摘要
论文针对PC 吹塑工艺的现状和发展趋势及工艺的内容进行阐述。吹塑成型保证了成型制品的大批量及经济生产，满足了人们的日益需求。吹塑成型包括：向软化的热塑性的型坯中充气，使其紧贴到封闭模具的冷却表面，被吹胀的型坯凝固，形成中空塑料制品。吹塑制品的表面光滑并且带有光泽，或在加工处理过程中，制品表面形成刻花或雕刻花纹。吹塑成型适用于大多数的塑料，所以其在各种塑料成型工艺中占有很大优势。作为一种新材料和新的成型工艺，吹塑成型工艺将会不断发展，成为塑料工业未来的发展趋势。注射吹塑成型是一门工程技术，它所涉及的内容是将塑料转变为有用并能保持原有性能的制品。注射吹塑成型的重要工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度，压力和相应的各个作用时间。主要针对目前成型品产生不良有原因加以分析判断，在成型机，模具及原料方面提供参考因素从而有效的控制不良的产生，降低生产成本。
关键词：聚碳酸酯特性工艺条件注塑成型干燥
Abstract
Paper for PC molding process and the status quo and development trend of the content on process. Blow molding to ensure a large number of molding products and economic production, to meet the growing needs of the people. Blow molding include the following:to soften the thermoplastic of the inflating parison to mold close to the closed cooling surface, the inflation of the parison solidification, the formation of hollow plastic products. Blow molding products, and with a shiny surface, or in the processing process, the products formed on the surface of engraving or carving patterns. Applicable to the majority of blow molding of plastic, so its in a variety of plastic molding processes account for a large advantage. As a new materials and new forming processes, blow molding process will be continuous development of the plastics industry to become the development trend of the future. Injection blow molding is an engineering technology, it is involved in the plastic and into a useful product to maintain the original performance. Injection blow molding is an important process conditions affect the plastics flow and cooling the temperature, pressure and the corresponding time in all. The main view of the current adverse moldings are to be analyzed to determine the reasons, in the molding machine, mold and provide reference to the factors of raw materials so as to effectively control the selection of non-performing, lower production costs.
Key word:Polycarbonate
molding Dry Characteristic Technological conditions Injection
目录
摘要………………………………………………………………………………ⅠAbstract ……………………………………………………………………………Ⅱ绪论………………………………………………………………………………1
第一章吹塑成型的介绍……………………………………………………………2
1.1工业规模…………………………………………………………………………2
1.2塑料原料（聚碳酸酯PC）……………………………………………………2
1.3基本吹塑成型过程……………………………………………………………3
1.4吹塑成型类型…………………………………………………………………5
1.5过程控制………………………………………………………………………7
1.6吹塑成型的成型基础……………………………………………………………8
1.7吹塑成型的变量…………………………………………………………………9
1.8吹塑成型的工艺………………………………………………………………10
1.9制品和模具设计………………………………………………………………10
1.10加工原则………………………………………………………………………11
第二章注射吹塑成型及工艺参数………………………………………………13
2.1注射过程………………………………………………………………………13
2.2注塑工艺参数的设定…………………………………………………………16
2.3成型基础……………………………………………………………………22
2.4吹塑成型设备…………………………………………………………………23
第三章聚碳酸酯（PC）桶的挤出吹塑成型………………………………………28
3.1聚碳酸酯（PC）………………………………………………………………28
3.2生产工艺………………………………………………………………………29
3.3生产参数……………………………………………………………………30
3.4模具…………………………………………………………………………31
3.5成型设备……………………………………………………………………32
3.6辅机及调整……………………………………………………………………36
第四章常见产品质量缺陷的产生及解决方案…………………………………38附表一……………………………………………………………………………42结论………………………………………………………………………………43致谢…………………………………………………………………………………44参考文献……………………………………………………………………………45
绪论
吹塑成型是塑料工业中广泛使用的加工各种塑料制品的第三大加工工艺，占所有塑料制品成型工艺的10％，其他成型工艺：挤出成型占36％，注射成型占32％，压延占8％，涂布占5％，压缩占3％，其余占3％。美国在生产加工各种塑料制品时，有大约6000台吹塑机，18000台挤出机，80000台注塑机，吹塑制品每年的产值达3.5亿美元。
吹塑成型保证了成型制品的大批量及经济生产，满足了人们的日益需求。吹塑成型基本工艺包括：向软化的热塑性的型胚中充气，使其紧贴到模具的冷却面，被吹胀的型坯凝固，形成中空塑料制品。吹塑制品的表面光滑并且带有光泽，或者在加工处理过程中，制品表面形成刻花或雕刻花纹。
大多数的塑料都适合于生产吹塑制品，这一点使得吹塑成型在各种塑料成型工艺中占有很大优势，作为一种新材料和新的成型工艺，吹塑成型将会不断的发展，成为塑料工业未来的发展趋势。正确的选择成型材料涉及以下几个方面，如性能要求，选择适合的加工工艺，更重要的是准备一个详细的购买方案和工作程序。各种塑料性能差异很大，如有些塑料有较长的抗蠕变性能、耐疲劳性能和韧性等。相反，有些塑料使用时常需考虑体积和成本问题。
吹塑成型制品冲击着传统材料市场，尤其是液体包装容器。在过去几十年里，人们开始利用PE 挤出瓶来盛装液体洗涤剂，用PVC 塑料品装食用油和带肉果汁，用PET 瓶装碳酸饮料等。自从各种新的包装容器问世以来，吹塑成型得到了飞速发展，其加工工艺，可加工材料的特性和范围都得到了很大的发展。
第一章吹塑成型介绍
1.1吹塑成型的市场空间
吹塑成型是世界上发展最快的工业之一。吹塑成型可用于生产各种大小不等的包装容器、工业上不规则的中空制品，预计对瓶子的需求还会不断增长，这些热塑性制品约22％用于食物，20％用于饮料，15％用于家庭化学药品，12％用于化妆品，8％用于健康，7％用于工业化学品，5％用于汽车，1％用于其它方面。
Freedonia Group Inc. 报道，自1999年中期起，美国加工机械的销售量将以
5.8％的速度递增，到2003年达到15亿美元。注塑机的销售量占所有机械的51％。2003年，吹塑机将增长最快，销售额将达5.05亿美元，挤出机达4.4亿美元，热成型机达到4.55亿美元。同时美国现有的350家塑料机械制造厂家，销售额将从现在的5％超过总体的50％。
1.2塑料原料（聚碳酸酯PC ）
聚碳酸酯[PC,学名2,2-双(4-羟基苯基) 丙烷聚碳酸酯]是一种无定形、无毒、无味、无臭、透明无色或微黄色非晶型热塑性工程材料。PC 按黏度分为三级，有高黏度级、中黏度级和低黏度级，高黏度级适合挤塑制品加工，低黏度级加工流动性好，适合注塑制品加工。
PC 综合机械性能好，其抗冲击在一般热塑性塑料中最好，蠕变性小，尺寸稳定性好。PC 的耐热性较好，可在-60～120℃下长期使用，热变形温度为130～140℃，玻璃化温度～149℃，无明显熔点，在220～230℃呈熔融状态，热分解温度大于310℃，燃烧后离火自熄。PC极性小，吸水率低，收缩率小，尺寸精度高，对光稳定，耐候性好，成型加工时不易氧化分解，熔体黏度大。PC的体积电阻率和介电强度与聚酯薄膜相当，介电损耗角正切值仅次于聚乙烯和聚苯乙烯，且几乎不受温度影响。PC薄膜制品气渗性小，对热、热能辐射、臭氧等稳定，但不耐紫外光，与其他树相容性差。PC耐酸和油，但不耐碱、胺、酮等介质溶于氯代烃，长期浸入沸水中易引起水解和开裂，在甲醇中溶胀。
PC 可用注塑、挤出、吹塑和真空成型等方法加工，亦可以印刷、黏接、涂
塑及机加工，成型后应退火处理以便消除内应力。
PC 可用于齿轮、齿条、杠杆、受力不大的稳固件（如螺帽、铆钉等）、离心泵的叶轮、阀门、管件；电子电器工业方面，用于绝缘插件、线圈框架、端子、垫片等，电器外壳及传动件（如电钻外壳，电讯器材壳体等）；在军工及照明工业中，反坦克地雷外壳及灯罩，防爆玻璃，飞机、车、船挡风玻璃，安全帽的防护罩，医疗手术器皿（如人工心脏），广告牌等。
1.3基本吹塑成型过程
与其它的成型工艺（如注射成型）相比，注塑成型有一系列经济和技术上的优势包括不规则倒角的生产、低应力、壁厚可调和成本低廉等。不规则倒角是吹塑成型最突出的优势，在一定程度上几乎没有不能加工的制品。包括由于销售规划所需的美术设计上的这种倒角，甚至是特殊制品的功能设计，这种倒角不是绝对必要时也都用吹塑成型工艺进行加工。
吹塑制品结构中最常用的一个词是“中空”（注：Webster 词典里对中空的解释是像任何的洞穴，如碗或饮料杯）。这种中空形状在很大程度上是注射成型的，当设计的瓶壁向中心靠拢，它们就是所谓的倒角，考虑到技术、美术和成本方面的因素，吹塑成型已经成为塑料城性行业种生产带有这种倒角制品最优越的方法。
由于挤出吹塑（Extrusion blow molding,EBM ）设备指包括阴模，所以只需简单地改变机械部件或型坯的挤出条件就可以改变最终制品的壁厚和质量。对于一件制品来说，它最终所要求的精确壁厚不可能提前准确的计算出来，这样就会在时间和成本上有很大优势。注射吹塑中所注射型皮的形状直接影响到最终的制品的壁厚，在传统的注射成型中对任何变量的改变都是非常昂贵的，在真空成型时，这些改变需要通过多次的改变片材的厚度获得。
通过真空成型可得到壁厚像纸的制品，而注射成型则不然。吹塑盒注塑成型都可以的生产壁厚制品，对一特定的制品采取何种成型工艺最终由制品的其他特性，如凹角、应力等来决定。
许多塑料（如PE ）有较高的分子量，更适合用于吹塑，而不适合用于注塑，高分子量的塑料韧性较高，可提高制品的抗环境应力开裂能力，更适用于包装洗涤剂等工业化学品（与这些物质接触易造成环境应力开裂）。
