V80系列PLC在挤出吹塑成型控制系统中的应用
摘要：本文介绍了V80系列PLC在挤出吹塑成型控制系统中的应用情况，详细阐述了挤出吹塑成型机的工艺过程，针对型坯温度、挤出压力、冷却时间和型坯壁厚等方面的控制特点，以V80系列PLC为例，重点描述了挤出吹塑成型控制系统的实现过程，最后说明该控制系统具有良好的工程应用和市场推广价值。
关键词：PLC、吹塑成型、温度、压力、壁厚控制
1．引言
挤出吹塑成型机是目前产量最大的一种生产容器和中空制品的吹塑成型设备，可生产出从最小只有1ml到最大可达10000l的各种容器制品，如牛奶瓶、饮料瓶、洗涤剂瓶、化妆品瓶以及化学试剂桶、饮料桶、矿泉水桶等。
近年来，挤出吹塑成型的主要技术趋势是朝着自动化、智能化、高精度和高速度的方向发展。因此，如何提高传统挤出吹塑成型的整体技术含量，使之适应该行业技术发展趋势要求是很重要的课题。
本文描述的挤出吹塑成型机采用德维森科技（深圳）有限公司开发生产的V80系列PLC 作为主要的电气控制系统，应用情况说明该系统完全可以符合自动化、智能化、高精度和高速度的技术发展趋势。
第一，V80系列PLC高度融合了电子技术、自动化技术及网络技术，用V80系列PLC 作为吹塑成型机的控制系统，将使吹塑成型机具有挤出、合模、吹胀、冷却和开模等过程的自动控制功能，同时具有挤出型坯温度、挤出压力和冷却温度的自动调节功能，向着自动化和智能化的方向发展。
第二，V80系列PLC中的具备高精度的热电偶模块和模拟量输入输出扩展模块，可以满足型坯温度、挤出压力、型坯壁厚的高精度控制要求，达到制品成型所要求的质量要求，而且精度重复性好；采用高速硬件解析技术的CPU模块和本身带有CPU芯片和专用共享数据区的模拟量扩展模块，可极大地提高熔料塑化速度，挤出速度以及开合模速度，缩短了成型周期，并保证了制品的成型质量。
2．设备工艺过程
吹塑模具
图1 挤出注塑机的基本结构图
挤出吹塑是制造空心塑料制品的成型方法，是借助气体气体压力使模具内的热型坯吹胀成容器的。挤出吹塑设备由挤出机、机头、模具、吹气系统和锁模装置构成，如图1所示，其工艺过程：
（1） 将热塑性塑料从进料口进入机筒内，由挤出机将塑料熔化成熔料流体，经过挤压系统塑炼和混合均匀的熔料以一定的容量和压力由机头口模挤出形成型坯；
（2） 将达到规定长度的型坯置于吹塑模具内合模，并由模具上的刃口将型坯切断；
（3） 由模具上的进气口通过压缩空气以一定的压力吹胀型坯；
（4） 保持模具型腔内压力，使制品和模具内表面紧密接触，然后冷却定型，开模取出制品。
在吹塑过程中，型坯的形成和吹胀是吹塑过程的核心，型坯形成和吹胀质量的高低直接影响着容器制品的质量好坏，而熔料的受热温度、挤出压力和和冷却时间将直接影响型坯的成型和吹胀质量。型坯壁厚在吹气成型过程中若没有得到有效控制，冷却后会出现厚薄不均的状况，胚壁产生的应力也不同，薄的位置容易出现破裂。因此，控制型胚壁厚对于提高产品质量和降低成本也同样重要。
综上所述，如何控制挤出机的受热温度、挤出压力、制品的冷却时间以及型胚壁厚成为影响容器制品质量的几个关键因素。
3．控制系统设计
3.1 系统原理及配置
粒状或粉状的塑料经挤出机塑化达熔融状态，通过采集电子尺数据，反馈控制挤出熔料量，使熔料通过预定流速进入机头。当储料量达预定值时，由PLC控制机头口模打开。根据设定的型坯壁厚曲线，由PLC完成进行型坯壁厚控制。同时，将熔融物料压出形成制品型坯，模具成型机合模机构采用四拉杆三板联动系统，合模机的运动速度按设定值实现自控，运动平稳。合模后吹气，型坯在模具内成型为中空制品，冷却定型后开模，由PLC控制机械手取出制品。
系统电气控制部分的基本配置如下：
（1）控制器采用德维森科技（深圳）有限公司生产的V80系列PLC进行动作控制和50点型坯壁厚控制。
（2）温度的测量采用工业铠装热电偶，温度控控制由V80系列的热电偶模块E5THM 完成，该模块本身内置CPU芯片，可执行PID算法，在上电设置好参数后，E5THM模块就可以自行控制固态继电器的通断，从而控制温度的稳定，波动范围小。
（3）压力传感器采用的是 PT124型压力传感器，数据采集工作由V80系列的8通道模拟量输入模块E8AD1完成。
（4）壁厚控制由机筒电子尺反馈型坯长度给PLC，然后通过V80系列的4通道模拟量输出模块E4DA1控制执行机构驱动伺服阀完成。
（5）操作面板采用触摸屏完成整机的型坯温度、挤出压力、型坯壁厚以及冷却时间等各种工艺参数的设定、修改、画面显示等，采用菜单式程序控制，操作简便可靠，能使设备经常处于良好运行状态，并保证人机安全生产。
3.2 温度控制系统
在挤出吹塑的过程中，需要加热和散热工作在平衡状态，以使挤出熔料温度达到某一动态平衡。因此，挤出过程的温度需要实时测量和控制。图2所示为挤出吹塑机的温度控制系统框图。
挤出机的温度经热电偶采集到热电偶模块E5THM中，模块内本身内置CPU芯片，具有5路热电偶输入和5路晶体管PWM输出，可以在模块内完成PID控制算法，控制精度为
±1℃。E5THM采集到的温度信号与设定温度比较得到偏差信号，如果测量温度大于设定值，则模块按时间周期占空比的 PID算法，通过PWM脉冲调宽技术控制固态继电器动作，使挤出机加热装置停止加热，反之亦然, 进行冷却控制操作。机筒温度设定和实时温度显示可以通过触摸屏完成。
