项目 14 ：匹配挤出机及模具，生产 PE 瓶

1. 项目14：匹配挤出机及模具，生产PE瓶 任务14-1:制定成型工艺 任务14-2:匹配挤出机及模具，启动生产线生产PE瓶 • 今天的任务14-1 广东轻工职业技术学院高分子教研室

2. 认 识 挤出吹塑过程 挤出机使聚合物熔融、混炼，并把熔体泵入机头成型为管状型胚 型胚达到预定长度时，吹塑模具闭合，将型胚夹持在两半模具之间 把压缩空气注入型胚内，以吹胀型胚，使之贴近模具型腔，成型为制品 冷却吹塑制品 开模，取出以冷硬的制品 修整制品，回收边角料 广东轻工职业技术学院高分子教研室

3. 认 识 挤出吹塑原材料 挤出吹塑的常用原材料有PE、PP、EVA、PVC、PETP等 聚乙烯是吹塑产品最常用的原料，其中低密度聚乙烯用于生产小型容器，高密度聚乙烯用于较大型容器，高分子量聚乙烯和超高分子量聚乙烯专门用于生产燃料桶（箱）等制品，吹塑级的HDPE有几个品级，使用最多的是通用级，其MFR多为0.25~0.35/10min，一般5L一下MFR为1~2的LDPE；容量为1~100L的用MFR为0.2~0.6的HDPE；而大型容器则应选用MFR为0.2以下的HMWPE。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

4. 认 识 双模液压中空成型机 大型吹塑机 广东轻工职业技术学院高分子教研室

5. 认 识 水平旋转圆盘式单头型挤出吹塑成型机 双工位中空成型机 广东轻工职业技术学院高分子教研室

6. 认 识 这些产品是怎么制造成的呢，你知道了吗？ 广东轻工职业技术学院高分子教研室

7. 任务14-1:制定成型工艺 一.任务告知： 拟实现的能力目标 • 挤出吹塑机认识选型能力； • 挤出吹塑机工艺参数摸索能力； • 工艺参数设定能力； • 挤出速度与成型速度匹配能力； • 成型方法特性感知能力； 广东轻工职业技术学院高分子教研室

8. 二.任务的引入 引导课文： • 怎么控制成型中的成型温度、挤出工作压力和螺杆转速？ • 从哪些方面来监控中空制品的质量？ • 型坯厚度的调整方法有哪几种？ • 型坯翘曲及严重下垂的原因及解决方法有哪些？ • 模具温度控制的原则是什么？如何调整模具温度？ • 在生产中应掌握哪些操作要点？ • 提高中空制品厚度均匀性的方法有哪些？ 广东轻工职业技术学院高分子教研室

9. 三.任务的实施 • 教学工厂相关知识的讲解 • 图书馆上网学生查阅相关资料、制定成型工艺 广东轻工职业技术学院高分子教研室

10. 挤出吹塑机的分类和主要技术参数 三.任务的实施 在挤吹中空领域根据我国的特点开发了很多品种： • 从总体功能分：全自动，半自动； • 从成型工位数区分：单工位，双工位，三工位，四工位，六工位，八工位 • 从机头（模头）区分：连续挤出式，储料式； • 从塑化形式分：单机挤出塑化，多机挤出塑化； • 从合模驱动形式分：机械，液压，气动； • 从合模结构形式分：有拉杆，无拉杆； • 从合模机构运行形式分：水平径向平移，轴向水平平移，水平多工位回转，斜移模； • 按吹气形式分：上吹，下吹，侧吹。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

11. 三.任务的实施 挤出吹塑机的主要技术参数 广东轻工职业技术学院高分子教研室

12. 三.任务的实施 • 挤出吹塑机组的选型 • 在选择挤出吹塑成型机组，应考虑挤出机的如下性能： • 挤出机的基本性能：挤出机的基本参数是选择挤出机的主要依据，应考虑合乎质量要求的产量、名义比功率及比流量； • 挤出机的成型加工性能：挤出吹塑机组采用的挤出机，应能以最低的温度、压力与流动速率，挤出混炼均匀的熔体型坯； • 挤出机的稳定性和安全性 广东轻工职业技术学院高分子教研室