成本因素是非常复杂的一个问题，不能一概而论。然而，吹塑方面的成本问题是非常简单清晰的，在生产过程相同或相似的制品大批量生产时，吹塑成型加工成本平均只有注塑加工成本的1/2或1/3，吹塑成型工艺应用只有注射成型工艺的1/10。
吹塑成型制品较注射制品的公差大，但用注射成型工艺有凹角或不规则形状的制品时，对制品不同部分分别成型，然后进行组装（如搭扣配合、溶剂结合、超声波粘接），而用吹塑工艺生产不规则或复杂形状的制品时，即使是公差不要求相等时（大多数应用不做此要求），也可以降低操作成本，另外在很大程度上可以减少或消除泄露，缩短成型周期和生产时间。
吹塑成型要求理解工艺过程的每一个要素，包括注射和挤出简短塑料的熔融图1.1和图1.2分别展示了注塑机和挤出机的基本组成。不同塑料（粒料、片料等）从料斗加入到进料口，当未熔融的物料进入喂料口，即进入塑化装置进行熔融时，螺杆在液压或电力驱动下以一定速度带动料筒中的物料运动。螺杆装在加热且温度更高的料筒内。物料容易粘在温度高的料筒表面，未熔融的塑料将粘在料筒上不随螺杆转动。这就使得加入的物料在旋转螺杆的带动下不断向前流动，并在料筒中由于混合及与螺杆的压紧作用导致摩擦，产生热量。在塑料离开螺杆
和料筒时，已被熔融、压缩，混合成均匀的熔体。
图1.1移动螺杆式注射装置
1-喷嘴2-分流梭3-加热器4-料筒5-料斗6-计量室
7-注射柱塞8-传动臂9-注射活塞10-注射座移动液压缸
挤出塑料时，在料筒末端装有滤网组合和多孔板，以滤去从料斗带进的杂质，
同时，滤网还有助于增加料筒中的被压，更好的促进熔融混合的均匀性和流动性，多孔板带有滤网，可以起支撑作用，同时也有利于产生被压。
常见的塑化装置有两种，连续式塑化装置（图1.1）和往复式塑化装置（图
1.1）。连续式挤出机中，塑料随着螺杆的转动保持稳定流动。而往复式挤出机中，螺杆（大多用于注塑机上）不仅做旋转运动，同时在料筒内做水平方向的往复运动。随着螺杆的转动，想前流动的塑料的塑料得以填充，这样螺杆就会向后运动。当螺杆向后运动到预定的距离时，由液压或电力驱动汽缸运动，同时又带动物料
向前流动。这一过程周而复始。
图1.2单螺杆挤出机的结构示意图
1-机头连接法兰2-过滤网3-冷却水管4-加热器5-螺杆6-料筒
7-液压泵8-测速电机9-推力轴承10-料斗11-减速器12-螺杆冷却装置
1.4吹塑成型类型
吹塑成型可分为以下三种主要成型方法。1
2
3挤出吹塑成型（EBM）,通过挤出机的连续或间歇式挤出。注射吹塑成型（IBM），通过带有金属模芯的注塑机间歇式成型。注-拉-吹或挤-拉-吹，可得到双向拉伸的制品，明显改善制品的性价比。
在连续挤出吹塑成型时挤出机口模连续地挤出型坯或管。而非连续式（间歇式）挤出机在模头处有以储料装置，然后依次挤出型坯，经吹塑成型成制品。
在注射吹塑成型中，通过带有金属模芯的注塑机对物料进行预成型，随后经吹塑成型成制品。
约75％的成型工艺采用挤出吹塑成型，25％采用注射吹塑成型。注射成型的制品中约有75％是经过双向拉伸的，挤出吹塑成型制品也有经过拉伸的。经过拉伸的制品在环向和纵向同时得到取向。用吹塑工艺生产不同类型的制品时，在所用原料、制品性能、产量及成本等方面有很大的优势。表1.2为典型吹塑成型举例。
吹塑成型层状复合塑料制品应用也非常广泛。利用不同的塑料原料，包括泡沫塑料、再回收利用的塑料等进行共挤出或共注塑，不仅降低了成本，而且能满足性能的要求，是非常可行的加工技术。基本加工方法材料平均生产速度
/(件/h)平均容器尺寸市场大约占有率/％
连续挤出梭形磨
合
轮式合模（6～24
个夹子）
间歇式挤出往复
式螺杆
储料头式
拉伸吹塑PE、PP、PC、PVC 和PETG PE、PP、PVC共挤出PE 和PC 500～36004OZ ～7.5gal502000～500032～300OZ 10500～25008～128OZ 10PE 和工程塑料PVC、PET、PP、
PAN 50～5001200～40005～2000gal16～48gal520（包括吹塑）
注射吹塑PVC、PET、PE、
PAN、PS、PC500～30001～16OZ 5(包括浸渍模塑)
浸渍吹塑PVC、PET、PE、
PAN、PS、PP500～15001～24OZ （见注射吹塑）
热吹塑PE、PET240～15000
1200～4000
1200～400016OZ 或22L 16～48OZ 8～48OZ （见拉伸吹塑）
表1.2典型吹塑成型
1.4.1挤出吹塑成型与注射吹塑成型
与注射吹塑相比，挤出吹塑的优点主要是模具成本低，操作简单；缺点和局限性是型坯易膨胀，会产生边角料，壁厚不易控制，以及塑料混合均匀性差等。可以按照需要吹塑带手柄的制品，在吹塑过程中，可以直接修饰某些特定的制品，也可以在生产的后续阶段对制品作休整。不同方向的边角料都大大减少。
注射吹塑最主要的优点是在加工过程中飞边、毛刺、废边、废料少，制品壁厚均匀一致，物料容易混合均匀，可以很精确的成型瓶颈。熔融的塑料在吹塑后可能产生收缩，而注射成型型坯在各个方向的尺寸有精确的控制，可以很好地克服这一点。经注射吹塑的瓶颈，其内外公差都很严格的控制在±0.1mm ，最终制品的质量也严格地控制在±0.1这个微小的公差内。
注射吹塑的不足之处是模具成本高，只可以在固体状态下操作，局限于生产小型制品，（但是随着市场的进一步拓展，注射吹塑将可以生产大容量、形状复杂的制品）。建立一条注射吹塑生产线比建立一条挤出吹塑生产线更难，需要花费更长的时间，而且注射吹塑模具成本是挤出吹塑模具成本的两倍。挤出吹塑可以生产大容量的制品，在共挤出方面，两者有大致相同的优缺点，但优点都远远多于缺点。
所有适合于挤出吹塑成型的塑料都可以用于注射吹塑成型，而且一些不适合于基础吹塑成型的塑料也可以用于注射吹塑成型（特别是在成产特殊类型的制品时），尤其是那些极易熔融的塑料，像常见的PET 可以大批量地生产。最常见的一个例子是PET 经注射型坯定向拉伸吹塑成各种大小和不同容量的碳酸饮料瓶。
1.5过程控制
随着吹塑成型（BM ）发展的越来越复杂，生产者需要更精确的控制，并不断改进生产过程以适应设备，而不同类型的设备的控制过程要满足生产者的操作需求。过程控制系统能检测（产生偏差时报警或灯闪）、提供反馈（偏差校正）和
程序控制（计算机使设备所有功能和所有的熔体过程变量相关）。了解设备和操作需求是开发智能控制程序的前提条件，设备控制系统由输入、信号处理和功率放大组成。
一些敞开式控制系统，只是设定机械或电子设备的操作温度、压力、时间或行程。即使所用设定值不能再生产合格制品时，设备也继续在其设定点工作。敞开式控制系统的问题是在成型中无法补偿整个加工过程中多种难以观察到的干扰影响。过程控制的目标是把一些过程参数和适当设备进行闭路控制，从而消除由不同变量引起的过程波动（干扰）。
正确安装和应用闭路控制系统，可将设备中的特性控制在一个范围内，实现最低成本下生产零缺陷的制品。开发最佳设置的设备控制器的目标是把满足性能要求和设备在最低成本下运转两者关联起来，从而用可控/可重复参数范围操作设备。对挤出或注射成型来说，最简单的形式是用二维成型面积图（MAD ）的方式来完成这个工作。应根据实验及吹塑制品的评估来设立限制范围，然后进行分析不同相关变量的影响。
生产控制涉及设备操作和塑料行为的许多方面，最重要的是二者的相互作用。一般来说，加工压力和温度与时间的曲线可为判别制品质量提供依据。控制系统的设计必须考虑所有这些基本功能及其各种逻辑顺序。
1.6吹塑成型的成型基础
吹塑成型范围很广，既包括一般成型技术（低成本高劳力耗费），又包括尖端的成型技术（高成本低劳力或是无劳力耗费）。生产量、加工的材料、所用的设备以及管理费用决定了相应的成型技术，生产量小的制品通常用一般成型方法。
从众多的成型设备中进行选择，以满足制作经济、精确度高、生产率高等要求。众多塑料复合可用天平手工配料。根据需要的比例，用泵输送各种原料，原料配比通常是质量配比，但有时也按照体积配比。用隔膜泵从储料仓中抽取各种分并计量，按照规定的比例送入混合器中。若混合成分中不含腐蚀性填料或添加剂，则可用一定驱动速率的齿轮泵来传送混合后的物料。在生产合格塑料制品的整个过程中，熔体的流动方式非常值得研究。
在加工过程中，良好的工程和工艺控制是非常重要的因素。但这也只是确保生产合格制品的部分因素。除了优良的工艺和生产控制外，适度的业务和营销手
段对一个企业的成功来说也是同等重要的。在对整个工业分析时，图解是非常好的一个方法。因为它涉及工艺和技术的各个方面。因为它涉及工艺和技术的各个方面，包括当地和全球的竞争。
为了理解设计和生产过程中潜在的问题及解决办法，需了考虑机器设备的生产能力、塑料加工变量和制品性能之间的关系（图1.3）。机器状况包括加工温度和压力、模具和口模的温度以及机器的产率等，而加工变量更特殊，比如在模具和口模处的熔融状态、熔体流动的温度和速率等。
机器的设定并非关键，加工的变量、正确的定义与测量与制品的性能密切相关。将设计和加工联系起来可以确保制品生产的连续性。
熟悉加工的人可以检测和校正一些明显的问题或测量因子，如色泽、表面状态和尺寸等，然而，制品的一些不明显的性能变化，除非在检测中广泛全面的检测，并在使用中合理控制，否则在在制品使用过程中才会表现出来。
1.7吹塑成型的变量
随着加工工艺和过程控制能力的提高，原料和设备变量不断不减少。为了确保对原料和设备的控制，通过不同的测试，设定控制参数和测量范围非常重要，当然也有可能得到劣质的制品。比如，供货商提供的说明书可从最小值取至最大值，如分子量分布。当所用的原料能最大发挥其功效时，就能生产出好的制品，但当他们的效能最小时，就需要改变对过程的控制，以生产出优质的制品。
为了判断制品的性能是否在规定的公差内，需要对其加以检测，比如，注射吹塑过程中，模腔压力分布易受材料变化的影响，与这一参数相关的有四组变量，他们共同影响着压力的分布。①熔体黏度和加料速率；②升压时间；③填充和保压时间；④塑化机的回复。原料的黏度与模腔的压力密切相关，注塑吹塑中熔体黏度、压力和挤出型坯的时间之间相似的关系式也可以应用于挤出吹塑成型中。
图1.3制品-塑料-加工性能的关系
1.8吹塑成型的工艺
除了原料以外，许多设备硬件和控制因素也可以引起加工过程的不稳定，包括机器零件、设备部件的精确性，各部件间的连接方法和精度，温度和压力的控制能力等，尤其是金属零件中热传递的一致性，比如那些模腔和口模处的金属部件，定位传感器（温度、压力等）对加工性能有显著的影响。这些变量在限制生产有效品时是可以控制的。设备的改善（如在设备原料上）在有效减少操作参数或限制因素方面将来设备仍迈出了非凡的一步，这些局限是因为钢铁和其它原料或控制方法（如模糊逻辑）的性能有无尽的改善，所以将来设备仍会存在某些局限，引进于1981年，以人类操作的控制行为为基础的模糊逻辑的应用在不断向前发展。
1.9制品和模具设计
设计者借助一种可行的工程技术，吧制品的最终用途与选用原料的特性匹配起来，其目的是满足设计的三方面需要：①经济性；②功能性；③愉悦的外观。制品的性能还依次与其载荷、温度和时间等环境因素有关。所用的生产方法常会限制制品某些方面的设计，反之，某些设计也注定了生产方法上的局限，因此，制品的生产对设计有深刻的影响。
如果要以最低成本使设计的制品满足性能需求，首先要明确塑料材料和制造
工艺，并且采用一系列相关联系、彼此协调的操作步骤确保设计成功。通常情况下，当材料和/或加工方法不止一种，在分析材料和工艺变量的类型和范围以确定最终的设计方法时，把成本作为重要因素。
工艺是整个生产计划的重要组成部分，不能出任何纰漏。但不幸的是，很多制造设备（定制的或自产的）只是一种加工手段，这样，设计者必须确保公司内现有制造系统能够满足制品整个加工过程的要求。
制品设计之后是该制品的模具（模具、口模等）的设计和制造。模具设计与制品设计方法不同，包括各种各样的变量和问题，模具制造者通常是模具设计或某个制造领域内的专家，但并非所有人都有这样的水平。因此，如果公司内没有资质合格的模具人员，就必须熟悉模具人员应具备的能力，到公司外寻找最好的模具工程师以备项目所需。
很多不同的加工因素影响性能可重复性的需求，现已经开发出的代替传统试差法的计算机软件具有整合所有这些可利用因素的能力。
制品设计基本概念包括：①部件或制品最终的用途需求，包括美学的、结构的、机械的等；②可纳入制品成本效益的功能条款数目；③考虑多个制品可否合并为一个吹塑制品。第三个因素是个重要的设计理念或设计特征，已经被采用，但吹塑成型真正的新发展刚刚开始，并对工业和商业吹塑制品有显著影响。因此，对于设计者来说，掌握并应用所有的基本概念，尤其是替换组装制件的吹塑成型中能得到什么样的制品是很重要的。
1.10加工原则
在所有的设计和生产应用中，应经常意识到加工中一个改变（如原料、设计等）就可能产生一个问题，应遵循以下原则。1
2
3
4加工时机器、口模、原料、过程控制和操作者的密切合作。加工过程中热总是以一定速率通过物质从热端传到冷端。液压或电驱动是推而不是拉，其速率依赖于压力和熔体流动。生产最多制品且生产周期最短的方法：
A.
B.