图2 挤出吹塑机的温度控制系统
3.3 压力控制系统
挤出压力对于熔料的流变性能来说也是重要的影响因素，如果挤出工艺稳定，加工温度和螺杆速度不变，故黏度是一个常数。根据黏性流体的流动方程式可知，挤出机的挤出量与螺杆转速成正比，而机筒压力成反比。
因此，挤出过程的压力很重要，需要进行实时测量，以保障形成型坯的质量，进而保证了制成品的产品质量，压力测量系统如图3所示。
图3 挤出吹塑机的压力测量系统
3.4 型坯壁厚控制
熔料从口模挤出处于黏流态流动一段时间，由于原材料特性、挤出温度和挤出流量随时间变化呈非线性变化，所以型坯在挤出过程中，型坯壁厚发生变化。为使挤出吹塑制品满足壁厚要求，必须采取有效措施控制型坯壁的厚度。
图4 挤出吹塑机的壁厚控制系统
壁厚控制系统是对模芯缝隙的开合度进行控制的系统，也即位置伺服系统，它由控制器、电液伺服阀、动作执行机构和作为位置反馈的电子尺构成。当机头口模打开时，PLC读取机筒电子尺反馈的型坯长度，然后根据型坯壁厚曲线，通过高精度模拟量输出模块E4DA2输出±10V的电压信号给电液伺服阀，伺服阀直接驱动执行机构控制模芯上下移动，调整口模与芯模的间隙大小来完成口模开度的控制，进而完成型坯壁厚的闭环控制，如图4所示。此时，壁厚型坯设定采用数字化方式，通过操作面板完成50点型坯壁厚控制的设定，型坯壁厚曲线的纵坐标显示型坯长度，横坐标显示口模开度。
3.5 冷却时间控制
在整个吹塑成形的过程中，冷却时间是控制制品的外观质量、性能和生产效率的一个重要的工艺参数。
控制适当的冷却时间可防止型坯因弹性回复而引起的形变，使制品外形规整，表面图文清晰，质量优良。但是，如果冷却时间过长，那么就会造成因制品的结晶度增加而降低韧性和透明度，生产周期延长，生产效率降低。如果冷却时间过短，那么所吹制的容器会产生应力而出现孔隙，影响制品质量。因此，在挤出吹塑中需要对冷却时间做较精确的控制。
本系统中，V80系列PLC的时间定时器分辨率可达到1毫秒，可通过触摸屏设定精确的冷却时间，使有效提高吹塑成形生产效率的同时，保障制品的外观质量和性能。
4. 结论
本文给出了V80系列PLC在挤出吹塑成型系统中的控制方案，重点阐述了PLC在型坯温度、挤出压力、冷却时间和型坯厚度等方面的控制特点，说明该控制系统完全可以满足当前吹塑成型机对自动化、智能化、高精度和高速度的技术要求。
该系统已在华南某家挤出吹塑成型机生产厂家中获得了的应用，经过近一年的使用，系统运行情况良好，有效地提高了型坯温度、挤出压力、冷却时间和型坯壁厚的控制精度，进而提高生产效率和产品质量，具有良好的工程应用和市场推广价值。
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注塑机按键说明书 篇一：注塑机操作说明书 篇二：注塑机说明书 震雄 Ai-01 多功能电脑 1. 特性: 日本设计研发的电脑控制器，符合 JIS 各类检验标准。320×240彩色液晶显示屏，电源适用范围 AC110V～AC280V 50/60HZ。LED背光、亮度高、寿命长。电子组件和生产工艺采用最先进SMT技术，稳定性和可靠性极高。储存资料在停电状态下可达 5 年以上，安全可靠。备有中、英两种语言可自由选择切换，方便学习操作。增加智能故障检出及辅助操作说明，并全面支持iChen无线网络系统。 2. 基本性能： 1．可储存 150 组模具成型资料，如时间、次数、压力、速度、行程、 计量、模具厚度、模号名称、选择条件、原料温度等。 2. 详尽的在线操作提示。 3. 软件数据密码分级锁定。 4. 资料输入错误防止及提示，防止人员不当修改。任何修改可通过iChen System储存至中央服务器备案。 5. 电子板装配使用最先进的 SMT 技术，可靠性高。 6. 使用高速 32 bit 中央处理器。 7. 自动设定高压锁模位置值。
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薄壁注塑成型技术的研究进展 摘要：由于3C产品向轻、薄、短、小方向发展得越来越快，所以薄壁注塑成型技术也受到人们的高度重视，而薄壁注塑成型数值模拟技术是薄壁注塑成型技术得以应用的重要保证。本文介绍了薄壁注塑成型技术产生的背景和科学意义，综述了薄壁注塑成型中的制品设计、模具设计、注塑机和材料选用以及薄壁注塑成型数值模拟技术的研究与应用概况，探讨了薄壁注塑成型数值模拟技术发展中所面临的一些关键问题，指出了薄壁注塑成型数值模拟技术的研究发展方向。关键词：薄壁注塑成型；模具设计；数值模拟；流长厚度比；冷凝层。近年来，笔记本电脑和移动电话等3C（Computer, Communication and Consumer）产品更新换代的速度非常快，这类产品的设计理念正朝着“轻、薄、短、小”方向发展，同时人们对这些产品的需求也在快速增长，于是在常规注塑成型（Conventional Injection Molding, CIM）技术的基础上，薄壁注塑成型（Thin-Wall Injection Molding , TWIM）技术迅速发展起来。