
拉伸的目的是使产品在吹塑成型后能保持一定的拉伸性和强度。
最后,模具设计控制也是吹塑工艺中的重要一环。
模具的设计就是为了获得所需产品的形状和尺寸。
模具的设计要考虑产品的形状、尺寸、壁厚等因素。
模具的材料一般选用耐磨性和耐高温的金属材料,如铝合金、镍合金等。
模具的结构要简单、易于加工和拆卸,以便于生产工艺和模具维护。
总之,吹塑工艺的控制要点包括材料控制、工艺参数控制和模具设计控制。
通过合理选择材料、调节工艺参数和设计合理的模具,可以获得高质量的吹塑制品。
吹塑工艺的优势在于成本低、生产效率高、产品形状丰富等,广泛应用于包装、家用品、汽车零部件等领域。
中空吹塑机头分类及壁厚原理
储料式机头分为中心入料式和侧向入料式。
侧向入料式是应用非常广泛的一种方式。
在储料式侧向入料中空吹塑机中,机头所起的作用是融合融料,并形成型坯,融料融合的关键是机头中的流道。
目前我国一些企业研究出了双层心形包络流道,但双层心形包络流道流道长度较短,压降较大,熔料融合后周向均匀性较差。
在此基础上国内研究出了双层双螺旋流道,如图1所示。
1.中心杆;
2.推料盘;
3.上端盖;
4.入料口;
5.分流芯套;
6.分流孔;
7.头外筒;
8.外芯;9.内芯;10.推料筒;11.固定套;12.衬套;13.下端盖;14.芯模;15.口模;16.导流套;17.键;18.储料腔;19.推杆;20.外螺旋流道;21.导流通孔;22.分流锥
图1双层双螺旋流道机头
图1中,外芯设有两条呈180o对称缠绕的外螺旋流道,内芯设有两条呈180o 对称缠绕的内螺旋流道,内螺旋流道与外螺旋流道呈180o对称布置,外芯和内芯上的每条螺旋流道(内螺旋流道与外螺旋流道)的缠绕角度均为360o,以使外芯和内芯的360o的外壁面上的熔料充分均匀地融合。
工作时,熔料从入料口进入机头外筒,经过分流芯套的分流孔,由外芯上的分流锥顺利完成分流,熔料向分流锥两侧流动,并经导向流道转向90o后,引流到内、外芯分流处,一部分
熔料由外芯上的外螺旋流道向下螺旋流动,另一部分则通过导流通孔流入到内芯的内螺旋流道中,熔料在内、外螺旋流道内流动时,一部分熔料随着内、外螺旋流道向下流动,另一部分熔料顺着内、外芯壁向下流向储料腔,这样可以保证360o都有熔料下流,使得熔料均匀融合。
型坯壁厚的自动控制有轴向控制和径向控制两种。
对于径向控制技术,我国还处于研究阶段,相对而言,轴向控制的研究成熟一些。
本文针对200L以上的大容量中空吹塑机进行了型坯壁厚的轴向控制研究。
型坯壁厚的轴向控制采用的是闭环控制技术。
用户在壁厚控制器的触摸屏面板上设定型坯壁厚轴向变化曲线,PLC控制器根据曲线把相应的电压或者电流信号传至电液伺服阀,由电液伺服驱动伺服油缸控制中心杆的上下移动,从而改变机头口模间隙。
同时,连接中心杆的伺服油缸活塞杆上安有传感器(磁悬浮电子尺),电子尺可感知头口模间隙的大小并反馈给PLC控制器,在PLC控制器内与标准信号进行比较,然后经伺服功率放大器传送给电液伺服阀,再通过伺服阀驱动伺服油缸,油缸带动中心杆移动,最终控制口模的开度,完成对型坯壁厚的控制。
型坯壁厚控制的结构图如图2所示。
本文研究的型坯壁厚控制系统是一个位置控制系统,由电液伺服系统组成。
控制的核心部分是中心杆的位置,其中中心杆位置控制精度是决定型坯壁厚控制效果的关键。
因此本系统的研究重点为中心杆位置控制精度,即型坯壁厚的控制精度和系统的响应速度。
型坯壁厚的控制方法是:将每一个型坯形成过程分成数个点,分别对这些点的壁厚进行控制。
控制点数越少,响应速度越快,但是点数太少,达不到所要的壁厚控制精度,且在型坯周围形成了熔接缝(环纹);点数太多,会造成系统响应时间过长,伺服油缸来不及对接收的信号做出反映,型坯就已经出来了。
传统的200L塑料桶壁厚控制器都是64点或者128点的。
本文针对200 L双L环桶进行了研究,经过实验验证,在满足壁厚控制精度为±1mm,每点的响应时间为0.3~0.4秒的前提下选用256点壁厚控制更为合适。
针对200L以上的大容量中空吹塑机机头的关键技术进行了研究。
所设计的双层双螺旋流道形式相比于其它结构形式。
其使熔料融合更加均匀,熔体的流动更加顺畅,消除了理论接缝,提高了制品强度;根据功能要求,采用优化方法确定了工艺参数和尺寸,为200L以上大容量中空吹塑机产品的优化设计奠定了基础;在已有的型坯壁厚控制的基础上,研究了200L双L环桶最优的控制点数和控制点的连接方法,提高了壁厚的均匀性、精度和制品的强度。
改善吹塑件壁厚均匀性的几种方法
1.异型口模
口模异型化是指挤出机头的口模或芯棒局部位置开设凹槽,增大对应制件拐角处的口模间隙,以增加型坯局部位置的壁厚,得到异型化的型坯,弥补吹胀比不一致造成的径向壁厚不均,从而得到壁厚较为均匀的制件。
针对性地采用异型口模,并通过多次试模、优化、设计加工出合理的异型口模,可以极大提高制件壁厚分布的均匀性.