C. 尽可能快的使熔体达到最低温度尽可能降低制品的最低压力尽可能缩短生产周期
5所有的问题都有合乎逻辑的原因（理解问题，解决问题，然后使设备适
应生产，调整改变）。
第二章注射吹塑成型及工艺参数
2.1注射过程
2.1.1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。
手动操作是在一个生产周期中，每一个动作都是由操作者转换操作按钮开关而实现的。一般在试机调模时才选用。
半自动操作时机器可以自动完成一个工作周期的动作，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。
全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后，可自动进入下一个工作周期（图2.1）。在正常的连续工作过程中无须停机进行控制和调整。但须注意，如需要全自动工作，则（1）中途不要打开安全门，否则全自动操作中断；（2）要及时加料；（3）若选用电眼感应，应注意不要遮闭了电眼。
实际上，在全自动操作中通常也是需要中途临时停机的，如给机器模具喷射脱模剂等。
正常生产时，一般选用半自动或全自动操作。操作开始时，应根据生产需要选择操作方式（手动、半自动或全自动），并相应转换手动、半自动或全自动开关。半自动及全自动的工作程序已由线路本身确定好，操作人员只需在电柜面上更改速度和压力的大小、时间的长短、顶针的次数等等，不会因操作者调错键钮而使工作程序出现混乱。
当一个周期中各个动作未调整妥当之前，应先选择手动操作，确认每个动作正常之后，再选择半自动或全自动操作。
2.1.2预塑动作选择
根据预塑加料前后注座是否后退, 即喷嘴是否离开模具, 注塑机一般设有三种选择。（1）固定加料：预塑前和预塑后喷嘴都始终贴进模具，注座也不移动。（2）前加料：喷嘴顶着模具进行预塑加料，预塑完毕，注座后退，喷嘴离模具。选择这种方式的目的是：预塑时利用模具注射孔抵助喷嘴，避免熔料在背压较高时从喷嘴流出，预塑后可以避免喷嘴和模具长时间接触而产生热量传递，影响它们各自温度的
相对稳定。（3）后加料：注射完成后，注座后退，喷嘴离开模具然后预塑，预塑完再注座前进。该动作适用于加工成型温度特别窄的塑料，由于喷嘴与模具接触时间短，避免了热量的流失，也避免了熔料在喷嘴孔内的凝固。
注射结束、冷却计时器计时完毕同时，预塑动作开始。螺杆旋转将塑料熔融并挤送到螺杆头前面。由于螺杆前端的止退环所起的单向阀的作用，熔融塑料积存在机筒的前端，将螺杆向后迫退。当螺杆退到预定的位置时（此位置由行程开关或电子尺确定，控制螺杆后退的距离，实现定量加料），预塑停止，螺杆停止转动。紧接着是射退（也叫抽胶）动作，射退即螺杆作微量的轴向后退，此动作可使聚集在喷嘴处的熔料的压力得以解除，克服由于机筒内外压力的不平衡而引起的“流涎”现象。若不需要射退，则应把射退停止开关调到适当位置（使用电子尺的将最后一段储料位置与射退位置设置成一样），让预塑停止开关被压上的同一时刻，射退停止开关也被压上。当螺杆作射退动作后退到压上停止开关时，射退停止。接着注座开始后退。当注座后退至压上停止开关时，注座停止后退。若采用固定加料方式，则应注意调整好行程开关的位置。
一般生产多采用固定加料方式以节省注座进退操作时间，加快生产周期。
2.1.3注射压力选择
注塑机的注射压力由比例调压阀进行调节，在调定压力的情况下，通过高压和低压油路的转换，控制前后期注射压力的高低。
普通中型以上的注塑机设置有三种压力选择，即高压、低压和先高压后低压。高压注射是由注射油缸通入高压压力油来实现。由于压力高，塑料从一开始就在高压、高速状态下进入模腔。高压注射时塑料入模迅速，注射油缸压力表读数上升很快。低压注射是由注射油缸通入低压压力油来实现的，注射过程压力表读数上升缓慢，塑料在低压、低速下进入模腔。先高压后低压是根据塑料种类和模具的实际要求从时间上来控制通入油缸的压力油的压力高低来实现的。
为了满足不同塑料要求有不同的注射压力，也可以采用更换不同直径的螺杆或柱塞的方法，这样既满足了注射压力，又充分发挥了机器的生产能力。在大型注塑机中往往具有多段注射压力和多级注射速度控制功能，这样更能保证制品的质量和精度。
2.1.4注射速度的选择
注塑机的注射速度由比例流量阀进行调节，有时在液压系统中设有一个大流量油泵和一个小流量泵同时运行供油。当油路接通大流量时，注塑机实现快速开合模、快速注射、快速储料等，当液压油路只提供小流量时，注塑机各种动作就缓慢进行。
注塑机一般使用螺杆作为冲头，这时的的模具的填充速度为注射速度。注塑薄壁制品时，必须采用高射速，以便于熔胶未凝固时完全填充模具，生产较为光滑的表面。填充时使用一系列程序化的射速，避免产生喷射或困气等缺陷。注射可在开环式或闭环式控制系统下进行。
无论采用那种注射速度，都必须将速度值连同注射时间记录于记录表上，注射时间指模具达到预定的首阶段射压所须的时间，乃螺杆推进时间的一部分。
2.1.5顶出形式的选择
注塑机顶出形式有机械顶出和液压顶出二种, 有的还配有气动顶出系统, 顶出次数设有单次和多次二种。顶出动作可以是手动，也可以是自动。
顶出动作是由开模停止限位开关（或电子尺）来启动的。操作者可根据需要，通过调节顶出行程开关（或电子尺的刻度距离）来实现的。顶出的速度和压力亦可通过电脑中的数字量的设定来实现，顶针运动的前后距离由行程开关（或电子尺的设定位置）确定。
2.1.6温度控制
以测温热电偶为测温元件，配以测温毫伏计成为控温装置，指挥料筒和模具电热圈电流的通断，有选择地固定料筒各段温度和模具温度。
料筒电热圈一般分为二段、三段或四段控制。电器柜上的电流表分别显示各段电热圈电流的大小。电流表的读数是比较固定的，如果在运行中发现电流表读数比较长时间的偏低，则可能电热圈发生了故障，或导线接触不良，或电热丝氧化变细，或某个电热圈烧毁，这些都将使电路并联的电阻阻值增大而使电流下降。
在电流表有一定读数时也可以简单地用塑料条逐个在电热圈外壁上抹划，看料条熔融与否来判断某个电热圈是否通电或烧毁。
2.1.7合模控制
合模是以巨大的机械推力将模具合紧，以抵挡注塑过程熔融塑料的高压注射及填充模具而令模具发生的巨大张开力。
关上安全门，各行程开关均给出信号，合模动作立即开始。首先是动模板以慢速启动，前进一小短距离以后，原来压住慢速开关的控制杆压块脱离（或电子尺到达设定距离），活动板转以快速向前推进。在前进至靠近合模终点时，控制杆的另一端压杆又压上慢速开关（或电子尺到达设定距离），此时活动板又转以慢速且以低压前进。在低压合模过程中，如果模具之间没有任何障碍，则可以顺利合拢至压上高压开关，转高压是为了伸直机铰从而完成合模动作。这段距离极短，一般只有0.3~1.0mm，刚转高压旋即就触及合模终止限位开关，这时动作停止，合模过程结束。
注塑机的合模结构有全液压式和机械连杆式。不管是那一种结构形式，最后都是由连杆完全伸直来实施合模力的。连杆的伸直过程是活动板和尾板撑开的过程，也是四根拉杆受力被拉伸的过程。
合模力的大小，可以从合紧模的瞬间油压表升起之最高值得知，合模力大则油压表的最高值便高，反之则低。较小型的注塑机是不带合模油压表的，这时要根据连杆的伸直情况来判断模具是否真的合紧。如果某台注塑机合模时连杆很轻松地伸直，或“差一点点”未能伸直，或几副连杆中有一副未完全伸直，注塑时就会出现胀模，制件就会出现飞边或其它毛病。
2.1.8开模控制
当熔融塑料注射入模腔内及至冷却完成后, 随着便是开模动作, 取出制品。开模过程也分三个阶段。第一阶段慢速开模，防止制件在模腔内撕裂。第二阶段快速开模，以缩短开模时间。第三阶段慢速开模，以减低开模惯性造成的冲击及振动。
2.2注射吹塑工艺参数的设定
①成型前的物料干燥
成型加工前，塑胶必须被充分的干燥。含有水分的材料进入模腔后，会使制件的表面出现银绦状的瑕斑，甚至会在高温时发生加水分解的现象，致使材质劣化。因此在成型加工前一定要对材料进行预处理，使得材料能保持合适的水分。模温的设定
⑴模温影响成型周期及成形品质，在实际操作当中是由使用材质的最低适当模温开始设定，然后根据品质状况来适当调高。
⑵正确的说法，模温是指在成形被进行时的模腔表面的温度，在模具设计及成
形工程的条件设定上，重要的是不仅维持适当的温度，还要能让其均匀的分布。
⑶不均匀的模温分布，会导致不均匀的收缩和内应力，因而使成型口易发生变形和翘曲。
⑷提高模温可获得以下效果；
①加成形品结晶度及较均匀的结构。
②使成型收缩较充分，后收缩减小。
③提高成型品的强度和耐热性。
④减少内应力残留、分子配向及变形。
⑤减少充填时的流动阴抗，降低压力损失。
⑥使成形品外观较具光泽及良好。
⑦增加成型品发生毛边的机会。
⑧增加近浇口部位和减少远浇口部位凹陷的机会。
⑨减少结合线明显的程度
⑩增加冷却时间。
②计量及可塑化
⑴在成型加工法, 射出量的控制(计量) 以及塑料的均匀熔融(可塑化) 是由射出机的可塑化机构(Plasticatingunit) 来担任的
①加热筒温度（Barrel Temperature ）
虽然塑料的熔融，大约有60~85%是因为螺杆的旋转所产生的热能，但是塑料的熔融状态仍然大受加热筒温度的影响，尤以靠近喷嘴前区的温度--前区的温度过高时易发生滴料及取出制件时牵丝的现象。
②螺杆转速(screwspeed)
A. 塑料的熔融，大体是因螺杆的旋转所产生的热量，因此螺杆转速太快，则有下列影响：
a. 塑料的热分解。
b. 玻纤（加纤塑料）减短。
c. 螺杆或加热筒磨损加快。
B. 转速的设定，可以其圆周速（circumferen-tial screw speed ）的大小来衡量：
圆周速=n（转速）*d（直径）*π（圆周率）
通常，低粘度热安定性良好的塑料，其螺杆杆旋转的圆周速约可设定到1m/s上下，但热安定性差的塑料，则应低到0.1左右。
C. 在实际应用当中，我们可以尽量调低螺杆转速，使旋转进料在开模前完成即可。
③背压（BACK PRESSURE ）
A. 当螺杆旋转进料时，推进到螺杆前端的熔胶所蓄积的压力称为背压，在射出成型时，可以由调整射出油压缸的退油压力来调节，背压可以有以下的效果：
a. 熔胶更均匀的熔解。
b. 色剂及填充物更加均匀的分散。
c. 使气体由落料口退出。
d. 进料的的计量准确。
B. 背压的高低，是依塑料的粘度及其热安定性来决定，太高的背压使进料时间延长，也因旋转剪切力的提高，容易使塑料产生过热。一般以5~15kg/cm2为宜。
④松退（SUCK BACK ，DECOMPRESSION ）
A. 杆旋转进料结束后，使螺杆适当抽退，可以螺杆前端熔胶压力降低，此称为松退，其效果可防止喷嘴部的滴料。
B. 不足，容易使主流道（SPRUE ）粘模；而太多的松退，则能吸进空气，使成型品发生气痕。
③安定成型的参数设定
1、事前确认及预备设定
⑴确认材料干燥、模温及加热筒温度是否被正确设定并达到可加工状态。⑵检查开闭模及顶出的动作和距离设定。
⑶射出压力（P1）设定在最大值的60%。
⑷保持压力（PH ）设定在最大值的30%。
⑸射出速度（V1）设定在最大值的40%。
⑹螺杆转速（VS ）设定在约60RPM 。
⑺背压（PB ）设定在约10kg/cm2。
⑻松退约设定在3mm 。
⑼保压切换的位置设定在螺杆直径的30%。例如φ100mm的螺杆，则设定