薄壁化因具有减小产品重量及外形尺寸、便于集成设计及装配、缩短生产周期、节约材料和降低成本等优点成为塑料消费行业追求的目标，已成为塑料成型行业中新的研究热点。薄壁注塑成型技术是一种仅有十几年发展历史的新兴技术，其理论体系尚未形成，缺少系统性的研究，而薄壁注塑成型数值模拟研究也只是近几年才提出的，还有许多理论上和实践中的问题尚待解决。薄壁注塑成型技术的概念目前关于薄壁注塑成型还没有统一的定义，Mahishi 和Maloney把其定义为流长厚度比L/T（L：Length，流动长度；T：Thickness，塑件厚度；L/T也简称为流长比）在100或者150以上的注塑为薄壁注塑；而Whetten和Fasset是这样定义薄壁注塑成型的：所成型塑件的厚度小于1mm，同时塑件的投影面积在50cm2以上的注塑成型。由此可见要给出一个统一的定义还是比较困难的；同时随着技术的发展，薄壁注塑成型定义的临界值也将发生变化，它应该是一个相对的概念。常规注塑成型工艺已为人们所熟悉，但薄壁注塑成型则不然，因为随着壁厚的减薄，聚合物熔体在型腔中的冷却速度加剧，在很短的时间内就会固化，这使得成型过程变得复杂，成型难度加大，常规的注塑成型工艺条件已不能满足需要。常规注塑成型的一个不足就是填充过程和冷却过程往往是交织在一起的，但由于常规塑件的尺寸比较大，所以对成型过程影响不大，但在薄壁注塑成型中这个不足就成为致命的问题。所以，不能把常规注塑成型中的理论和操作简单地照搬到薄壁注塑成型中去。薄壁注塑成型中的制品设计、模具设计、注塑机及材料选用薄壁制品的设计思想和方法更为复杂，并进一步受到成型局限及材料选择的影响。薄壁制品要求应该具有高的冲击强度、良好的外观质量和尺寸稳定性，并能承受大的静态载荷，成型材料的流动性要好。设计过程中要重点考虑制品的刚性、抗冲击性和可制造性。成型薄壁制品时一般需要专门设计的薄壁制品专用模具。与常规制品的标准化模具相比，薄壁制品的模具从模具结构、浇注系统、冷却系统、排气系统和脱模系统等都发生了重大变化。主要表现在以下几个方面：（1）模具结构：为承受成型时的高压，薄壁成型模具的刚度要大、强度要高。因此模具的动、定模板及其支承板重量较大，厚度通常比传统模具的模板要厚。支撑柱要多，模具内可能要多设置内锁，以保证精确定位和良好的侧支撑，防止弯曲和偏移。另外，高速射出速度增加了模具的磨损，因此模具要采用较高硬度的工具钢，高磨损、高冲蚀区（如浇口处）硬度应大于HRC55。（2）浇注系统：成型薄壁制品，特别是制品厚度非常小时，要使用大浇口，而且浇口应该大于壁厚。如是直浇口应设置冷料井，以减少浇口应力，协助填充，减少制品去除浇口时的损坏。为保证有足够的压力充填薄的模腔，流道系统中应尽可能减少压力降。为此，流道设计要比传统的大一些，同时要限制熔体的驻留时间，以防止树脂降解劣化。当是一模多腔时，浇注系统的平衡性要求远高于常规模具的要求。值得注意的是薄壁制品模具的浇注系统中还引入了两项先进技术，即热流道技术和顺序阀式浇口（SVG）技术。（3）冷却系统：薄壁制品不像传统壁厚件那样可以承受较大的因传
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be the first. ERC 33/1-E Serial No.: 2006 Year of construction: instruction manual - robot
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微孔发泡(Microcellular Foamine)是指以热塑性材料为基体，通过特殊的加工工艺，使制品中间层密布尺寸从十到几十微米的封闭微孔。微孔发泡注塑成型技术突破了传统注塑的诸多局限，在基本保证制品性能不降低的基础上，可以明显减轻制件重量和成型周期，大大降低设备的锁模力，并具有内应力和翘曲小，平直度高，没有缩水，尺寸稳定，成型视窗大等优势。与常规注塑相比较，特别在生产高精密以及材料较贵的制品中，在许多方面都独具优势，成为近年来注塑技术发展的一个重要方面。 微孔发泡技术发展概述 上世纪80年代，美国麻省理工学院(MIT）首先提出微孔发泡的概念，希望在制品中产生高密度的封闭泡孔，从而在减少材料用量的同时提高其刚性，并避免对强度等性能造成的影响。 Trexel公司于上世纪90年代中成立并获得MIT的所有专利授权，将微孔发泡技术商品化并继续大力发展，现在已在世界各地获得70多个相关的专利。MuCell现已成为了一个非常成熟的革新技术在全世界被广泛使用。 图 1 加入Mucell系统的注塑机 MuCell微孔发泡技术的使用先从美国、欧洲开始，再延伸到日本及东南亚等地区，虽然在中国刚刚起步，但经过一年多的发展，用户正在迅速增长。经过多年来全球不同用户在商业设备、汽车部件、电子电器等各种产品中大批量生产使用，MuCell微孔发泡技术的优点得到了验证，用户在提高产品质量的同时获取了更高的经济回报。 基本原理 1
微孔发泡成型过程可分成三个阶段：首先是将超临界流体(二氧化碳或氮气)溶解到热融胶中形成单相溶体；然后通过开关式射嘴射人温度和压力较低的模具型腔，由于温度和压力降低引发分子的不稳定性从而在制品中形成大量的气泡核，这些气泡核逐渐长大生成微小的孔洞。 图 2 微泡成型过程 发泡后的制品横切面放大图如下，我们从中可以明显看到表层还是未发泡的实体层，这是由于模具温度较低，表面树脂冷却迅速，细胞核没有成长的时间，所以还是未发泡的实体。 图 3 发泡体的结构 MuCell的加工流程 2