13. 三.任务的实施 • 螺杆的主要参数 螺杆是挤出机最主要的部件，螺杆的主要参数 • 螺杆直径:通常指螺杆的外径，生产能力与螺杆直径成正比。国标中螺杆直径系列为（mm）：30，45，65，90，120，150，200。 • 螺杆的长径比（L/D):指螺杆有效长度与螺杆直径之比。常与螺杆转速联合考虑，表示螺杆的塑化能力。长径比增大，塑化能力增强。 • 螺杆转速 挤出机的调速范围是螺杆的最低转速与最高转速的比值，一般为1：6。 • 几何压缩比：进料段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

14. 三.任务的实施 • 其它螺杆参数： 螺旋升角θ，一般螺距与螺杆直径相等，因此常规螺旋升角为17°42’ 螺槽深度，加料段为h1，均化段为h3；先确定h1，再计算h3；h3对挤出机产量质量有较大影响。 螺棱宽度e，太小，漏流量增加；太大，增加动力消耗。 螺杆与料筒的间隙δ0，指径向间隙，国标中有明确规定。 螺纹头数，一般采用单头螺纹，也有双头螺纹。 螺杆头部形状，平头、尖头、球形、扇形、锥体和扁球形。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

15. 螺杆的选用 三.任务的实施 • 螺杆压缩比的选择 广东轻工职业技术学院高分子教研室

16. 三.任务的实施 • 螺杆长径比的选择 螺杆长径比愈大，挤出量愈小，消耗的功率愈大，易引起热稳定性较差的树脂降解（RPVC）。螺杆直径较大的挤出机常采用较小的长径比。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

17. 三.任务的实施 • 均化段螺槽深浅的选择 热敏性塑料（PVC，POM）选用均化段螺槽较深的螺杆 热稳定性差的塑料选用均化段螺槽较浅的螺杆 广东轻工职业技术学院高分子教研室

18. 制定成型工艺卡 三.任务的实施 • 产品的概况，包括简图、重量、壁厚、外形尺寸、有无侧凹和嵌件等。 • 产品所用的塑料概况，如品名、型号、生产厂家、颜色、干燥情况等。 • 所选的挤出机的主要技术参数，如挤出机与安装模具间的相关尺才、螺杆类型、额定功率等。 • 挤出成型条件，包括螺杆温度、机筒温度、模具温度、冷却介质温度、螺杆背压、挤出压力、挤出速度等等。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

19. 相关支持知识： 四.任务深化 制定成型工艺考虑哪些因素？ 控制产量关键因素 广东轻工职业技术学院高分子教研室

20. 五.归纳总结 • 挤出机认识选型能力； • 挤出机工艺参数摸索能力； • 工艺参数设定能力； • 挤出速度与成型速度匹配能力； • 成型方法特性感知能力； • 方法能力；（主要学习技巧方面） • 社会能力；（主要职业精神、团结协作方面） 广东轻工职业技术学院高分子教研室

21. 六.创新拓展 • 怎样根据挤出机选择模具容量，怎样根据模具容量选择合适的挤出机； • 挤出机产量与成型周期及模具的关系； 广东轻工职业技术学院高分子教研室

22. 七.作业布置 根据任务实训的学习，撰写总结报告。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

23. 总结 • 成型工艺 挤出吹塑工艺中，挤出型坯温度、模具温度等对制品的影响较大，必须严格控制。影响挤出吹塑工艺和中空制品质量的因素主要有：型坯温度和挤出速度、吹气压力和吹气速率、吹胀比、模温和冷却时间等。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

24. 总结 • 型坯温度和挤出速度 挤出型坯时，温度既不能太高，也不能太低。如果温度过高，不仅冷却时间增长，而且悬挂于模口的型坯会因自重而严重下垂，引起型坯纵向厚度不均。若温度太低，则制品表面不光亮，内应力增加，在使用时容易破裂。机头必须控制芯模与口模温度一致，以防止型坯卷曲。 　　对于加工温度和螺杆转速的选择，应遵循这样一个原则，在既能够挤出光滑而均匀的型坯，又不会使挤出传动系统超负荷的前提下，尽可能采用较低的加工温度和较快的螺杆转速，这对于加工温度影响较大的塑料和长度较大的中空制品来说，尤其重要。否则，型坯的粘度低，挤出速度又慢，由于塑料自重作用而引起的型坯下垂，将会造成壁厚相差悬殊，甚至无法成型． 　　挤出吹塑过程中，常发生型坯上卷现象，这是由于型坯径向厚度不均匀所致，卷曲的方向总是偏于厚度较小的一边。型坯温度不均匀也会造成型坯厚度的不均匀，因此应仔细地控制型坯温度。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