30mm 。
⑽计量行程比计算值稍短设定。
⑾射出总时间稍短，冷却时间稍长设定。
2、手动运转参数修正
⑴闭锁模具（确认高压的上升），射出座前进。
⑵以手动射出直到螺杆完全停止，并注意停止位置。
⑶螺杆旋退进料。
⑷待冷却后开模取出成型品。
⑸重复⑴~⑷的步骤，螺杆最终停止在螺杆直径
的10%~20%的位置，而且成型品无短射、毛边及白化，或开裂等现象。
3、半自动运转参数的修正
⑴计量行程的修正[计量终点]将射出压力提高到99%，并把保压暂调为0，将计量终点S0向前调到发生短射，再向后调至发生毛边，以其中间点为选择位置。
⑵出速度的修正把PH 回复到原水准，将射出速度上下调整，找出发生短射及毛边的个别速度，以其中间点为适宜速度[本阶段亦可进入以多段速度对应外观问题的参数设定]。
⑶保持压力的修正上下调整保持压力，找出发生表面凹陷及毛边的个别压力，以其中间点为选择保压。
⑷保压时间[或射出时间]的修正逐步延长保持时间，直至成型品重量明显稳定为明适选择。
⑸冷却时间的修正逐步调降冷却时间，并确认下列情况可以满足：①成型品被顶出、夹出、修整、包装不会白化、凸裂或变形。②模温能平衡稳定。肉厚4mm 以上制品冷却时间的简易算法：
①理论冷却时间=S（1+2S）…….模温60度以下。
②理论冷却时间=1.3S(1+2S)…….模具60度以上[S表示成型品的最大肉厚]。
⑹塑化参数的修正
①确认背压是否需要调整；
②调整螺杆转速，使计量时间稍短于冷却时间；
③确认计量时间是否稳定，可尝试调整加热圈温度的梯度。
④确认喷嘴是否有滴料、主流道是否发生猪尾巴或粘模，成品有无气痕等现象，适当调整喷嘴部温度或松退距离。
⑺段保压与多段射速的活用
①一般而言，在不影响外观的情况下，注射应以高速为原则，但在通过浇口间及保压切换前应以较低速进行；
②保压应采用逐步下降，以避免成型品内应力残留太高，使成型品容易变形。
④注塑工艺调整秘笈
注塑速度的比例控制已经被注塑机制造商广泛采用。虽然电脑控制注塑速度分段控制系统早已存在，但由于相关的资料有限，这种机器设置的优势很少得到发挥。本文将系统的说明应用多段速度注塑的优点，并概括地介绍其在消除短射、困气、缩水等制品缺陷上的用途。
射胶速度与制品质量的密切关系使它成为注塑成型的关键参数。通过确定填充速度分段的开始、中间、终了, 并实现一个设置点到另一个设置点的光滑过渡，可以保证稳定的熔体表面速度以制造出期望的分子取问及最小的内应力。我们建议采用以下这种速度分段原则：
1）流体表面的速度应该是常数。
2）应采用快速射胶防止射胶过程中熔体冻结。
3）射胶速度设置应考虑到在临界区域（如流道）快速充填的同时在入水口位减慢速度。
4）射胶速度应该保证模腔填满后立即停止以防止出现过填充、飞边及残余应力。
设定速度分段的依据必须考虑到模具的几何形状、其它流动限制和不稳定因素。速度的设定必须对注塑工艺和材料知识有较清楚的认识，否则，制品品质将难以控制。因为熔体流速难以直接测量, 可以通过测量螺杆前进速度，或型腔压力间接推算出（确定止逆阀没有泄漏）。
材料特性是非常重要的，因为聚合物可能由于应力不同而降解，增加模塑温度可能导致剧烈氧化和化学结构的降解，但同时由剪切引起的降解变小，因为高温降低了材料的粘度，减少了剪切应力。无疑，多段射胶速度对成型诸如PC 、POM 、
UPVC 等对热敏感的材料及它们的调配料很有帮助。
模具的几何形状也是决定因素：薄壁处需要最大的注射速度；厚壁零件需要慢—快—慢型速度曲线以避免出现缺陷；为了保证零件质量符合标准，注塑速度设置应保证熔体前锋流速不变。熔体流动速度是非常重要的，因为它会影响零件中的分子排列方向及表面状态；当熔体前方到达交叉区域结构时，应该减速；对于辐射状扩散的复杂模具，应保证熔体通过量均衡地增加；长流道必须快速填充以减少熔体前锋的冷却，但注射高粘度的材料, 如PC 是例外情况，因为太快的速度会将冷料通过入水口带入型腔。
调整注塑速度可以帮助消除由于在入水口位出现的流动放慢而引起的缺陷。当熔体经过射嘴和流道到达入水口时，熔体前锋的表面可能已经冷却凝固，或者由于流道突然变窄而造成熔体的停滞，直到建立起足够的压力推动熔体穿过入水口，这就会使通过入水口的压力出现峰形。高压将损伤材料并造成诸如流痕和入水口烧焦等表面缺陷, 这种情况可以通过刚好在入水口前减速的方法克服上述缺陷。这种减速可以防止入水口位的过度剪切，然后再将射速提高到原来的数值。因为精确控制射速在入水口位减慢是非常困难的，所以在流道末段减速是一个较好的方案。
我们可以通过控制末段射胶速度来避免或减少诸如飞边、烧焦、困气等缺陷。填充末段减速可以防止型腔过度填充，避免出现飞边及减少残余应力。由于模具流径末端排气不良或填充问题引起的困气，也可以通过降低排气速度，特别是射胶末段的排气速度加以解决。
短射是由于入水口处的速度过慢或熔体凝固造成的局部流动受阻等原因产生的。在刚刚通过入水口或局部流动阻碍时加快射胶速度可以解决这个问题。
流痕、入水口烧焦、分子破裂、脱层、剥落等发生在热敏性材料上的缺陷是由于通过入水口时的过度剪切造成的。
光滑的制件取决于注塑速度，玻璃纤维填充材料尤其敏感，特别是尼龙。暗斑（波浪纹）是由于粘度变化造成的流动不稳定引起的。扭曲的流动能导致波浪纹或不均匀的雾状，究竟产生何种缺陷取决于流动不稳定的程度。
当熔体通过入水口时高速注射会导致高剪切，热敏性塑料将出现烧焦，这种烧焦的材料会穿过型腔，到达流动前锋，呈现在零件表面。
为了防止射纹，射胶速度设置必须保证快速填充流道区域然后慢速通过入水口。
找出这个速度转换点是问题的本质。如果太早，填充时间会过度增加，如果太迟，过大的流动惯性将导致射纹的出现。熔体粘度越低，料筒温度越高则这种射纹出现的趋势越明显。由于小入水口需要高速高压注射，所以也是导致流动缺陷的重要因素。
缩水可以通过更有效的压力传递，更小的压力降得以改善。低模温和螺杆推进速度过慢极大地缩短了流动长度，必须通过高射速来补偿。高速流动会减少热量损失，并且由于高剪切热产生磨擦热，会造成熔体温度的升高，减慢零件外层的增厚速度。型腔交叉位必须有足够厚度以避免太大的压力降，否则就会出现缩水。
总之，大多数注塑缺陷可以通过调整注塑速度得到解决，所以调整注塑工艺的技巧就是合理的设置射胶速度及其分段。
2.3成型基础
注射成型是一个重复的加工过程，熔融（塑化）料注入或推进到模腔中并保压，直到以固态形式移走，得到与模腔形状基本相同的制品。模具可能由单模腔或多个相似或不相似的模腔组成，每个模腔和模具流道相连，熔体直接流入到每个单独的模腔中。有三个基本条件：①在注射或塑化装置中，升高塑料温度使它能在压力下流动；②塑料熔体在模具中固化；③开模取出制品。
在这三个步骤中，注塑机的机械和热输入必须与加工塑料的基本特性相符；不同塑料有不同的熔融特性，有些还相差很大，这也是决定生产率的主要因素，因为生产速度或循环时间由材料的加热速度，注射、固化和顶出速度来决定（示意图2.1）。注射量和壁厚不同，生产周期可以从几秒到几分钟。注射过程中其它重要的操作，从注射成型机的喂料（一般用加料斗利用重力进行喂料）到塑化装置的机筒热系统来确保生产高质量的产品。
图2.1吹塑成型整个周期
2.4吹塑成型设备
吹塑成型设备包括挤出机或注塑机、挤出型坯用的机头、模具、合模装置、吹胀装置及辅助装置。
2.4.1挤出机
挤出机是挤出吹塑中最主要的设备。吹塑用的挤出机并无特殊之处，一般的通用型挤出机均可用于吹塑。
2.4.2机头
机头是挤出吹塑成型的重要装备，可以更具所需型坯直径、壁厚的不同予以更换。图2.2和图2.3是常用的两种挤出机头。其中芯棒式机头常用语聚烯烃塑料的加工，直接供料式机头用于聚氯乙烯的加工。
2.4.3吹胀装置
吹胀装置包括吹气机构、模具及冷却系统、排气系统等。
1. 吹气机构
（1）针管吹气如图2.4吹气针管安装在模具型腔的半高处，当模具闭合的后，针管向前穿破型腔壁，压缩空气通过针管吹胀型坯，然后吹针回缩，熔融塑料封闭吹针遗留的针孔，针吹法适于吹制有手柄的容器，手柄本身封闭与本体互不相同的
塑料。
（2）型芯底吹挤出的型坯落到模具底部的型芯上，通过型芯对型坯吹胀。图
2.5是典型的下吹口吹塑料模具简图，。底吹法适于吹塑颈部有开口偏离塑件中心线的大型容器，有异性口或有多个开口的容器。
（3）型芯顶吹模具的颈部向上，当模具闭合时，型坯底部夹住，顶部开口，压缩空气从型芯通入。这种方法直接利用型芯作为吹气心轴，可以简化吹气机构。相对应的吹塑模具为上吹口塑模。（如图2.6
）
2.2中空吹塑芯棒式机头结构
1-法兰2-调节螺钉3-口模4-机头体
5-锁母6-芯棒7-与主机连接体2.3中空吹塑直接供料式机头结构1-芯棒2-口模3-法兰4-螺栓5-过滤板6-分流芯棒7-机头体8-调节螺栓
图2.4吹针结构图2.5下吹口吹塑模具结构
1-螺钉2-型腔3-冷却水道4-底部镶
块5、7-余料槽6-
导柱孔
图2.6上吹口吹塑模具结构图
1-底部镶块2、5-余料槽3-型腔
4-口部镶块6-冷却水道7导柱孔8-螺钉
2. 吹塑模具设计的要点
吹塑模具通常由两半合成，并没有冷却剂通道和排气系统。
（1）模具型腔设计型腔分型面有塑件的形状确定，圆形截面容器分型面通
过直径，椭圆形容器通过椭圆形的长轴，复杂形状的塑件可以设置弯曲
的或多个分型面。容器把手一般设计在分型面上。吹塑塑件脱模时由于温度较高，有一定弹性，因此对于垂直于开模方向的较浅的带斜面的侧凹可以强制脱模，而不用设置侧芯机构。型腔表面一定的粗糙度要求不仅使制品有较光滑的表面，而且可以形成良好的排气表面。当然对于高透明度、高光泽制品和工程塑料还是需要抛光的模具型腔。
（2）夹坯口设计挤吹成型模具才有夹坯口，它的作用是在模具闭合时将余
的物料切除。夹坯口又叫切口。夹坯口的结构如图
所示。夹坯口宽度
L 是一个重要的参数，宽度过小会减少结合缝的厚度，甚至导致切断结合缝，无法吹胀型坯；宽度过大则闭合不紧，无法切除余料，甚至模具无法完全闭合。对于小型吹塑件切口宽度取1-2mm ，大型件取2-4mm 。恶夹料区的深度h 可选择型坯厚度的2-3倍，切口的倾斜角选择
15︒-45︒。
（3）余料槽内。容器的底部、肩及手把等处都有余料槽（）。余料槽开在模
具的分型面上，其大小依据型坯夹持后余料的宽度和厚度来确定，以模具能严密闭合为准。
（4）模具排气设计吹塑模具的排气量大，成型压力又小，所以应设置足够
的排气通道使用使塑件顺利成型并得到合格塑件。排气的常用方法是分型面排气孔排气。分型面排气是吹塑模的主要排气通道，如图
，排气
槽深0.03-0.05mm, 宽度10-20mm 。排气孔一般在模具型腔的凹坑、尖角处，以及最后贴模的地方。排气孔的直径应适当，一般取0.5-1mm 。另外可以在模具型腔内嵌入多孔金属块，在其背面加工成多个通气孔进行排气，为避免制品上留下痕迹，将端面轮廓形状做成花纹、图案或文字进行装饰。如图
（5）模具的冷却吹塑模的冷却时间占吹塑成型周期的60%以上，甚至达
99%，因此加速冷却对提高生产率十分重要。大型模具可以彩箱式冷却，即在型腔的背后铣一个空槽，再用一块板盖上，中间加上密封件。对于小型模具可以开设冷却水道，通水冷却。设计时冷却水道与型腔的距离各处应保持一致，一般取10-15mm ，保证塑件各处冷却收缩均匀，冷