中文操作說明書 恩格爾機械香港有限公司上海代表處 2003/10/15
第一章:操作面板 操作面板组成分为三部份, 第一部份是萤幕显示画面,由10.4”之LC 或彩色TFT 组成, 第二部份是按钮,有ESC 及F1~F8 及次页等选择按钮,有数字输入按钮,有亮点控制方向按钮,及手动控制按钮功能选择按钮等. 第三部份是旋转式控制开关如电源开关及马达开关,电热开关等. 第一节: 亮点控制钮 此上下左右四个箭头按钮可以控制显示屏的亮点上下移动,移动亮点到我们希望输入那行数值的位置後,才有可 能输入新的数值,此控制尚有两个页面下翻或上翻按钮可以按选下页画面或上一页画面. 第二节:数字输入按钮 有数字0~9 及小数点,正值,负值,上昇,下降等按纽,按下此数字後可在显示屏上相对应看到我们输入的值. 第三节:其它功能按钮 ENTER 输入按钮,当按入数字後选按此ENTER 则数值输入电脑.我们可以看到亮点位置之值已被新数值代替 如此则完成数值输入. CLEAR 数字按入後若希望改变则按下此CLEAR 钮,会清除我们所按入的数字,便可以重新按入新数值. 向下双箭头: 当按下ENTER 後同样数字值可以被输入於下一个值中, 按下此双箭头便是将上一次ENTER 之同值 输入新亮点位置. 带有叉叉之三角惊叹号错误显示标志,若有错误警报,则每按下此纽一次,便清除最上面一个错误状况,但是若尚 位解除此错误,则此错误警报便会再出现於最下行的警报位置. 第四节:输入控制钥匙 此钥匙有OFF 位置:不能变更显示屏上所有之值,不允许输入新值,此位置只能查看电脑之条件设定值. ON 位置: 若钥匙转於此位置则允许输入新值到电脑中,可以改变成型条件或是其它参数.但是不能列印参数於 印表机上. PR 位置:钥匙转於此位置除了可以输入数值改变设定外,还可以将利用印表机等作条件列印.要用印表机唯有将 钥匙位置转至此. 第五节:ESC 及F1~F8 按钮 ESC 按钮可跳离目前之状况,或中断现在之功能, F1 ~ F8 按钮则相对应於显示屏之说明功能.此为软体选择钮 会根据不同的动作相对应不同的屏幕选择! 第六节: 显示屏选择钮,有下列各种选择钮, 关模萤幕,开模萤幕,顶出萤幕,射出萤幕,进料萤幕,品质控制萤幕,服务萤幕,萤幕列印钮,中子控制萤幕,模具资讯萤幕,射座萤幕,温度控制萤幕,微型图萤幕,机械手控制萤幕, 及特殊功能幕错误报告萤幕等按钮. 按下此列按钮可选择一个功能萤幕然後在萤幕上配合说明之F1~F8 有其它相关之萤幕可选择.譬如按下关模钮 後出现关模控制F1 之萤幕,但是仍可以选择F2,F4,F5 等按钮查看其它显示幕 第七节: 程序选择钮,这里有手动半自动全自动及模厚设定钮及一个特殊程序钮 按下模厚设定钮则萤幕上出现SET UP 字样,此时按下手动关模开关可以设定模具厚度 按下半自动钮则萤幕上出现Semiautomatic 字样,表示在半自动状态中.半自动状态每一个循还後便会自动停下 来等候再一次周期启动 按下全自动钮则萤幕上出现Fully automatic 字样,此时周期完了会自动再执行下一个周期使其循还不已
注塑成型新工艺 结合多种工艺 目前，很多成型商已采用了诸如三明治成型、注射压力成型以及气体或水的辅助成型工艺来生产超薄壁零件或玻纤增强的内表面光滑的中空零件。塑料加工研究院的注塑成型和模具技术部门建议，如果将上述各种先进工艺组合起来，可以得到更高级的加工件，并能够降低成本，克服单一方法的局限性。 塑料加工研究院的注塑成型和模具技术部门评价说，将三明治成型、注射压力成型以及气体或水的辅助成型相结合，这种组合工艺完全是从在模具里成型“皮-芯-皮”的三明治结构开始的。把三明治成型与注射压力成型相结合，加工的零件具有更均匀的芯-皮分布。在注射压力成型工艺中，使用较低的注射或充模压力，不仅可以使加工件中的物料定向程度较低，减少收缩和变形，而且还可以降低对模腔的耐压要求。 此外，有加压这个步骤，可以获得较小的皮厚或总壁厚。塑料加工研究院的注塑成型和模具技术部门认为，利用“三明治成型＋注射压力成型”工艺，可以生产出采用传统成型工艺根本无法实现的薄壁加工件。采用传统的三明治注射成型工艺，可以实现的最薄的壁厚为1.5 mm，而采用三明治/压力工艺后，制作出的工件壁厚仅为1 mm。当然，传统的三明治成型工艺允许用户把加工件里芯材的百分比加大。 塑料加工研究院的注塑成型和模具技术部门还进行了如下试验，即通过“三明治成型+水辅助成型”的组合工艺，用长玻纤PP和无填料PP来成型扶手。根据以往的经验，用注水的办法会使短玻纤增强的尼龙66或长玻纤PP这类纤维增强材料形成空心，导致加工件内表面的质量很差，而且空心腔的尺寸也会发生偏差。因此，塑料加工研究院的注塑成型和模具技术部门认为，玻纤填充树脂的流动特性使水辅助成型工艺很难或者无法实现。因此，他们采用30％长玻纤增强PP作为表皮、无填料PP作为芯来进行三明治试验。扶手模具的直径为30 mm，长度为500 mm。通过注水，使无填料的物料形成空心。