塑料模具设计教程_2-5气动成型工艺

    塑料的成型方法很多，除了前面介绍的注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型之外，常用的成型方法还有中空吹塑成型、真空成型、压缩空气成型、泡沫塑料成型、浇铸成型、滚塑成型、压延成型以及聚四氟乙烯冷压成型等。本章只对生产中比较常用的中空吹塑成型、真空成型、压缩空气成型、进行简单介绍，以拓宽学习者的视野。

2-5-1 中空吹塑成型工艺

    中空吹塑成型是将处于高弹态（接近于粘流态）的塑料型坯置于模具型腔内，通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于型腔壁上，经冷却定形后得到中空塑件的成型方法，主要用于制造瓶类、桶类、罐类、箱类等中空塑料容器。

    中空吹塑成型的方法很多，主要有挤出吹塑成型、注射吹塑成型、拉深注射吹塑成型、片材吹塑成型和多层吹塑成型等。

一 挤出吹塑成型

    挤出吹塑成型是成型中空塑件的主要方法，其成型工艺过程如图2-7所示。成型时，先由挤出机挤出管状型坯，如图2-7a所示；然后截取一段管坯趁热将其放入模具中，在闭合模具的同时夹紧型坯上下两端，如图2-7b所示；再用吹管通入压缩空气，使型坯吹胀并贴于型腔表壁成型，如图2-7c所示；最后经保压和冷却定型，便可排除压缩空气并开模取出塑件，如图2-7d所示。

    挤出吹塑成型的模具结构简单，投资少，操作容易，适合多种塑料的中空吹塑成形。缺点是成型塑件的壁厚不均匀，塑件需要后加工以去除飞边和余料。

图2-7  挤出吹塑成型

1—挤出机头； 2—吹塑模； 3—型坯； 4—压缩空气吹管； 5—塑件

二 注射吹塑成型

    注射吹塑成型是先用注射机将塑料在注射模中注射成型坯，然后将热的塑料型坯移入中空吹塑模具中进行中空吹塑成型，其工艺过程如图2-8所示。成型时，首先用注射机将熔融塑料注入注射模中制成型坯，型坯成型在周壁带有微孔的空心凸模上，如图2-8a所示；接着趁热将空心凸模与型坯一起移入吹塑模内，如图2-8b所示；然后合模并从空心凸模的管道内通入压缩空气，使型坯吹胀并贴于吹塑模的型壁上，如图2-8c所示；最后经保压、冷却定型后放出压缩空气并开模取出塑件，如图2-8d所示。

    注射吹塑成型的优点是塑件壁厚均匀，无飞边，不需后加工。由于注射的型坯有底面，因此中空塑件的底部没有拼合缝，不仅外观美、强度高，而且生产效率高。但是注射吹塑成型所用的设备与模具的投资较大，因而多用于小型中空塑件的大批量生产。

图2-8  注射吹塑成型

1—注塑机喷嘴； 2—注塑型坯； 3—空心凸模； 4—加热器； 5—吹塑模；6—塑件

三 注射拉伸吹塑成型

    注射拉伸吹塑成型是将注射成型的有底型坯置于吹塑模内，先用拉伸杆进行周向拉伸后再通入压缩空气吹胀成型的加工方法。与注射吹塑成型相比，注射拉伸吹塑成型在吹塑成型工位增加了拉伸工序，塑件的透明度、抗冲击强度、表面硬度、刚度和气体阻透性能都有很大提高，最典型的产品是线型聚脂饮料瓶。

    注射拉伸吹塑成型可分为热坯法和冷坯法两种方法。

    热坯法注射拉伸吹塑成型的工艺过程如图2-9所示。首先在注射工位注射一个空心有底的型坯，如图2-9a所示；接着将型坯迅速移到拉伸和吹塑工位，进行拉伸和吹塑成型，如图2-9b、c所示；最后经保压、冷却后开模取出塑件，如图2-9d所示。这种成型方法省去了冷型坯的再加热，节省了能源，同时由于型坯的制取和拉伸吹塑在同一台设备上进行，因而占地面积小，易于连续生产，自动化程度高。

    冷坯法注射拉伸吹塑成型是将注射好的型坯加热到合适的温度后再将其置于吹塑模中进行拉伸吹塑的成型方法。成型过程中，型坯的注射和塑件的拉伸吹塑成型分别在不同的设备上进行，为了补偿型坯冷却散发的热量，需要进行二次加热。这种方法的主要特点是设备结构相对比较简单。

图2-9  热坯法注射拉伸吹塑成型

1－注射机喷嘴；2－注射模；3－拉伸心棒（吹管）；4－吹塑模；5－塑件

四 片材吹塑成型

    片材吹塑成型是将压延或挤出成型的片材再加热，使之软化后放入型腔，合模后在片材之间通入压缩空气而成型出中空塑件的成型方法，如图2-10所示。图2-10a为合模前的状态；图2-10b为合模后的状态。

五 吹塑成型的工艺参数

   1、型坯温度  型坯温度的高低影响成型塑件外观轮廓和形状保持能力,各种吹塑成型的温度应在θg-θf(θm)范围之内。

   2、模具温度  模具温度高低影响塑件冷却定型时间,影响生产率和制件的尺寸与形状的精度、表面质量和光亮度.模温通常可在20-50℃内选取。

   3、吹塑压力  吹塑压力指吹塑成型所用的压缩空气压力,其数值通常为:吹塑成型时取0.2-0.7MPa,注射拉伸吹塑成型取0.3-1.0MPa.对于薄壁大容积中空塑件或表面带有花纹、图案、螺纹的中空塑件对于粘度和弹性模量较大的塑件吹塑压力应尽量取大值。