却介质的温度保持在5-15 C 为宜。此外，吹塑模还可以彩热管冷却，彩液氮或液体二氧化碳作制品内冷却，彩冷冻空气膨胀吸热冷却，以及用冷冻空气/水混全介质作内冷却等方法。为了提高生产率，可以彩在较高温度下脱模取出塑件，然后将塑件轩于后工位继续冷却的方式。例如吹制大桶一般在正常冷却时间一半以后开模取出塑件，将塑件放置于特殊的夹紧套内保持不变形，继续进行冷却。
（6）吹塑模具材料
常用吹塑模具有钢模、稆合金模、铜合金模和锌基合金
模。由于锌合金易于制造和机械加工，多用它来制造大型吹塑模具或形状不规则的容器。但锌合金嵌在其中。对于大批量生产的硬质塑料制件的模具，可选用钢材制造，淬火硬度为40-44HRC ，模腔可抛光镀铬，使容器具有光泽的表面。
第三章聚碳酸酯（PC ）桶的挤出吹塑成型
3.1聚碳酸酯（PC ）
PC 容器具有高透明度，热稳定性好（热变形温度达138℃），适用于热灌装、蒸煮与消毒处理。PC 的刚性与尺寸稳定性好，耐冲击韧性高，表面光滑，印刷性好，制品较轻，可吹塑成型具有独特性能的硬质容器。主要用于包装牛奶和饮用水等。
由于PC 容器阻气体与阻湿气渗透性很差，耐化学药品性也低，不适于包装氧化敏感性食品、碳酸饮料、碳酸饮料与化学品。
PC 是一种吸湿性塑料，在23℃、50％相对湿度条件下的平衡含湿量达0.18％。在加工时，湿气会与PC 发生化学反应，降低PC 的相对分子质量及其制品的机械性能，严重时，熔体会降解。所以，PC在加工前应做严格的干燥，使其剩余含湿量低于0.01％。采用空气循环去湿干燥系统时，在115～120℃干燥温度下，干燥时间大约要4小时。
PC 为热塑性工程塑料，塑化加工时其流变特性与温度和剪切速率比较敏感，当熔体温度升高时，表观粘度迅速降低，反之则升高；当熔体所受剪切速率提高时，其表观粘度会迅速降低，即所谓“剪切变稀”。因而，在挤出加工时，要特别注意控制加工温度和射出速率。
挤出吹塑级PC 在挤出型坯的低剪切速率下具有较高的熔体强度，可减少型坯垂伸。边角回料可回收利用，但制品对化学性能与颜色要求严格时就不能加入回料。
PC 型坯吹胀空气压力约在0.4～0.8MPa，吹塑成型制品的收缩率约为0.5％～0.8％。PC的加工温度大约在230～300℃上下，与原料品牌和制品质量有关（对于一特定的PC 原料，加工温度要狭窄的多；此处230～300℃加工温度仅指PC 大类范围）。在加工温度下（即低于315℃），PC熔体可在挤出机内停留1小时以内；停机时间较长时（1～48小时），要把机筒内的熔体排空，且把机筒和模头温度降低至150～175℃；停机72小时以上，应清机。PC 吹塑模具的温度控制在80～100℃左右，与原料及制品大小、质量有关。
聚碳酸酯（PC ）生产高度集中。世界上最大的4家聚碳酸酯生产公司是通用电气、拜耳、陶氏化学与日本帝人，其装置能力分别占2000年世界总生产能力的35％、31％、9％和9％。4家公司产能占世界总产能的84％。
3.2生产工艺
聚碳酸酯（PC ）桶的成型工艺是一个简单地生产过程（图3.1）。只要能做到生产所需要的生产参数就可以做到一个表面光滑，具有一定韧性的PC 桶。在生产过程中要做到以下几点：1. 在将各种生产原料混合搭配时需要严格按照配比关系；2. 必须将各种生产原料混合均匀，不然生产出的PC 桶会出现发白、偏轻、壁厚不达标、韧性和硬性不能满足的问题；3. 必须在生产前将聚碳酸酯严格除湿，使其含湿度在0.01％一下；4.生产过程严格按照生产控制标准执行。
图3.1吹塑桶生产工艺流程示意图
图3.2挤出吹塑成型工艺过程示意图
1-挤出机头2-吹塑模具3-管状型坯4-压缩空气吹管
3.3生产参数
料筒温度
喂料区区1区2区3区4区5喷嘴
70～90℃（80℃）230～270℃（250℃）260～310℃（270℃）280～310℃（290℃）290～320℃（290℃）290～320℃（290℃）300～320℃（290℃）
括号内的温度建议作为基本设定值，行程利用率为35％和65％，模件流长与壁厚之比为50：1到100：1
熔料温度料筒恒温模具温度注射压力
280～310℃220℃80～110℃
因为材料流动性差，需要很高的注射压力：130～180MPa （1300～1800bar ）
保压压力背压注射速度
注射压力的40％～60％；保压越低，制品应力越低10～15MPa （100～150bar ）
取决于流长和截面厚度：薄壁制品需要快速注射；需要好的表面质量，则用多级慢速注射
螺杆转速计量行程残料量预烘干
最大线速度为0.6m/s；使塑化时间和冷却时间对应；螺杆需要大扭矩（0.5～3.5）D
2～6mm ，取决于计量行程和螺杆直径
在120℃温度下烘干3h ；保持水份低于0.02％，会使得力学性能更优
回收率
最多可加入20％回料；较高的回料比例会保持抗热性，但力学性能会降低
收缩率浇口系统
0.6％～0.8％，若为玻璃增强类型，0.2％～0.4％
浇口直径应该至少等于制品最大壁厚的60％～70％，但是浇口直径至少为1.2mm （浇口斜度为3～5°，或表面质量好的制品需要2°）；对壁厚均匀的较小制品可采用点式浇口
机器停工时段
如生产中断，操作机器像挤出机那样直到没有塑料挤出并且温度降到200℃左右：清洗料筒，用高粘性PE ，将螺杆从热料筒中抽出并用钢丝刷刷去残料
料筒设备
标准螺杆，止逆环，直通喷嘴
3.4模具
型坯模具无疑是注射吹塑成型中非常重要的组成，它是一个可控的复杂昂贵的设备，有不同的功能或能力来成型预期的制品。如果设计、操作、加工、维护不当，
将会是昂贵而无效的操作设备。在压力作用下，将热熔体快速注入到模具中，此时，模腔中的空气从模腔中排除，以消除熔痕和形成的废品。一般来说，在模具循环的冷却水（如果冷却水操作温度大大低于熔体温度）可以将热塑性塑料中的热量带走。
模具包括合理设计的浇口、流道路、模腔浇口、和模腔。浇口是位于静模板的流道，将熔体从注射装置的喷嘴输送到流道中。然后熔体依次通过流道，模腔浇口进入到模腔中。单腔模具通常没有流道，熔体直接从浇口流到模腔浇口。在实际应用中，用不同的流道系统来满足加工要求。热塑性塑料中更常用的是热流道。图3.3为5加仑PC 桶。图3.4为5加仑PC
桶的模具。
图3.3聚碳酸酯（PC ）5加仑桶图3.45加仑PC 桶模具
3.5成型设备
3.5.1结构组成及原理
HFB82PC 型PC 中空吹塑成型机是生产聚碳酸酯（PC ）加仑桶的专用机。见（图3.5）。
HFB82PC 型PC 中空吹塑成型机需要以下辅助机械：1. 模温机2. 加料机3. 除湿机
该机由油管与模具相联接，接入冷却水；用M12螺栓与机筒进料口连接；
接入冷却水与压缩空气，干燥风机出口与干燥机进风口相连，除湿
风口与干燥机出口相连; 4. 料斗
与干燥机一体，加料管与主加料机相连
由于PC 熔体的强度低，管坯下垂严重，须采用储料形式以间隙方式快速挤出型坯，须配置型坯壁厚控制器，以补偿型坯的垂伸现象。
HFB82PC 型PC 中空吹塑成型机的挤出系统采用往复螺杆式储料腔，绞料动力配以低速大扭矩液压马达，节能显著。液压马达与螺杆间是动力传动座，传动轴由径向滚动轴承和推力调心滚子轴承支撑，起着传递动力的作用，两端设有骨架油封，保证了滚动轴承的润滑，以及润滑油不外泄。工作中要定期向传动坐内加注或更换高速润滑脂。射料油缸分布在机筒的两侧，射料油缸的密封件均采用世界名厂生产的高质量密封件。
本机由机械，电气，液压，气路，水路等部分组成。
机械部分包括：注射装置；PC 专用模头；开合模机构；升降装置；下吹气装置；机械手等。
电气部分包括：模头及挤出机的加热与温控系统；壁厚控制系统（MOOG ）；PLC 及相应的安全防护系统。
液压部分包括：液压源及其相关的压力，方向，流量控制部分。气路系统包括：机械手气缸的驱动及制品的吹塑等部分。水路部分包括：供模具及其它部位的冷却回路。本机的主要特点是：
⑴．开合模机构采用双拉杆结构，开合模机构刚性好，同时开合模机构的
容模空间大。模头装置按先进先出原理设计，形成的型坯周向壁厚均匀，换色换料方便，成型的制品机械性能好。⑵．自动化程度高，能完成从上料到取制品的全自动循环。
本机的操作使用规范和维护保养规则与大型机基本相同，但由于原料的塑化温度区间狭窄，对温度控制要求较一般的原料来得严格，稍有不慎，可能会引
起焦料，带来制品瑕疵，到其时必须拆卸模头及机筒、螺杆，清除焦料，十分麻
烦。
图3.5王牌HFB82PC 型PC 中空吹塑成型机
3.5.2HFB82PC 机调整工艺参数
1. 原
料：以美国通用电气公司（GE 公司）生产的LEXAN PK2870（目前有两种颜色的树脂：标号21317为深蓝透明；标号BL 8003T 为浅蓝色透明）以PC 原料为例：推荐回料+新料混合比例不超过3：7混合均匀。干燥条件：在115～120℃（240～250℉）下，以露点为-6℃（-20℉）的干燥
空气采用空气循环去湿干燥。
干燥时间：新料连续4小时；新料+回料连续4～6小时，但不能超过8小时，
且一经干燥完毕，务必在20分钟内用完。
2. 加工温度
加温段温度（℃）3.时间
机械手夹预计
吹针下预计
二段开模预计
模版吹气预计
9240250268～280
8230235260～274
7230235260～274
6230235260～274
5230235260～274
4245260260～274
3250260260～274
2248255260～274
1225235260～274
方案一方案二GE 方案
成型预吹时间
低压吹气
关模加压
总吹气计时
吹气计时
放气计时
开模预计
射料长度计时
射料预计
[***********]010040030
170100
030050
030100
999050
注:1.总吹气计时单位为秒；其余计时单位为0.1秒。2.总吹气计时=2x(吹气计时+放气计时)
3.吹针下预计与二段开模预计应配合好，能正常取出制品。4.压力系统压力14MPa
背压
开关模压力
关模迫紧压力10MPa
绞料压力10MPa 左右
射出压力8MPa 左右
3～52～3MPaMPa
注：适当增加背压，可消除管坯帘装波纹，减少气泡产生。5. 气压
杂质分类压缩空气质量等级食品包装
普通容器
43
固体粒子水
23
油12
引入至设备的压缩空气压力0.8MPa，须经净化处理；若所加工的塑料制品用于食品包装，则对压缩空气中的粉尘和油有更严格的要求。
根据实践经验，当模具排气不良时，可能会使制品表面形成水波纹，若提高吹胀气压至1MPa，可消除。6. 模芯修改
如下图所示：
⑴.与分流梭的接合面应平整，保证全平面接触。
⑵.模芯尖角R0.5，及内侧面均应抛光后镀硬铬，镀后再抛光，与外表面
要求相同，不能遗漏。光洁的表面，可减少射出坯料结料情况，避免管坯、制品产生雪花状和模糊感，增加色润度。
3.6辅机及调整
⑴．除湿机把除湿机时间调控好（周期时间：120分钟；再生加热时间：
60分钟；再生冷却：60分钟），并保证正常工作，可彻底防止原料吸湿而产生气泡。
⑵．上料机应选用1，5KW以上，最好是2.2KW 的上料机，以适应不同场
合及上回料的需要。
⑶．干燥机调整温度115～120℃，烘干时间4～6小时。
第四章常见产品质量缺陷的产生及解决方案
问题制品重量不正常外形不完整
原因分析壁厚分布曲线不对熔体刚性太大吹气压力不足排气不良吹气时间短
脱模后变形