25. 总结 • 吹气压力和速度 吹塑时，引进空气的容积速率越大越好，因为这样可以缩短吹胀时间，使制品得到较入均匀的厚度和较好的表面质量。但是空气的线速度不能过大，否则可能产生两种不正常的现象。一种是在空气进口处产生低压，使这部分型坯内陷；另一种是空气把型坯在模口处冲断，以致不能吹胀。从上述情况，可知吹气的线速度与容积速率之间是有矛盾的。解决的办法是加大空气的吹口，如果吹口不能加大（如制造细口瓶时），就不得不降低容积速率。 　　吹塑的空气应有足够的压力，不然就不能将型坯吹胀或将模面的花纹完全显出。所用压力的大小主要决定于制品的壁厚、容积以及塑料的类型。厚壁制品的压力可小些，因这种制品的型坯壁厚较大，塑料的粘度一时不会变得很高以致妨碍它的吹胀。反之，薄壁制品就需要采用较高的压力。容积大的制品应用高压， 反之就用较小的压力。熔融粘度大的塑料所需压力比粘度小的高。一般吹塑压力为0.2～1.0MPa，个别可达2MPa。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

26. 总结 • 吹胀比 型坯的吹胀比是指型坯吹胀的倍数。型坏的尺寸和重量一定时，型坯的吹胀比愈大，则制品的尺寸就愈大。加大吹胀比．制品的壁厚变薄，虽可以节约原料，但是吹胀困难，制品的强度和刚度降低；吹胀比过小，原料消耗增加，制品壁厚．有效容积减小，制品冷却时间延长，成本升高。一般吹胀比为2～4倍；应根据塑料的品种、特性、制品的形状尺寸和型坯的尺寸等而酌定。通常大型薄壁制品吹胀比较小，取1.2～1.5倍；小型厚壁制品吹胀比较大，取2～4倍。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

27. 总结 • 模具温度 塑模温度应十分均匀，而且能使制品各部分得到均匀的冷却，塑模温度通常维持在20～50℃左右，如果制品小，模温可以低一些；要是大型薄壁制品，模温适当高些。 　 模具温度过低时，夹口处所夹的塑料延伸性就会变低，吹胀后这部分就比较厚，过低的温度常使制品表面出现斑点或桔皮状。模具温度过高时，在夹口处所出现的现象恰与过低时相反，并且还会延长成型周期和增加制品的收缩率。 对于工程塑料，由于玻璃化温度较高，故可在较高模温下脱模而不影响制品的质量，高模温有助于提高制品的表面光洁程度。一般吹塑模温控制在低于塑料软化温度40℃左右为宜。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

28. 总结 • 冷却时间和冷却速度 型坯吹胀后就进行冷却定型，一般多用水作为冷却介质。通过模具的冷却水道将热量带出，冷却时间控制着制品的外观质量、性能和生产效率。增加冷却时间，可防止塑料因弹性回复作用而引起的形变，制品外形规整，表面图纹清晰，质量优良，但延长生产周期，降低生产效率。并因制品的结晶化而降低强度和透明度。冷却时间太短，制品会产生应力而出现孔隙。 　　 通常在保证制品充分冷却定型的前提下加快冷却速率，来提高生产效率；加快冷却速率的方法有:扩大模具的冷却面积；采用冷冻水或冷冻气体在模具内进行冷却；利用液态氮或二氧化碳进行型坯的吹胀和内冷却。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

29. 总结 • 型坯厚度和长度的控制　 型坯从机头口模挤出时，会产生膨胀现象，使型坯直径和壁厚大于口模间隙，悬挂在口模上的型坯由于自重会产生下垂，引起伸长和壁厚变薄（指挤出端壁厚变薄）而影响型坯的尺寸、乃至制品的质量。为控制型坯的尺寸有以下几种方式：调节口模间隙 、改变挤出速度、改变型坯牵引速度、预吹塑法 、型坯厚度的程序控制 在上述五种控制型坯壁厚的方式中，广泛采用调节口模间隙的方式。对大型精密中空容器，则采用型坯壁厚程序多点控制。 广东轻工职业技术学院高分子教研室