这样，外层材料具有了刚性、韧性以及抗张力和迸裂强度，而内层材料具有了良好的阻隔性能，内表面也很光滑。目前，这种方法已经被用于工业生产中。 注塑转移成型 一种被称作注塑转移成型（ITM）的新工艺不仅可以使多腔成型的热塑性塑料小零件获得很好的一致性，还可以得到更好的成型质量。这种借鉴了热固性塑料转移成型工艺的新工艺是将热流道注塑和压力成型两者进行组合的工艺。 据塑料加工研究院的注塑成型和模具技术部门介绍，在传统的热流道注塑成型中，熔体进入多个腔室的温度和压力是不一样的，这意味着每个腔室具有不同的粘度、不同的填充量和不同的冷却状况，最终将导致零件的尺寸和性能也不相同。此外，传统注塑模具的另一个局限性是，通常对热流道的设计都是针对具体的模具或物料，对于完全不同的模具或物料而言，这个热流道就不一定适用了。 为此，塑料加工研究院研制了一种模具。在模具的固定侧采用了特殊的电加热，在热半模里有一个熔体转移室，用来储存来自螺杆的熔体，并借助于一个活塞/气缸系统把熔体转移到模腔里去；冷半模在移动压板一侧。利用固定在半模里的隔热板来减少冷、热半模之间的热传导。当模具的开模线合拢时，活塞/气缸系统对熔体转移室施压，通过短门，将物料直接推入模腔。在这个系统里，注塑和
PET吹塑瓶可分为两类，一类是有压瓶，如充装碳酸饮料的瓶；另一类为无压瓶，如 充装水、茶、油等的瓶。茶饮料瓶是掺混了聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的改性PET瓶或PET与热塑性聚芳酯的复合瓶，在分类上属热瓶，可耐热80℃以上；水瓶则属冷瓶， 对耐热性无要求。在成型工艺上热瓶与冷瓶相似。笔者主要讨论冷瓶中的有压饮料瓶 成型工艺。 1 设备 随着科技的不断进步和生产的规模化，PET吹瓶机自动化程度越来越高，生产效率 也越来越高。设备生产能力不断提高，由从前的每小时生产几千个瓶发展到现在每小 时生产几万个瓶。操作也由过去的手动按钮式发展为现在的全电脑控制，大大降低了 工艺操作上的难度，增加了工艺的稳定性。 目前，注拉吹设备的生产厂家主要有法国的SIDEL公司、德国的KRONES公司等。虽然生产厂家不同，但其设备原理相似，一般均包括供坯系统、加热系统、吹瓶系统、控制系统和辅机五大部分。 2 吹塑工艺 PET瓶吹塑工艺流程。 影响PET瓶吹塑工艺的重要因素有瓶坯、加热、预吹、模具及环境等。 2.1 瓶坯 制备吹塑瓶时，首先将PET切片注射成型为瓶坯，它要求二次回收料比例不能过高(5％以下)，回收次数不能超过两次，而且分子量及粘度不能过低(分子量31000-50000，特性粘度0.78-0.85cm3／g)。注塑成型的瓶坯需存放48h以上方能使用。加 热后没用完的瓶坯，必须再存放48h以上方能重新加热使用。瓶坯的存放时间不能超 过六个月。
瓶坯的优劣很大程度上取决于PET材料的优劣，应选择易吹胀、易定型的材料，并制定合理的瓶坯成型工艺。实验表明，同样粘度的PET材料成型的瓶坯，进口的原料 要比国产料易吹塑成型；而同一批次的瓶坯，生产日期不同，吹塑工艺也可能有较大 差别。瓶坯的优劣决定了吹塑工艺的难易，对瓶坯的要求是纯洁、透明、无杂质、无 异色、注点长度及周围晕斑合适。 2.2 加热 瓶坯的加热由加热烘箱来完成，其温度由人工设定，自动调节。烘箱中由远红外灯 管发出远红外线对瓶坯辐射加热，由烘箱底部风机进行热循环，使烘箱内温度均匀。 瓶坯在烘箱中向前运动的同时自转，使瓶坯壁受热均匀。 灯管的布置在烘箱中自上而下一般呈"区"字形，两头多，中间少。烘箱的热量由灯 管开启数量、整体温度设定、烘箱功率及各段加热比共同控制。灯管的开启要结合预 吹瓶进行调整。 要使烘箱更好地发挥作用，其高度、冷却板等的调整很重要，若调整不当，吹塑时 易出现胀瓶口(瓶口变大)、硬头颈(颈部料拉不开)等缺陷。 2.3 预吹 预吹是二步吹瓶法中很重要的一个步骤，它是指吹塑过程中在拉伸杆下降的同时开 始预吹气，使瓶坯初具形状。这一工序中预吹位置、预吹压力和吹气流量是三个重要 工艺因素。 预吹瓶形状的优劣决定了吹塑工艺的难易与瓶子性能的优劣。正常的预吹瓶形状为 纺锤形，异常的则有亚铃状、手柄状等，如图2所示。造成异常形状的原因有局部加 热不当，预吹压力或吹气流量不足等，而预吹瓶的大小则取决于预吹压力及预吹位置。在生产中要维持整台设备所有预吹瓶大小及形状一致，若有差异则要寻找具体原因， 可根据预吹瓶情况调整加热或预吹工艺。
华侨大学厦门工学院毕业设计(论文)开题报告系（部）：机械工程及自动化专业班级：****** 姓名*** 学号******* 指导 教师 **** 职称 学历 副教授 课题名称矿泉水瓶挤出吹塑成型工艺及模具设计 毕业设计（论文）类型（划√）工程设计应用研究开发研究基础研究其他√ 一、本课题的研究目的和意义： 本课题来源于工程实践，是结合学生的专业特点和就业方向而设计的一个课题。通过本次设计，掌握塑料件挤出吹塑成型模具设计的过程和基本技能；利用计算机辅助模具设计；掌握模具制造、装配的工艺要求。 模具设计全程应用CAD/CAM/CAE技术以及UG三维制图软件，从设计到最后出现成品都用现代先进的模具设计软件完成，已达到提高生产效率和成品精度的要求，减少重复设计的繁琐操作。并且在设计过程中尽量采用标准件来完成整个模具的设计，以便于以后的维修及零部件的更换。 通过对矿泉水的性质和流通环境的分析，设计能在流通过程中起保护作用的包装，设计合理的包装不仅仅能保护产品、方便储运，而且还能在很大程度上起到介绍产品和促进销售的作用。本设在矿泉水在流通过程得到保护，同时激起人们的购买欲望，从而促进其销售。为了设计一款兼有良好的容装性，保护性，方便性，有美观经济的优点，满足消费者购买和使用习惯的矿泉水水瓶包装也是很有经济价值和市场前景的。