冷却时间不够
解决办法修正曲线提高温度提高气压改进排气延长吹胀时间提高冷却或吹胀时间提高气压降低模温
表面不均匀制品发黑不透明
排气不良型坯发黑模具温度太低模具光洁度不高
黑点
原料降解
修理模具排气降低温度/转速提高模温抛光模具
清洗机筒，螺杆，模头，在开始短时间内提高挤出速度
电镀层氮化层剥落
注意开关机事项，选择更好的材料
气泡
原料太湿
颗粒没有完全融化背压太低
除湿干燥原料降低机筒第一段温度提高背压
备注
干燥机内积料
水纹
型坯壁厚突变太大熔体温度不均匀异物
清理干燥料斗平滑过渡曲线调整模头温度清机
举例：LEXAN树脂吹塑成型时发生问题及原因及解决办法。
问题黑色斑点
问题产生的原因1.污染2.降聚
建议的解决办法1.清洗机械2.清洗螺杆机头3.检查回料4．检查熔体湿度5.检查各金属表面找出漏泄处
气泡
1.捕集空气2.水分
1.检查加料口2.检查材料含湿量
3.由于高剪切作用引起3.提高螺杆背压障碍
4.降低贮料筒的注射速度
夹杂物机头线
1.树脂潮湿2.模具损坏3.模芯模套堵塞4.材料污染5.机头温度太低
1.把树脂干燥至水分少于0.02％2.清洗机头口模3.修补口模
4.检查材料处理系统5. 提高机头温度
条纹
污染
检查机头和模具产生的原因
型坯模糊
1.熔体温度太低2.材料污染3.机头温度太低
1.提高熔体温度2.提高挤出速度3.检查系统找出污染原因
4.提高机头温度
尾端太长/过度拉伸
1.熔体强度低2.熔体温度高3.挤出机转速太快
尾端太短
1.熔体温度太低2.螺杆速度太慢3.注射速度太慢4.注射压力太低
不均与壁厚
1. 模套和模芯不同心2. 机头加热不均匀
型坯粘附在切割刀上
1. 刀锋钝化2. 热割刀速度3. 热割刀温度
表面波纹
1. 模具排气2. 吹胀时间
1.降低熔体温度2.降低挤出机速度3.缩短贮料筒的注射时间1.提高熔体温度2.提高挤出速度3.增加注射时间4.提高注射压力1. 调整同心度2. 检查加热器1. 把刀磨锋利2. 提高切割刀的速度3. 提高切割刀的温度1. 提高模温2. 清洗模具3. 增加排气孔4. 重新抛光模具表面5. 尽快吹胀型坯
折叠痕
1. 型坯直径2. 不成一直线3. 型坯温度低4. 机头口模直径小
未能复制出细节
1. 熔体温度2. 空气压力
3. 模具表面积聚物料
1. 放大型坯直径2. 型坯和模具校正成一直线3. 降低熔体温度1. 提高熔体温度2. 提高吹气压力3. 清洗模具表面
4. 模温低5. 排气不够
4. 提高模温
5. 增加排气孔或清洗排气孔
光洁度差
1. 模具温度2. 排气不够3. 模具
1.增加排气孔或清洗排气孔2.提高模温3.模具表面重新抛光
容器表面凹点
1. 模具表面有水分2. 压缩空气含水分
1.模具干燥2.提高模温3.模具表面气流除湿
难于修建整饰
1. 模具温度低2. 锁模力不合适3. 模具不对准4. 切料刀
切料厚
1. 切料穴太浅2. 型坯太后
1. 尽快修剪2. 提高锁模力3. 更换模具导柱导套4. 更换刀具1. 加深切料穴2. 增大型坯直径
3. 切料刀之间的间隙太3. 预拉伸型坯大
脉冲和架桥
1. 加料区太热2. 传动马达
3. 挤出机传动带磨损
4. 切料刀更换1. 降低挤出机后区温度2. 检查传动皮带3. 检查动力源
4. 在加料区处增加水流量或降低水温5. 检查马达轴套6.检查传动胶带张力和磨损
附表一：
5加仑PC 桶吹制成型工艺调校记录表：
成型项目
成型内容
口模四段温度℃
温度
239机筒五段温度℃
225
压力
开关模压力(kg)
250微开时间(S)
时间
0.3间隙放气时间(S)
3
口模三段温度℃
233机筒四段温度℃
260关模迫紧压力(kg)
300吹针下预计时间(S)
0.7放弃冷却时间(S)
5
口模二段温度℃
230机筒三段温度℃
260绞料压力(kg)
400关模迫紧时间(S)
0.1低压吹气时间(S)
0.2
记录时间：口模一段温度℃
225机筒二段温度℃
259射出压力(kg)
380总吹气时间(S)
36
全自动预计时间(S)
0.6
原料干燥温度℃
120机筒一段温度℃
227下吹压力(kg)
250间隙吹气时间(S)
15
原料干燥时间(H)
4
调校员:确认:审核:
结论
在三个月的毕业设计过程中，我由于工作原因，将毕业设计的题目由《自动旋转门》改成了与工作相关的《PC 桶吹塑工艺介绍》。在改编题目后，我查资料，找老师，找师傅，最终顺利的完成了这份毕业论文。当然，由于工作比较忙，没多少时间的原因，论文多多少少存在一定的缺陷和纰漏。吹塑制品，在当今的社会生活中，势必不可少的，它已经成为了当今塑料成型中的重点。自从吹塑工艺诞生以来，它冲击着传统材料市场，尤其是液体包装容器。吹塑成型得到了飞速的发展，其加工工艺，可加工材料的特性和范围也得到了很大的发展。我觉得写这个论文是非常有意义的，能在以后的工作中提供很好的帮组。些这篇论文，我学到了很多工作经验。能投身到吹塑工艺的工作中去，我觉得很有前途！
致谢
论文完成，三年的大学生活即将结束，感慨万千！
首先，感谢我的大学。三年来，我时刻体会着学校严肃的科学态度，严谨的治学精神，老师们精益求精的工作作风，我想这是我一生都会铭记于心的。从专业课学习，课题选择、开题，到查找资料、系统学习、论文写作，整个过程，学校都倾注了大量的心血，为我们指定老师进行指导。再次我要感谢我的毕业设计指导老师唐建兵老师，正是在唐老师科学、严谨的指导下，我的毕业设计课题才能顺利进行，这篇毕业论文也才得以顺利完成。唐老师不仅在学习上对我严格要求，在日常工作和生活中也给予我非常多的帮助和意见，给予我很多的宽容、理解。再次向我的毕业设计指导老师唐老师表示深深的敬意和感谢！
还要感谢的是负责我们班的毕业设计的陈云松老师，由于完成这篇论文前我已经在蓝光饮品集团公司工作。所以，临时将最初的毕业设计《自动旋转门》改成与工作相关的《PC 桶吹塑成型工艺》，对于我的这个决定，陈老师给了我们很大的鼓励和支持，并且悉心指导，从而使我顺利完成了这次的毕业论文。再次表示感谢！
最后，我还要感谢我们班的班主任黄斌博士、辅导员官芯如老师，以及教研室的其他教员和工作人员，还有06425班和06426班的大学同学。他们在日常的工作和学习中都给予我很多的帮助和关心，谢谢！
参考文献
[1]赵东聚碳酸酯特性及其注塑成型工艺塑料开发
[2]陈志东光盘级聚碳酸酯及其注射成型工艺现代塑料加工应用[3]周健、王秋燕聚碳酸酯挤出吹塑成型工艺工程塑料应用[4]秦立洁聚碳酸酯中空成型工艺塑料[5]黄汉雄聚碳酸酯的吹塑成型工程塑料应用[6]郑会英聚碳酸酯纱管注射成型工艺塑料工程[7]吴利英聚碳酸酯的注射成型工艺工程塑料应用
[8]张华、李德群气辅注塑成型工艺过程及其关键技术塑料科技[9]周国发、赖家美
新型注塑成型工艺橡塑技术与装备
摘要
论文针对PC 吹塑工艺的现状和发展趋势及工艺的内容进行阐述。吹塑成型保证了成型制品的大批量及经济生产，满足了人们的日益需求。吹塑成型包括：向软化的热塑性的型坯中充气，使其紧贴到封闭模具的冷却表面，被吹胀的型坯凝固，形成中空塑料制品。吹塑制品的表面光滑并且带有光泽，或在加工处理过程中，制品表面形成刻花或雕刻花纹。吹塑成型适用于大多数的塑料，所以其在各种塑料成型工艺中占有很大优势。作为一种新材料和新的成型工艺，吹塑成型工艺将会不断发展，成为塑料工业未来的发展趋势。注射吹塑成型是一门工程技术，它所涉及的内容是将塑料转变为有用并能保持原有性能的制品。注射吹塑成型的重要工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度，压力和相应的各个作用时间。主要针对目前成型品产生不良有原因加以分析判断，在成型机，模具及原料方面提供参考因素从而有效的控制不良的产生，降低生产成本。
关键词：聚碳酸酯特性工艺条件注塑成型干燥
Abstract
Paper for PC molding process and the status quo and development trend of the content on process. Blow molding to ensure a large number of molding products and economic production, to meet the growing needs of the people. Blow molding include the following:to soften the thermoplastic of the inflating parison to mold close to the closed cooling surface, the inflation of the parison solidification, the formation of hollow plastic products. Blow molding products, and with a shiny surface, or in the processing process, the products formed on the surface of engraving or carving patterns. Applicable to the majority of blow molding of plastic, so its in a variety of plastic molding processes account for a large advantage. As a new materials and new forming processes, blow molding process will be continuous development of the plastics industry to become the development trend of the future. Injection blow molding is an engineering technology, it is involved in the plastic and into a useful product to maintain the original performance. Injection blow molding is an important process conditions affect the plastics flow and cooling the temperature, pressure and the corresponding time in all. The main view of the current adverse moldings are to be analyzed to determine the reasons, in the molding machine, mold and provide reference to the factors of raw materials so as to effectively control the selection of non-performing, lower production costs.
