吹塑成型工藝及模具設(shè)計要領(lǐng)
吹塑成型技術(shù)（Forming Technology Blow Molding）
吹塑成型技術(shù)通常用于大規(guī)模生產(chǎn)中空包裝容器的生產(chǎn)，是一個迅速生產(chǎn)大量的薄壁零件的方法。
一.吹塑成型技術(shù)精簡篇
吹塑成型技術(shù)分為三種不同方法：擠出吹塑(EBM)，注射吹塑(IBM)和注射拉伸吹塑(ISBM)。每個流程都有其特定的工藝，適用于不同的行業(yè)。
? 擠出吹塑(EBM)
擠出吹塑EBM（Extrusion blow molding）
EBM在大多數(shù)應(yīng)用實例中適用，且備受歡迎，因為其設(shè)備和運行成本較低。它算是一種萬能的工藝，可用于生產(chǎn)各種形狀的產(chǎn)品，材料的選擇也很廣泛。其容器可以做整體處理，并且實現(xiàn)多個分層效果。
擠出吹塑EBM
第一階段生產(chǎn)的過程中，傳統(tǒng)的擠壓裝配會將塑料聚合物加熱后擠壓到容器。聚合物被擠壓裝置擠壓在芯棒中成為圓管狀，稱為擠壓半成品，其擠壓的過程是連續(xù)的。
第二階段，一旦半成品已達到足夠長度，兩邊模具會順勢關(guān)閉，圓管狀的半成品被模具的底部邊緣修剪密封，形成瓶底。隨后，半成品頂部被型坯切刀裁剪，橫向轉(zhuǎn)移到第二個設(shè)備，那里的空氣吹針會將氣體吹入設(shè)備，把聚合物撐大，迫使半成品在模具內(nèi)貼合內(nèi)壁，形成需要的形狀。隨后熱聚合物會因為接觸到冰冷的模具內(nèi)壁而凝固.
第三階段，冷卻，將模具內(nèi)半成品充分冷卻后打開模具，就可以得到需要的產(chǎn)品。取出之后，由工人將容器進行修整，就得到了最后的成品。
? 注射吹塑IBM（Injection blow molding）
注射吹塑IBM是一種相對于擠出吹塑EBM更為精確的工藝，適用于要求更高的工業(yè)應(yīng)用，如醫(yī)療和化妝品包裝容器?？梢杂糜谏a(chǎn)產(chǎn)品尺寸要求非常準(zhǔn)確的容器。
注射吹塑IBM的加工過程核心是基于一個旋轉(zhuǎn)裝置。
第一階段，預(yù)成型加工模塊將加熱后的聚合物原料注入芯棒，完成頂端細(xì)節(jié)加工后，芯棒和預(yù)成型模塊會旋轉(zhuǎn)120°。
第二階段，空氣吹到預(yù)成型加工模塊中，迫使半成品形成模具的形狀。
第三階段，充分冷卻后，模塊旋轉(zhuǎn)120°，剝離芯棒，完成注塑。剝離之后，會進行修整，形成需要的產(chǎn)品。
? 注射拉伸吹塑ISBM（Injection Stretch Blow Molding）
注射拉伸吹塑ISBM通常用于生產(chǎn)高質(zhì)量的透明質(zhì)感等，要求明確的容器，如PET材料的水杯。循環(huán)注入方法可以確保產(chǎn)品的精確度，循環(huán)拉伸方法可以提供優(yōu)越的力學(xué)性能。ISBM尤其適用于飲料、農(nóng)藥和個人護理產(chǎn)品包裝。
注塑吹塑成型過程中，注塑預(yù)成型是被送到型芯上，進入吹塑模腔中吹塑成型的。
制品的質(zhì)量和壁厚取決于注塑模腔的形狀。改變注塑參數(shù)僅僅對制品重量有很小的調(diào)節(jié)。
注塑模具使用的材料為鋼。為了提高充模質(zhì)量，經(jīng)常對模具表面進行化學(xué)處理。