二、文献综述（国内外研究情况及其发展）： 模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。经国务院批准，从1997 年到2000 年，对80 多家国有专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策，以扶植模具工业的发展。所有这些，都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。 年来我国的模具工业也有了很大的提高，有的模具已达到国际水平，年出口额达7．38亿美元。由于近年来市场需求的强劲拉动，中国模具工业高速发展，市场广阔，以2003年为例，年增长就达25％之多，广东、江苏、浙江、山东等地的增长甚至在25％以上，其中广东模具生产企业近7000余家，年产值早巳超过200亿元，占全国模具年产值的40％多，几成就了我国模具工业的半壁江山。目前我国塑料模具市场中国外模具约占,其中大型、精密、复杂、长寿命模具约占左右。被国外称为“金钥匙”、“进入富有社会的原动力”的模具由于经济发展较快时期产品畅销, 自然要求模具能跟上,而经济发展滞缓时期产品不畅销企业必然想方设法开发新产品,这同样会给模具带来强劲的需求因此模具工业被称为“不衰亡工业”模具市场发展走势总体将是平稳向上并且随着以塑代钢、以塑代木、少无切削等的进一步发展实施,结合我国国民经济各部门发展规划,我国的发展速度将高于世界平均水平,预计“十五”期间我国模具工业将以年均10%以上的速度发展,而塑料模具将20%以上的速度发展。 吹塑，这里主要指中空吹塑 ( 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，是第三种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。吹塑成型起源于 19 世纪 30 年代。直到1979 年以后，吹塑成型才进入广泛应用的阶段。这一阶段，吹塑级的塑料包括：聚烯烃、工程塑料与弹性体；吹塑制品的应用涉及到汽车、办公设备、家用电器、医疗等方面；每小时可生产 6 万个瓶子也能制造大型吹塑件 ( 件重达 180kg) ，多层吹塑技术得到了较大的发展；吹塑设备已采用微机、固态电子的闭环控制系统，计算机 CAE/CAM 技术也日益成熟；且吹塑机械更专业化、更具特色。国外的情况 PET容器已经成为全球各国广泛使用的包装材料和容器，在食品、饮料、酒类、化妆品、日用品、工业用品、交通用品、农业用品包装等方面得到越来越广泛的应用，近年来PET 容器在饮料包装中的应用发展更为迅猛。如美国软饮料 PET 瓶的数量1990 年为76 亿只，1992 年达近100 亿只，1997 年超过200 亿只，2000 年和2001 年分别为220 亿只和225 亿只。由于PET 瓶的容量比金属罐和玻璃瓶都要大得多，所以PET 瓶装软饮料在容量比例上的优势更为明显，1990 年已为1/3，1993 年达4 成，1997 年以后均占到一半以上。美国一些啤酒厂正开始转向采用塑料瓶包装啤酒，并有增多的趋势。堪萨斯州的 DonyExpress 牌啤酒包装正在从玻璃瓶改用三层琥珀色 PET 塑料瓶，而且可以仍采用现有灌装设备。马里兰州的Constar 国际公司制备塑料瓶型坯和吹塑成型三层瓶，其外层和内层材料为PET，阻隔芯层材料为特殊尼龙MXD6。Constar 公司声称其还采用了高性能吸氧剂Oxbar，因而实际上没有氧渗入瓶的不良后果，并大大降低了碳酸气的速漏问题。 GreatPlains 啤酒公司于2003 年7 月6 日开始生产塑料瓶包装的啤酒，通过国内零售商分销给宾馆、运动场和娱乐场所。并计划想中国出口，该公司在 Olathe 的分厂目前每年能生产15000 个三层瓶中的阻隔层，并已订购设备进一步扩大生产能力。
注塑机操作流程 四川理工学院机械学院材控系胡勇编制 第一部分参数设置 1.注塑成型机的工作循环周期图 2.注塑机结构
3.注塑机控制面板
1.状态显示画面 2.开关模参数设置显示画面
4.熔胶抽胶参数设置显示画面 5.脱模参数设置显示画面
7.温度参数设置显示画面 8.时间参数设置显示画面