Key word:Polycarbonate
molding Dry Characteristic Technological conditions Injection
目录
摘要………………………………………………………………………………ⅠAbstract ……………………………………………………………………………Ⅱ绪论………………………………………………………………………………1
第一章吹塑成型的介绍……………………………………………………………2
1.1工业规模…………………………………………………………………………2
1.2塑料原料（聚碳酸酯PC）……………………………………………………2
1.3基本吹塑成型过程……………………………………………………………3
1.4吹塑成型类型…………………………………………………………………5
1.5过程控制………………………………………………………………………7
1.6吹塑成型的成型基础……………………………………………………………8
1.7吹塑成型的变量…………………………………………………………………9
1.8吹塑成型的工艺………………………………………………………………10
1.9制品和模具设计………………………………………………………………10
1.10加工原则………………………………………………………………………11
第二章注射吹塑成型及工艺参数………………………………………………13
2.1注射过程………………………………………………………………………13
2.2注塑工艺参数的设定…………………………………………………………16
2.3成型基础……………………………………………………………………22
2.4吹塑成型设备…………………………………………………………………23
第三章聚碳酸酯（PC）桶的挤出吹塑成型………………………………………28
3.1聚碳酸酯（PC）………………………………………………………………28
3.2生产工艺………………………………………………………………………29
3.3生产参数……………………………………………………………………30
3.4模具…………………………………………………………………………31
3.5成型设备……………………………………………………………………32
3.6辅机及调整……………………………………………………………………36
第四章常见产品质量缺陷的产生及解决方案…………………………………38附表一……………………………………………………………………………42结论………………………………………………………………………………43致谢…………………………………………………………………………………44参考文献……………………………………………………………………………45
绪论
吹塑成型是塑料工业中广泛使用的加工各种塑料制品的第三大加工工艺，占所有塑料制品成型工艺的10％，其他成型工艺：挤出成型占36％，注射成型占32％，压延占8％，涂布占5％，压缩占3％，其余占3％。美国在生产加工各种塑料制品时，有大约6000台吹塑机，18000台挤出机，80000台注塑机，吹塑制品每年的产值达3.5亿美元。
吹塑成型保证了成型制品的大批量及经济生产，满足了人们的日益需求。吹塑成型基本工艺包括：向软化的热塑性的型胚中充气，使其紧贴到模具的冷却面，被吹胀的型坯凝固，形成中空塑料制品。吹塑制品的表面光滑并且带有光泽，或者在加工处理过程中，制品表面形成刻花或雕刻花纹。
大多数的塑料都适合于生产吹塑制品，这一点使得吹塑成型在各种塑料成型工艺中占有很大优势，作为一种新材料和新的成型工艺，吹塑成型将会不断的发展，成为塑料工业未来的发展趋势。正确的选择成型材料涉及以下几个方面，如性能要求，选择适合的加工工艺，更重要的是准备一个详细的购买方案和工作程序。各种塑料性能差异很大，如有些塑料有较长的抗蠕变性能、耐疲劳性能和韧性等。相反，有些塑料使用时常需考虑体积和成本问题。
吹塑成型制品冲击着传统材料市场，尤其是液体包装容器。在过去几十年里，人们开始利用PE 挤出瓶来盛装液体洗涤剂，用PVC 塑料品装食用油和带肉果汁，用PET 瓶装碳酸饮料等。自从各种新的包装容器问世以来，吹塑成型得到了飞速发展，其加工工艺，可加工材料的特性和范围都得到了很大的发展。
第一章吹塑成型介绍
1.1吹塑成型的市场空间
吹塑成型是世界上发展最快的工业之一。吹塑成型可用于生产各种大小不等的包装容器、工业上不规则的中空制品，预计对瓶子的需求还会不断增长，这些热塑性制品约22％用于食物，20％用于饮料，15％用于家庭化学药品，12％用于化妆品，8％用于健康，7％用于工业化学品，5％用于汽车，1％用于其它方面。
Freedonia Group Inc. 报道，自1999年中期起，美国加工机械的销售量将以
5.8％的速度递增，到2003年达到15亿美元。注塑机的销售量占所有机械的51％。2003年，吹塑机将增长最快，销售额将达5.05亿美元，挤出机达4.4亿美元，热成型机达到4.55亿美元。同时美国现有的350家塑料机械制造厂家，销售额将从现在的5％超过总体的50％。
1.2塑料原料（聚碳酸酯PC ）
聚碳酸酯[PC,学名2,2-双(4-羟基苯基) 丙烷聚碳酸酯]是一种无定形、无毒、无味、无臭、透明无色或微黄色非晶型热塑性工程材料。PC 按黏度分为三级，有高黏度级、中黏度级和低黏度级，高黏度级适合挤塑制品加工，低黏度级加工流动性好，适合注塑制品加工。
PC 综合机械性能好，其抗冲击在一般热塑性塑料中最好，蠕变性小，尺寸稳定性好。PC 的耐热性较好，可在-60～120℃下长期使用，热变形温度为130～140℃，玻璃化温度～149℃，无明显熔点，在220～230℃呈熔融状态，热分解温度大于310℃，燃烧后离火自熄。PC极性小，吸水率低，收缩率小，尺寸精度高，对光稳定，耐候性好，成型加工时不易氧化分解，熔体黏度大。PC的体积电阻率和介电强度与聚酯薄膜相当，介电损耗角正切值仅次于聚乙烯和聚苯乙烯，且几乎不受温度影响。PC薄膜制品气渗性小，对热、热能辐射、臭氧等稳定，但不耐紫外光，与其他树相容性差。PC耐酸和油，但不耐碱、胺、酮等介质溶于氯代烃，长期浸入沸水中易引起水解和开裂，在甲醇中溶胀。
PC 可用注塑、挤出、吹塑和真空成型等方法加工，亦可以印刷、黏接、涂
塑及机加工，成型后应退火处理以便消除内应力。
PC 可用于齿轮、齿条、杠杆、受力不大的稳固件（如螺帽、铆钉等）、离心泵的叶轮、阀门、管件；电子电器工业方面，用于绝缘插件、线圈框架、端子、垫片等，电器外壳及传动件（如电钻外壳，电讯器材壳体等）；在军工及照明工业中，反坦克地雷外壳及灯罩，防爆玻璃，飞机、车、船挡风玻璃，安全帽的防护罩，医疗手术器皿（如人工心脏），广告牌等。
1.3基本吹塑成型过程
与其它的成型工艺（如注射成型）相比，注塑成型有一系列经济和技术上的优势包括不规则倒角的生产、低应力、壁厚可调和成本低廉等。不规则倒角是吹塑成型最突出的优势，在一定程度上几乎没有不能加工的制品。包括由于销售规划所需的美术设计上的这种倒角，甚至是特殊制品的功能设计，这种倒角不是绝对必要时也都用吹塑成型工艺进行加工。
吹塑制品结构中最常用的一个词是“中空”（注：Webster 词典里对中空的解释是像任何的洞穴，如碗或饮料杯）。这种中空形状在很大程度上是注射成型的，当设计的瓶壁向中心靠拢，它们就是所谓的倒角，考虑到技术、美术和成本方面的因素，吹塑成型已经成为塑料城性行业种生产带有这种倒角制品最优越的方法。
由于挤出吹塑（Extrusion blow molding,EBM ）设备指包括阴模，所以只需简单地改变机械部件或型坯的挤出条件就可以改变最终制品的壁厚和质量。对于一件制品来说，它最终所要求的精确壁厚不可能提前准确的计算出来，这样就会在时间和成本上有很大优势。注射吹塑中所注射型皮的形状直接影响到最终的制品的壁厚，在传统的注射成型中对任何变量的改变都是非常昂贵的，在真空成型时，这些改变需要通过多次的改变片材的厚度获得。
通过真空成型可得到壁厚像纸的制品，而注射成型则不然。吹塑盒注塑成型都可以的生产壁厚制品，对一特定的制品采取何种成型工艺最终由制品的其他特性，如凹角、应力等来决定。
许多塑料（如PE ）有较高的分子量，更适合用于吹塑，而不适合用于注塑，高分子量的塑料韧性较高，可提高制品的抗环境应力开裂能力，更适用于包装洗涤剂等工业化学品（与这些物质接触易造成环境应力开裂）。
成本因素是非常复杂的一个问题，不能一概而论。然而，吹塑方面的成本问题是非常简单清晰的，在生产过程相同或相似的制品大批量生产时，吹塑成型加工成本平均只有注塑加工成本的1/2或1/3，吹塑成型工艺应用只有注射成型工艺的1/10。
吹塑成型制品较注射制品的公差大，但用注射成型工艺有凹角或不规则形状的制品时，对制品不同部分分别成型，然后进行组装（如搭扣配合、溶剂结合、超声波粘接），而用吹塑工艺生产不规则或复杂形状的制品时，即使是公差不要求相等时（大多数应用不做此要求），也可以降低操作成本，另外在很大程度上可以减少或消除泄露，缩短成型周期和生产时间。
吹塑成型要求理解工艺过程的每一个要素，包括注射和挤出简短塑料的熔融图1.1和图1.2分别展示了注塑机和挤出机的基本组成。不同塑料（粒料、片料等）从料斗加入到进料口，当未熔融的物料进入喂料口，即进入塑化装置进行熔融时，螺杆在液压或电力驱动下以一定速度带动料筒中的物料运动。螺杆装在加热且温度更高的料筒内。物料容易粘在温度高的料筒表面，未熔融的塑料将粘在料筒上不随螺杆转动。这就使得加入的物料在旋转螺杆的带动下不断向前流动，并在料筒中由于混合及与螺杆的压紧作用导致摩擦，产生热量。在塑料离开螺杆
和料筒时，已被熔融、压缩，混合成均匀的熔体。
图1.1移动螺杆式注射装置
1-喷嘴2-分流梭3-加热器4-料筒5-料斗6-计量室
7-注射柱塞8-传动臂9-注射活塞10-注射座移动液压缸
挤出塑料时，在料筒末端装有滤网组合和多孔板，以滤去从料斗带进的杂质，
同时，滤网还有助于增加料筒中的被压，更好的促进熔融混合的均匀性和流动性，多孔板带有滤网，可以起支撑作用，同时也有利于产生被压。
常见的塑化装置有两种，连续式塑化装置（图1.1）和往复式塑化装置（图
1.1）。连续式挤出机中，塑料随着螺杆的转动保持稳定流动。而往复式挤出机中，螺杆（大多用于注塑机上）不仅做旋转运动，同时在料筒内做水平方向的往复运动。随着螺杆的转动，想前流动的塑料的塑料得以填充，这样螺杆就会向后运动。当螺杆向后运动到预定的距离时，由液压或电力驱动汽缸运动，同时又带动物料
向前流动。这一过程周而复始。
图1.2单螺杆挤出机的结构示意图
1-机头连接法兰2-过滤网3-冷却水管4-加热器5-螺杆6-料筒
7-液压泵8-测速电机9-推力轴承10-料斗11-减速器12-螺杆冷却装置
1.4吹塑成型类型
吹塑成型可分为以下三种主要成型方法。1
2
3挤出吹塑成型（EBM）,通过挤出机的连续或间歇式挤出。注射吹塑成型（IBM），通过带有金属模芯的注塑机间歇式成型。注-拉-吹或挤-拉-吹，可得到双向拉伸的制品，明显改善制品的性价比。
在连续挤出吹塑成型时挤出机口模连续地挤出型坯或管。而非连续式（间歇式）挤出机在模头处有以储料装置，然后依次挤出型坯，经吹塑成型成制品。
在注射吹塑成型中，通过带有金属模芯的注塑机对物料进行预成型，随后经吹塑成型成制品。
约75％的成型工艺采用挤出吹塑成型，25％采用注射吹塑成型。注射成型的制品中约有75％是经过双向拉伸的，挤出吹塑成型制品也有经过拉伸的。经过拉伸的制品在环向和纵向同时得到取向。用吹塑工艺生产不同类型的制品时，在所用原料、制品性能、产量及成本等方面有很大的优势。表1.2为典型吹塑成型举例。
吹塑成型层状复合塑料制品应用也非常广泛。利用不同的塑料原料，包括泡沫塑料、再回收利用的塑料等进行共挤出或共注塑，不仅降低了成本，而且能满足性能的要求，是非常可行的加工技术。基本加工方法材料平均生产速度
/(件/h)平均容器尺寸市场大约占有率/％
连续挤出梭形磨
合
轮式合模（6～24
个夹子）
间歇式挤出往复
式螺杆
储料头式
拉伸吹塑PE、PP、PC、PVC 和PETG PE、PP、PVC共挤出PE 和PC 500～36004OZ ～7.5gal502000～500032～300OZ 10500～25008～128OZ 10PE 和工程塑料PVC、PET、PP、
PAN 50～5001200～40005～2000gal16～48gal520（包括吹塑）
注射吹塑PVC、PET、PE、
PAN、PS、PC500～30001～16OZ 5(包括浸渍模塑)
浸渍吹塑PVC、PET、PE、
PAN、PS、PP500～15001～24OZ （见注射吹塑）
热吹塑PE、PET240～15000
1200～4000
