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局部抽真空对优化挤出吹塑中空工业制件壁厚均匀性

时间:2019-12-21 18:41:15  来源:  作者:  浏览量: 2
简介: 中空挤出吹塑技术适用于PE、PP、PVC、热塑性工程塑料、热塑性弹性体等聚合物及各种共混物成型,主要用于日用品、化工原料和医药用瓶、桶、壶、罐等中空制件。目前,开始用于成

中空挤出吹塑技术适用于PE、PP、PVC、热塑性工程塑料、热塑性弹性体等聚合物及各种共混物成型,主要用于日用品、化工原料和医药用瓶、桶、壶、罐等中空制件。目前,开始用于成型汽车仪表盘、保险杠、油箱、进气管和排气管、工具箱等大量形状复杂的中空工业制件。由于挤出设备造价低、适应性较强,可成型性能较高、形状复杂的中空制件等优点。近年来得到迅速发展,目前已成为继塑料挤出成型、注射成型外的第三大成型方法。

  但是,挤出吹塑成型制件普遍存在壁厚不均匀的问题,特别是对于形状复杂的中空工业制件,已成为制约挤出吹塑发展的重大瓶颈。由于工业制件,在吹塑过程中,各部位的变形量不同,导致制件壁厚分布不均匀,不仅影响制品的使用性能,而且加大原材料消耗,增加生产成本,延长成型周期,降低生产效率。

  1分析1S制件壁厚不均匀的原因分析本课题以工业制件一塑料油箱为研究对象,如所示。从图中可以看出制件形状不对称,与一般的对称的中空容器相比,形状结构较复杂,是一吹塑模具抽真空通道典型的中空工业制件。表示塑料油箱制件及剖件,其平直段壁厚较厚,有6~7.5mm,而制件拐角等部位壁厚较薄,只有1. 5~2mm,壁厚分布极不均匀。

  油箱塑件图塑料油箱制件及剖件产生壁厚不均匀的原因是型坯各部位变形不均匀(吹胀比不同)导致的。因为型坯吹胀过程可分为自由吹胀阶段与约束吹胀阶段两个阶段。从吹胀压力进入型坯开始到型坯与模具型腔壁接触时止称之为自由吹胀阶段,在这一阶段,型坯各个方向的形变都不受约束,因而型坯可在任意方向膨胀变形,因此型坯变形比较均匀。当型坯与模具型腔壁接触时起到型坯完全与模具内壁接触时止称之为约束吹胀阶段,在这一阶段,当型坯与模具型腔接触后,受模具冷却作用,温度下降,粘度增大,不再发生变形,吹胀比小,壁厚较厚;而没有接触型腔的型坯,温度相对较高,粘度较小,还要继续变形,吹胀比大,壁厚较薄,最终导致整个制件壁厚不均匀。对于工业制件,形状更复杂,自由变形阶段更短,约束吹胀阶段更长,壁厚不均匀现象更加严重。

  考虑试验条件,不能够在工厂做当型坯放入吹塑模具中,吹塑模具合模时,在引入压缩空气前,对拐角部位抽真空,相当于真空吸塑,使型坯发生朝着深腔、拐角部位的变形,缩短型坯与拐角部位的距离;然后,再通入压缩空气,进行吹塑成型。在整个型坯成型过程中,不但增加了型坯自由吹胀阶段时间,而且也缩短了约束吹胀阶段时间。另外,在抽真空过程中,使型坯朝着拐角部位变形,由于处于自由变形阶段,整个型坯的变形量都增大了,壁减薄了,当压缩空气吹胀型坯时,型坯与平直段型腔壁接触时,型坯壁较薄;而拐角部位对应的型坯,由于离型腔拐角距离近了,约束吹胀阶段很快结束,时间很短,变形量相对减小,壁厚相对增大,从而使得整个制件壁厚差减小,壁厚均匀性提高。把这种方法称为挤出吹塑局部抽真空成型。

  2试验部分2.1,为模具实物图;挤出机:S-45/25型,重庆华荣塑机有限公司;空气压缩机:W-0.6/10型,重庆华西压缩机厂;真空泵:VP-1型,温岭市阳一机电有限公司;合模机:SS2(H1AM型,温州泸瓯电气有限公司。

  模具实物图Fig 2.3的测量5个挤出吹塑工艺成型制件和5个挤出吹塑局部抽真空工艺成型制件的12个测量点壁厚及均值。

  测量点均值为了直观比较和分析制件的壁厚分布情况,将表1和表2绘制成制件壁厚分布曲线与均值图,如0所示。若制件壁厚在均值附近波动幅度小,则壁厚分布均匀性较好。从0可以直观地看出,0(a)为普通挤出吹塑工艺成型制件壁厚分布曲线,其波动幅度较大,0(b)为采用挤出吹塑局部抽真空工艺成型制件壁厚分布曲线,各点壁厚更接近于制件的平均壁厚,制件壁厚波动幅度减小,壁厚分布均匀性显著增加。

  为更清晰表示制件壁厚的均匀性,用方差s代表壁厚的均匀性,方差越小,表示均匀性越好,偏离程度越小,反之亦然。本课题方差计算,按照计算0制件壁厚分布曲线壁厚均值。求得数据如式(2)所示通过挤出吹塑局部抽真空成型的制件壁厚方差为0.1303,大大小于挤出吹塑成型制件的壁厚方差0.4739,说明制件壁厚均匀性大大提高了。

  综上,通过对挤出吹塑局部抽真空工艺优化成型制件和普通挤出吹塑工艺成型制件的壁厚情况进行比较,通过挤出吹塑局部抽真空工艺成型后,成型制件壁厚分布范围缩小,均匀性显著增加,达到了优化制件壁厚分布的目的。

  4结论本文以工业制件塑料油箱为研究对象,提出了挤出吹塑成型与局部抽真空工艺相结合的方法,可以得出以下结论:采用挤出吹塑成型中局部抽真空工艺是可行的,在成型过程中能够大大延长型坯的自由变形阶段时间,增加型坯的均匀变形程度。

  通过挤出吹塑局部抽真空成型工艺,使制件壁厚的方差由0.4739减小到0.1303,制件壁厚均匀性大大提高,为中空工业制件的壁厚优化提供了一种有效方法。

  挤出吹塑局部抽真空成型工艺结构简单操作控制容易,能方便地在挤出吹塑成型加工业中推广应用,很好地解决吹塑制件壁厚不均匀问题。

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