第二部分操作流程 1．注塑机的动作程序： 喷嘴前进→注射→保压→预塑→倒缩→喷嘴后退→冷却→开模→顶出→退针→开门→关门→合模→喷嘴前进 2．注塑机操作项目： 注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制柜操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择，料筒各段温度及电流、电压的监控，注射压力和背压压力的调节等。 3．注射过程动作选择： 一般注塑机既可手动操作，也可以半自动和全自动操作。 (1)调整操作： ①工作特点：各部位的工作运动，是在按住相应的按钮开关时才能慢速动作，手离开按钮，动作即停止。此动作方式也可叫点动。 ②应用原则。应用在模具的安装调整工作，试验检查某一部位的工作运动时及维修拆卸螺杆时应用。 (2)手动操作： ①工作特点。手指按动某一按钮，其相应控制的某一零部件开始运动。直至完成动作停止。不再按动此按钮，也就不再有重复动作。 ②应用原则。在模具装好后试生产时应用，检查模具装配质量及模具锁紧力的大小调试。对某些制品生产时的特殊情况，也可用手动操作。 (3)半自动操作： ①工作特点。关闭安全门后，注塑制品的各个生产动作时间继电器和限位开关连通控制，按事先调好的动作顺序进行至制品成型，打开安全门，取出制件为止。 机器自动完成一个工作周期，但每一个生产周期完毕后操作者必须拉开安全门，取下工件，再关上安全门，机器方可以继续下一个周期的生产； ②应用原则。注塑机的各部位工作零部件，质量完好，能够准确完成各自
注塑转移成型 一种被称作注塑转移成型（ITM）的新工艺不仅可以使多腔成型的热塑性塑料小零件获得很好的一致性，还可以得到更好的成型质量。这种借鉴了热固性塑料转移成型工艺的新工艺是将“使用热流道注塑”和“压力成型”进行组合的工艺。 据塑料加工研究院的注塑成型和模具技术部门介绍，在传统的热流道注塑成型中，熔体进入多个腔室的温度和压力是不一样的，这意味着每个腔室具有不同的粘度、不同的填充量和不同的冷却状况，最终将导致零件的尺寸和性能也不相同。此外，传统注塑模具的另一个局限性是，通常对热流道的设计都是针对具体的模具或物料，对于完全不同的模具或物料而言，这个热流道就不一定适用了。 为此，塑料加工研究院研制了一种模具。在模具的固定侧采用了特殊的电加热，在热半模里有一个熔体转移室，用来储存来自螺杆的熔体，并借助于一个活塞/气缸系统把熔体转移到模腔里去；冷半模在移动压板一侧。利用固定在半模里的隔热板来减少冷、热半模之间的热传导。当模具的开模线合拢时，活塞/气缸系统对熔体转移室施压，通过短门，将物料直接推入模腔。在这个系统里，注塑和保压是由静止不动的模具而不是通过螺杆来实现的。在保压阶段之后，转移室开始充填下一个周期的物料。在这个过程中，主开模线（它的开与合都与转移室的动作互不相干）一直保持合拢，直到加工件充分冷却为止。 据说，这种工艺具有许多好处。模具的熔体转移部分与该部分的几何形状无关，因此无需为不同的模具而做相应的改变；由于注塑体积是由腔室的运动距离来决定的，所以可以降低多腔模具的造价，同时不需要再使用昂贵的热流道温度控制器；因为熔体的通道很短，而且熔体是直接从蓄集室的门进入模腔，所以所需要的压力比传统热流道可提供的压力更低，熔体完全能够均匀地充满所有模腔；作用在熔体上的剪切力和应力更小了，有利于长玻纤增强料或者瓷粉掺混料的成型，并使得加工件的收缩率和翘曲变形更小。 目前，塑料加工研究院已经使用了多达12个模腔的模具对长玻纤增强聚丙烯材料进行注塑成型试验，并取得了成功。据说，他们很快就会用超过100个模腔的模具来进一步测试这种工艺。
注射吹塑成型工艺与应用 一、前言 我国医药包装品今年来迅速发展，其塑料包装容器需求量日趋增加，塑料包装容器成型设备也在不断增长。由于注射吹塑成型设备在运行过程中，首先对瓶口进行注射，包装瓶口的精度，然后再吹塑瓶体，因而能防止容器内的气体挥发和外部气体行瓶内渗透，保证了瓶口与瓶盖之间具有很好的密切性能。我国塑料注射吹塑中空容器的设备在“六五”和“七五”期间虽能少量生产，但设备本身的精度及各项性能均不及国外设备。目前，此类设备的生产要在提高精密程度上下功夫，成为名副其实的精密注吹机。所谓“精密注吹机”不仅指设备成型过程中高速高压具有很好的稳定性，而且要求生产出的容器尺寸波动和质量波动方面达到较高的稳定性，也就是生产的容器各部分尺寸和几何形状精度要高，容器的外观及内在质量生产效率等其它指标也能达到较高水平。 二、注射吹塑成型设备 注射吹塑设备主要有注塑机、注塑模、吹塑模和芯模传送装置等组成。成型制品的卧室注射机均可用于注射吹塑，但注射压力较低，螺杆的比径比较小，压缩比亦不宜过大，注射型坯用的模具与一般注射模具在所用制模材料与设计要求等方面并无不相同，若注射时需成型瓶颈螺纹，则应将瓶颈与注射一并设计。另外注射吹塑成型设备具有二、三或四工位,注射与合模的结构形式有卧式、直角式等。不同生产厂家,设备的生产能力各有不同。然而,注射吹塑机最基本的规则就是能同时在一付模具中注射成塑料型坯,在另一付模具中进行吹胀制成容器。二位机就是基于此原理而设计的,制品的脱出是用机械式或液压式的顶出机构来完成。三位机与二位机一样,不过其脱出制品有专用的土位来完成。四位机是在三位机的基础上,为特殊用途如预吹、预拉伸等工艺要求而另增加一个工位。现在最常用的是三位机,约占gQ%以上，目前国内所使用的注吹设备大多数是从国外引进的。 三、注射吹塑成型工艺流程 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。 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。 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犷量不超过4升。另外,此法还不能生产有把手的