對于蘸料吹塑成型，吹塑桿侵人蘸料室。頸環(huán)被充滿后，吹塑桿拉回“通過設(shè)計蘸料室活塞的動作可以改變型坯的軸向壁厚。然后型坯由吹塑模具移走，吹塑制品。在此之后，吹塑桿退回，吹塑過程用一個輔助吹塑桿繼續(xù)進行。因為注塑吹塑成型和蘸塑吹塑成型不用切邊，可以用鋁制造它們的模具。
第一階段，ISBM過程使用和IBM相同的技術(shù)，其中預(yù)成型過程形式是和注射成型一樣，將聚合物注射到芯棒進行加工。
第二階段，ISBM芯棒拉伸桿被移除和替換。預(yù)成型模塊插入到吹制模，夾緊并關(guān)閉。
第三階段，通過拉伸桿定位模具縱向，并向模具中吹入空氣，將聚合物吹到模具邊緣。
第四階段，冷卻后模具打開，從拉伸桿部分剝離，從而得到產(chǎn)品。
二.吹塑成型的工藝及影響吹塑加工成型的因素。
1、吹塑原料的選擇
在吹塑中原料的選擇很重要。首先要求原料的性能滿足制品的使用要求，其次是原料的性能必須符合吹塑工藝的要求。高密度聚乙烯取0.94-0.96克／厘米熔體指數(shù)范圍。低熔體指數(shù)樹脂吹塑時有利于防止型坯下垂，容易得到壁厚均勻的管坯。但是螺桿轉(zhuǎn)速增高時，低熔體指數(shù)的樹脂外觀粗糙。因此對于上述熔體指數(shù)范圍的選用，大中型吹塑制品以防止型坯下垂為主，宜偏低一些；小型吹塑制品選偏高一些。
2、溫度的控制
在擠出管坯過程中溫度控制的精確度對于管坯質(zhì)量影響很大。例如溫度過低型坯表面粗糙，溫度高表面光澤好，但下垂嚴(yán)重。在擠出聚氯乙烯等容易熱降解的樹脂時，還要注意控制溫度使其不超過降解溫度。
3、螺桿轉(zhuǎn)速對擠出管坯的影響
螺桿轉(zhuǎn)速是影響管坯質(zhì)量的一個重要因素。高的擠出速度能夠提高產(chǎn)量，減少型坯下垂，但是型坯表面質(zhì)量下降。尤其是剪切速率增大造成某些塑料，如高密度聚乙烯，可能出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象。而且轉(zhuǎn)速提高時大量摩擦熱的產(chǎn)生使聚氯乙烯等塑料有瞬間降解的危險。所以一股吹塑機都選用大一點的擠出裝備，使螺桿轉(zhuǎn)速在70轉(zhuǎn)／分以下。
4、口模對擠出管坯的影響
口模是決定型坯尺寸及形狀的重要裝置，所以要求內(nèi)表面光潔度應(yīng)達到10且尺寸必須按設(shè)計要求加工?？谀６ㄐ投纬叽缫话憧蛇x用8倍口模芯棒之間隙數(shù)值。
可見，要做好吹塑產(chǎn)品，好的選料，吹塑工程師對于吹塑機器的溫度控制，對螺桿和口模的選擇是非常講究的。
三.這些吹塑技術(shù)的區(qū)別
再來說說這些吹塑技術(shù)的區(qū)別，最大的區(qū)別就是每個技術(shù)之間容納的能力不同。
IBM通常生產(chǎn)的容器空間為3毫升到1升(0.005 到1.760品脫)，而ISBM可以生產(chǎn)50毫升和5升(0.088 到8.799品脫)的容器。EBM可以創(chuàng)建最大的容積，可以介于3毫升和220升(0.005到387品脫)。
各自的優(yōu)點：EBM的主要優(yōu)點是，在選材上可以有更多選擇進行復(fù)雜的造型生產(chǎn)。而ISBM可以用來產(chǎn)生有更多細(xì)節(jié)的容器。ISBM在拉伸吹期間，可以大大增加調(diào)整產(chǎn)品的機械強度。