2.轴向壁厚控制技术
轴向壁厚控制技术的作用是使得挤出的塑料型坯,根据制品不同的吹胀比沿轴向获得不同的厚度,从而保证最终制品有比较均匀的壁厚。
它是通过使芯棒或口模根据预设位置作轴向运动而改变机头的开口量,达到改变塑料型坯壁厚的目的。
目前中空成形机的储料机头一般都具有轴向型坯控制功能,其控制点从30点到256点不等.
3.径向壁厚控制技术
采用轴向壁厚控制技术虽然能改善吹塑制品高度方向上的壁厚分布,但由于其挤出塑料型坯的水平截面仍呈等厚圆形,对部分在径向某一部位有较大吹胀比要求的制品显得仍不是最佳,因此便产生了径向壁厚控制技术。
径向壁厚控制技术可以使挤出的型坯在所要求的区段内呈非圆截面的变化。
径向壁厚程序控制技术发展至今,大致形成了2种典型的设计,一种称为柔性环式,另一种称为口缘修形式。
(1)柔性环技术
柔性环式是通过电液伺服控制薄壁挠性环在1个方向或2个对称方向上的变形来改变挤出型坯的厚度。
它的特点是无论吹制什么形状的制品,只要口模直径不变,径向控制都能发挥作用。
对中空成形塑料型坯径向壁厚控制系统的研制工作,最近在江苏获得了关键性的技术突破。
这项控制技术可以实现塑料型坯径向壁厚的多点准确控制,控制点可以方便地实现2~16点控制甚至更多点控制,目前正在产业化中.
(2)口缘修形技术
口缘修形是靠修形口模环的上下移动来实现型坯壁厚改变的。
与挠性环结构相比,其最大的优点是使用寿命长,加工技术难度低。
在某些设计中,口模环的修缘部分做成活动块嵌入式,方便更换,减少更换时的成本。
这种形式的设计,还需要进行深入研究,降低成本,加快推广步伐。
径向壁厚控制技术对于提高大型中空制品的品质是一个有效的方法,还能减轻制品的质量。
以200L塑料桶容器为例,至少可节省5%~10%的原料。
目前加工一套大型径向壁厚控制装置的附加费用较高,随着径向壁厚控制技术的深入研究和发展,将在更多的大中型挤出吹塑中空成形机上应用。
轴向壁厚控制与径向壁厚控制的联合作用,可获得最佳的塑料型坯,即可获得更为理想的制品壁厚分布。
目前国内多家中空成形机制造厂家可在大型中空成形机上选择配套径向壁厚控制系统。
(4)型坯温差法
型坯的变形抗力可用粘度来表示,粘度的大小与其温度的高低有关。
型坯温度高,黏度小,变形抗力小,吹塑过程中容易变形,变形量较大;相反,型坯温度低,黏度大,变形抗力大,吹塑过程中不容易变形,变形量较小。
在挤出过程中,通过冷却设备强制冷却型坯吹胀比较大的部位,使型坯具有合理的温度梯度。
型坯吹胀比较大的部位温度低,粘度增大,变形抗力增大。
在自由吹胀阶段,吹胀比较大的部位难于变形,变形量减小,而吹胀比较小的部位变形量增大。
当变形量较小部位完成变形,进入约束吹胀阶段,吹胀比较大部位继续变形,直至吹胀成形制件,以此提高制件壁厚分布的均匀性。
(5)真空吸塑与挤出吹塑相结合
型坯各部位吹胀比不同导致制品壁厚不均匀。
制品的吹胀过程可分为自由吹胀和
约束吹胀2个阶段。
从压缩空气进入型坯到型坯与模具内壁开始接触为止称为自由吹胀阶段。
在这一阶段,型坯具有相同的吹胀比,在各个方向的变形都不受约束,可在任意方向膨胀变形,且较均匀。
从型坯与模具型腔开始接触到型坯完全与模具内壁贴合为止称之为约束吹胀阶段。
在这一阶段,型坯外表面受模具冷却作用,温度下降,粘度增大,变形较为困难,甚至不再变形,导致制品壁厚较大;没有接触模具型腔的坯料,温度相对较高,粘度较小,变形较为容易,迅速变薄,紧贴模具内表面,导致制品壁厚较小,最终使整个制件壁厚不均匀。
如果型坯同时结束自由吹胀,就能得到壁厚完全均匀的制件。
使型坯在真空负压的拉力作用下,先向吹胀比较大部位发生变形,然后注入压缩空气,改善型坯各处的吹胀比,成功得到壁厚较为均匀的制件。