吹塑成型发展现状 发布日期：2006-10-23 9:53: 摘要：介绍吹塑成型方法、吹塑成型控制因素及吹塑成型的新进展，讨论吹塑品质量的影响因素和常见制品缺陷的改进方法。吹塑成型技术是仅次于挤出成型、塑成型的第三类塑料成型方法，可生产具有复杂、不规则形状的中空制品。 吹塑，这里主要指中空吹塑 ( 又称吹塑模塑 ) 是借助于气体压力使闭合在模中的热熔型坯吹胀形成中空制品的方法，是第三种最常用的塑料加工方法，同时也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 ) 、可成型具有复杂伏曲线 ( 形状 ) 的制品。吹塑成型起源于 19 世纪 30 年代。直到 1979 年以后吹塑成型才进入广泛应用的阶段。这一阶段，吹塑级的塑料包括：聚烯烃、工程塑与弹性体；吹塑制品的应用涉及到汽车、办公设备、家用电器、医疗等方面；每小可生产 6 万个瓶子也能制造大型吹塑件 ( 件重达 180kg) ，多层吹塑技术得到了大的发展；吹塑设备已采用微机、固态电子的闭环控制系统，计算机 CAE/CAM 技术也日益成熟；且吹塑机械更专业化、更具特色。笔者从吹塑成型方法、制品种类、量控制、发展趋势等方面予以介绍。 1 吹塑成型方法 1.1 成型方法 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。中空制品的吹塑包括三个主要方法：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，
吹塑 blow moulding 也称中空吹塑，一种发展迅速的塑料加工方法。热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯，趁热（或加热到软化状态），置于对开模中，闭模后立即在型坯内通入压缩空气，使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得到各种中空制品。吹塑薄膜的制造工艺在原理上和中空制品吹塑十分相似，但它不使用模具，从塑料加工技术分类的角度，吹塑薄膜的成型工艺通常列入挤出中。吹塑工艺在第二次世界大战期间，开始用于生产低密度聚乙烯小瓶。50年代后期，随着高密度聚乙烯的诞生和吹塑成型机的发展，吹塑技术得到了广泛应用。中空容器的体积可达数千升，有的生产已采用了计算机控制。适用于吹塑的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯等，所得之中空容器广泛用作工业包装容器。 根据型坯制作方法，吹塑可分为挤出吹塑和注射吹塑，新发展起来的有多层吹塑和拉伸吹塑。 塑料模具常识- 挤出吹塑 挤出吹塑是一种制造中空热塑性制件的方法。广为人制的吹塑对象有瓶、桶、罐、箱以及所有包装食品、饮料、化妆品、药品和日用品的容器。大的吹塑容器通常用于化工产品、润滑剂和散装材料的包装上。其他的吹塑制品还有球、波纹管和玩具。对于汽车制造业，燃料箱、轿车减震器、座椅靠背、中心托架以及扶手和头枕覆盖层均是吹塑的。对于机械和家具制造业，吹塑零件有外壳、门框架、制架、陶罐或到有一个开放面的箱盒。 聚合物 最普通的吹塑挤塑料原料是高密度聚乙烯，大部分牛奶平时有这种聚合物制成的。其他聚烯烃也常通过吹塑来加工。根据用途，苯乙烯聚合物、聚氯乙烯、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯和其他热塑性塑料也可以用来吹塑。 最近工程塑料在汽车行业被广泛接受。材料选择是以机械强度、耐候性、电学性能、光学性能和其他性能为依据的。 工艺 3/4的吹塑制品是由挤出吹塑法制造的。挤出工艺是强迫物料通过一个孔或模具来制造产品。 挤出吹塑工艺由5步组成：1.塑料型胚（中空塑料管的挤出）；2.在型胚上将瓣合模具闭合，夹紧模具并切断型胚；3.向模腔的冷壁吹胀型培，调整开口并在冷却期间保持一定的压力，打开模具，写下被吹的零件；5.修整飞边得到成品。 挤塑 聚合物混配备定义为通过熔体混合使聚合物或聚合物体系提高等级的一种过程。混配过程从单一添加剂的加入到多种添加剂处理、聚合物合金和反应性混培，其范围甚广。据估计，美国三分之一的聚合物生产要经过混佩。混配料可根据最终应用的性能要求进行定制。混配产品具有杂混的性能，例如高光泽和优良的抗冲击强度，或精密模塑性和良好的刚度。 混配好的聚合物通常被切粒用于进一步加工。然而工业上越来越来感兴趣的是将混配与下一步过程结合起来，例如型材挤出，这样可避免再次加热聚合物。 混合 人们使用各种类型的熔体混合设备，从辊炼机和分批混合机到单螺杆和双螺杆挤塑机。连续混配给（挤塑机）是最常用的设备，因为他可提供质量一致的产品，并且可降低操作费用。有两种混合类型：分布式混合品料再婚配料中无需采用高剪切应力就可以均匀地分布。这类混合液被称为延伸性混合或层流性混合。 分散式混合亦称强力混合，其中施加高剪切应力来打碎内聚成团的固体。例如当添加剂料团被打碎时，实际的颗粒尺寸就变小了。 混配操作经常在一个过程中需要两种混合类型。