應(yīng)用場景方面：EBM主要用于醫(yī)療、化工、消費品行業(yè)容器，如藥片瓶和藥水瓶瓶，快消品包裝。IBM主要用于精確度更高的快消品包裝和醫(yī)療包裝。ISBM主要在個人護理產(chǎn)品包裝，農(nóng)用化學(xué)品包裝，一般化學(xué)品包裝，食品和飲料及醫(yī)藥行業(yè)生產(chǎn)的瓶子，產(chǎn)品油容器、農(nóng)用化學(xué)品容器、健康衛(wèi)生產(chǎn)品，化妝品產(chǎn)品，和其他一些食品容器。
在設(shè)計吹塑工藝時，還有許多因素需要考慮，包括用戶(人體工程學(xué))，產(chǎn)品(內(nèi)容，物料，感光性)，灌裝(頸部、內(nèi)容和填充線)、包裝和表現(xiàn)(例如標(biāo)簽使用和打印)。
成本方面：EBM是最便宜的，IBM的工具通常比EBM貴兩倍，而ISBM是最昂貴的。單件生產(chǎn)周期均非常迅速，單套模具生產(chǎn)一批零件只需要1 - 2分鐘。實現(xiàn)生產(chǎn)自動化后，勞動力成本可以降到很低。
投產(chǎn)和換模具的成本會比較高，所以機器往往專注于單一產(chǎn)品。
四.計算機在吹塑成型中的應(yīng)用
通常采用計算機進行吹塑成型設(shè)計。對于制品設(shè)計和NC程序設(shè)計，優(yōu)先采用三維(3D)系統(tǒng)。對于模具設(shè)計更傾向于采用二維(2D)計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)( CAD)。
促使采用3D CAD系統(tǒng)的是汽車工業(yè)。汽車制造商主要用3D技術(shù)發(fā)展了他們的產(chǎn)品，并讓他們的供應(yīng)商有權(quán)使用全部的VDA—FS數(shù)據(jù)文件¨，。然后模具制造者用這些數(shù)據(jù)設(shè)計模具和對他們的洗削機器編程。
由于制品的復(fù)雜性，直接將模型轉(zhuǎn)移到吹塑模具中還無法證明是實際可行的。在大多數(shù)情況下，模型是吹塑模具制造中的一個過渡步驟。這可以認(rèn)為是有用的，因為：在自動化工業(yè)中，產(chǎn)品的設(shè)計者不是擠出吹塑成型的專家;在真實的生產(chǎn)開始之前，產(chǎn)品經(jīng)常改變;一個1.l的模型在裝配試驗中是非常有用的;模具的制造
并不總是很簡單，特別是在分型線區(qū)域。為了有助于吹塑成型過程及滿足模具制造的需要，可能要改變制品。
3D表面數(shù)據(jù)能夠容易地被用于確定參考點以檢驗制品和對任何測量機器編程。3D CAD設(shè)計促使使用人員精確描繪制品的幾何形狀。另外，用它制作模型是不可能的。
對于包裝制品，用3D設(shè)計方法確定必要的充模體積，然后反復(fù)確定制品的外部尺寸相對較為容易。該方法可減少體積和尺寸的錯誤，這些錯誤會導(dǎo)致重復(fù)性工作及成本顯著提高。
CAD的優(yōu)點：能夠準(zhǔn)確描繪制品;消除數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換引起的錯誤;容易改變設(shè)計，減少主要變化所引起的全部錯誤;可以抽取任何數(shù)據(jù)以檢查模型、模具和制品的尺寸;快速存取數(shù)據(jù)。缺點：平面位置模型化( 3D設(shè)計)比普通2D設(shè)計要貴。
通常，設(shè)計所造成成本的增加可通過模型應(yīng)用時成本的減少得到補償。
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