1200～400016OZ 或22L 16～48OZ 8～48OZ （见拉伸吹塑）
表1.2典型吹塑成型
1.4.1挤出吹塑成型与注射吹塑成型
与注射吹塑相比，挤出吹塑的优点主要是模具成本低，操作简单；缺点和局限性是型坯易膨胀，会产生边角料，壁厚不易控制，以及塑料混合均匀性差等。可以按照需要吹塑带手柄的制品，在吹塑过程中，可以直接修饰某些特定的制品，也可以在生产的后续阶段对制品作休整。不同方向的边角料都大大减少。
注射吹塑最主要的优点是在加工过程中飞边、毛刺、废边、废料少，制品壁厚均匀一致，物料容易混合均匀，可以很精确的成型瓶颈。熔融的塑料在吹塑后可能产生收缩，而注射成型型坯在各个方向的尺寸有精确的控制，可以很好地克服这一点。经注射吹塑的瓶颈，其内外公差都很严格的控制在±0.1mm ，最终制品的质量也严格地控制在±0.1这个微小的公差内。
注射吹塑的不足之处是模具成本高，只可以在固体状态下操作，局限于生产小型制品，（但是随着市场的进一步拓展，注射吹塑将可以生产大容量、形状复杂的制品）。建立一条注射吹塑生产线比建立一条挤出吹塑生产线更难，需要花费更长的时间，而且注射吹塑模具成本是挤出吹塑模具成本的两倍。挤出吹塑可以生产大容量的制品，在共挤出方面，两者有大致相同的优缺点，但优点都远远多于缺点。
所有适合于挤出吹塑成型的塑料都可以用于注射吹塑成型，而且一些不适合于基础吹塑成型的塑料也可以用于注射吹塑成型（特别是在成产特殊类型的制品时），尤其是那些极易熔融的塑料，像常见的PET 可以大批量地生产。最常见的一个例子是PET 经注射型坯定向拉伸吹塑成各种大小和不同容量的碳酸饮料瓶。
1.5过程控制
随着吹塑成型（BM ）发展的越来越复杂，生产者需要更精确的控制，并不断改进生产过程以适应设备，而不同类型的设备的控制过程要满足生产者的操作需求。过程控制系统能检测（产生偏差时报警或灯闪）、提供反馈（偏差校正）和
程序控制（计算机使设备所有功能和所有的熔体过程变量相关）。了解设备和操作需求是开发智能控制程序的前提条件，设备控制系统由输入、信号处理和功率放大组成。
一些敞开式控制系统，只是设定机械或电子设备的操作温度、压力、时间或行程。即使所用设定值不能再生产合格制品时，设备也继续在其设定点工作。敞开式控制系统的问题是在成型中无法补偿整个加工过程中多种难以观察到的干扰影响。过程控制的目标是把一些过程参数和适当设备进行闭路控制，从而消除由不同变量引起的过程波动（干扰）。
正确安装和应用闭路控制系统，可将设备中的特性控制在一个范围内，实现最低成本下生产零缺陷的制品。开发最佳设置的设备控制器的目标是把满足性能要求和设备在最低成本下运转两者关联起来，从而用可控/可重复参数范围操作设备。对挤出或注射成型来说，最简单的形式是用二维成型面积图（MAD ）的方式来完成这个工作。应根据实验及吹塑制品的评估来设立限制范围，然后进行分析不同相关变量的影响。
生产控制涉及设备操作和塑料行为的许多方面，最重要的是二者的相互作用。一般来说，加工压力和温度与时间的曲线可为判别制品质量提供依据。控制系统的设计必须考虑所有这些基本功能及其各种逻辑顺序。
1.6吹塑成型的成型基础
吹塑成型范围很广，既包括一般成型技术（低成本高劳力耗费），又包括尖端的成型技术（高成本低劳力或是无劳力耗费）。生产量、加工的材料、所用的设备以及管理费用决定了相应的成型技术，生产量小的制品通常用一般成型方法。
从众多的成型设备中进行选择，以满足制作经济、精确度高、生产率高等要求。众多塑料复合可用天平手工配料。根据需要的比例，用泵输送各种原料，原料配比通常是质量配比，但有时也按照体积配比。用隔膜泵从储料仓中抽取各种分并计量，按照规定的比例送入混合器中。若混合成分中不含腐蚀性填料或添加剂，则可用一定驱动速率的齿轮泵来传送混合后的物料。在生产合格塑料制品的整个过程中，熔体的流动方式非常值得研究。
在加工过程中，良好的工程和工艺控制是非常重要的因素。但这也只是确保生产合格制品的部分因素。除了优良的工艺和生产控制外，适度的业务和营销手
段对一个企业的成功来说也是同等重要的。在对整个工业分析时，图解是非常好的一个方法。因为它涉及工艺和技术的各个方面。因为它涉及工艺和技术的各个方面，包括当地和全球的竞争。
为了理解设计和生产过程中潜在的问题及解决办法，需了考虑机器设备的生产能力、塑料加工变量和制品性能之间的关系（图1.3）。机器状况包括加工温度和压力、模具和口模的温度以及机器的产率等，而加工变量更特殊，比如在模具和口模处的熔融状态、熔体流动的温度和速率等。
机器的设定并非关键，加工的变量、正确的定义与测量与制品的性能密切相关。将设计和加工联系起来可以确保制品生产的连续性。
熟悉加工的人可以检测和校正一些明显的问题或测量因子，如色泽、表面状态和尺寸等，然而，制品的一些不明显的性能变化，除非在检测中广泛全面的检测，并在使用中合理控制，否则在在制品使用过程中才会表现出来。
1.7吹塑成型的变量
随着加工工艺和过程控制能力的提高，原料和设备变量不断不减少。为了确保对原料和设备的控制，通过不同的测试，设定控制参数和测量范围非常重要，当然也有可能得到劣质的制品。比如，供货商提供的说明书可从最小值取至最大值，如分子量分布。当所用的原料能最大发挥其功效时，就能生产出好的制品，但当他们的效能最小时，就需要改变对过程的控制，以生产出优质的制品。
为了判断制品的性能是否在规定的公差内，需要对其加以检测，比如，注射吹塑过程中，模腔压力分布易受材料变化的影响，与这一参数相关的有四组变量，他们共同影响着压力的分布。①熔体黏度和加料速率；②升压时间；③填充和保压时间；④塑化机的回复。原料的黏度与模腔的压力密切相关，注塑吹塑中熔体黏度、压力和挤出型坯的时间之间相似的关系式也可以应用于挤出吹塑成型中。
图1.3制品-塑料-加工性能的关系
1.8吹塑成型的工艺
除了原料以外，许多设备硬件和控制因素也可以引起加工过程的不稳定，包括机器零件、设备部件的精确性，各部件间的连接方法和精度，温度和压力的控制能力等，尤其是金属零件中热传递的一致性，比如那些模腔和口模处的金属部件，定位传感器（温度、压力等）对加工性能有显著的影响。这些变量在限制生产有效品时是可以控制的。设备的改善（如在设备原料上）在有效减少操作参数或限制因素方面将来设备仍迈出了非凡的一步，这些局限是因为钢铁和其它原料或控制方法（如模糊逻辑）的性能有无尽的改善，所以将来设备仍会存在某些局限，引进于1981年，以人类操作的控制行为为基础的模糊逻辑的应用在不断向前发展。
1.9制品和模具设计
设计者借助一种可行的工程技术，吧制品的最终用途与选用原料的特性匹配起来，其目的是满足设计的三方面需要：①经济性；②功能性；③愉悦的外观。制品的性能还依次与其载荷、温度和时间等环境因素有关。所用的生产方法常会限制制品某些方面的设计，反之，某些设计也注定了生产方法上的局限，因此，制品的生产对设计有深刻的影响。
如果要以最低成本使设计的制品满足性能需求，首先要明确塑料材料和制造
工艺，并且采用一系列相关联系、彼此协调的操作步骤确保设计成功。通常情况下，当材料和/或加工方法不止一种，在分析材料和工艺变量的类型和范围以确定最终的设计方法时，把成本作为重要因素。
工艺是整个生产计划的重要组成部分，不能出任何纰漏。但不幸的是，很多制造设备（定制的或自产的）只是一种加工手段，这样，设计者必须确保公司内现有制造系统能够满足制品整个加工过程的要求。
制品设计之后是该制品的模具（模具、口模等）的设计和制造。模具设计与制品设计方法不同，包括各种各样的变量和问题，模具制造者通常是模具设计或某个制造领域内的专家，但并非所有人都有这样的水平。因此，如果公司内没有资质合格的模具人员，就必须熟悉模具人员应具备的能力，到公司外寻找最好的模具工程师以备项目所需。
很多不同的加工因素影响性能可重复性的需求，现已经开发出的代替传统试差法的计算机软件具有整合所有这些可利用因素的能力。
制品设计基本概念包括：①部件或制品最终的用途需求，包括美学的、结构的、机械的等；②可纳入制品成本效益的功能条款数目；③考虑多个制品可否合并为一个吹塑制品。第三个因素是个重要的设计理念或设计特征，已经被采用，但吹塑成型真正的新发展刚刚开始，并对工业和商业吹塑制品有显著影响。因此，对于设计者来说，掌握并应用所有的基本概念，尤其是替换组装制件的吹塑成型中能得到什么样的制品是很重要的。
1.10加工原则
在所有的设计和生产应用中，应经常意识到加工中一个改变（如原料、设计等）就可能产生一个问题，应遵循以下原则。1
2
3
4加工时机器、口模、原料、过程控制和操作者的密切合作。加工过程中热总是以一定速率通过物质从热端传到冷端。液压或电驱动是推而不是拉，其速率依赖于压力和熔体流动。生产最多制品且生产周期最短的方法：
A.
B.
C. 尽可能快的使熔体达到最低温度尽可能降低制品的最低压力尽可能缩短生产周期
5所有的问题都有合乎逻辑的原因（理解问题，解决问题，然后使设备适
应生产，调整改变）。
第二章注射吹塑成型及工艺参数
2.1注射过程
2.1.1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。
手动操作是在一个生产周期中，每一个动作都是由操作者转换操作按钮开关而实现的。一般在试机调模时才选用。
半自动操作时机器可以自动完成一个工作周期的动作，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。
全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后，可自动进入下一个工作周期（图2.1）。在正常的连续工作过程中无须停机进行控制和调整。但须注意，如需要全自动工作，则（1）中途不要打开安全门，否则全自动操作中断；（2）要及时加料；（3）若选用电眼感应，应注意不要遮闭了电眼。
实际上，在全自动操作中通常也是需要中途临时停机的，如给机器模具喷射脱模剂等。
正常生产时，一般选用半自动或全自动操作。操作开始时，应根据生产需要选择操作方式（手动、半自动或全自动），并相应转换手动、半自动或全自动开关。半自动及全自动的工作程序已由线路本身确定好，操作人员只需在电柜面上更改速度和压力的大小、时间的长短、顶针的次数等等，不会因操作者调错键钮而使工作程序出现混乱。
当一个周期中各个动作未调整妥当之前，应先选择手动操作，确认每个动作正常之后，再选择半自动或全自动操作。
2.1.2预塑动作选择
根据预塑加料前后注座是否后退, 即喷嘴是否离开模具, 注塑机一般设有三种选择。（1）固定加料：预塑前和预塑后喷嘴都始终贴进模具，注座也不移动。（2）前加料：喷嘴顶着模具进行预塑加料，预塑完毕，注座后退，喷嘴离模具。选择这种方式的目的是：预塑时利用模具注射孔抵助喷嘴，避免熔料在背压较高时从喷嘴流出，预塑后可以避免喷嘴和模具长时间接触而产生热量传递，影响它们各自温度的
相对稳定。（3）后加料：注射完成后，注座后退，喷嘴离开模具然后预塑，预塑完再注座前进。该动作适用于加工成型温度特别窄的塑料，由于喷嘴与模具接触时间短，避免了热量的流失，也避免了熔料在喷嘴孔内的凝固。
注射结束、冷却计时器计时完毕同时，预塑动作开始。螺杆旋转将塑料熔融并挤送到螺杆头前面。由于螺杆前端的止退环所起的单向阀的作用，熔融塑料积存在机筒的前端，将螺杆向后迫退。当螺杆退到预定的位置时（此位置由行程开关或电子尺确定，控制螺杆后退的距离，实现定量加料），预塑停止，螺杆停止转动。紧接着是射退（也叫抽胶）动作，射退即螺杆作微量的轴向后退，此动作可使聚集在喷嘴处的熔料的压力得以解除，克服由于机筒内外压力的不平衡而引起的“流涎”现象。若不需要射退，则应把射退停止开关调到适当位置（使用电子尺的将最后一段储料位置与射退位置设置成一样），让预塑停止开关被压上的同一时刻，射退停止开关也被压上。当螺杆作射退动作后退到压上停止开关时，射退停止。接着注座开始后退。当注座后退至压上停止开关时，注座停止后退。若采用固定加料方式，则应注意调整好行程开关的位置。
一般生产多采用固定加料方式以节省注座进退操作时间，加快生产周期。
2.1.3注射压力选择
注塑机的注射压力由比例调压阀进行调节，在调定压力的情况下，通过高压和低压油路的转换，控制前后期注射压力的高低。
普通中型以上的注塑机设置有三种压力选择，即高压、低压和先高压后低压。高压注射是由注射油缸通入高压压力油来实现。由于压力高，塑料从一开始就在高压、高速状态下进入模腔。高压注射时塑料入模迅速，注射油缸压力表读数上升很快。低压注射是由注射油缸通入低压压力油来实现的，注射过程压力表读数上升缓慢，塑料在低压、低速下进入模腔。先高压后低压是根据塑料种类和模具的实际要求从时间上来控制通入油缸的压力油的压力高低来实现的。
为了满足不同塑料要求有不同的注射压力，也可以采用更换不同直径的螺杆或柱塞的方法，这样既满足了注射压力，又充分发挥了机器的生产能力。在大型注塑机中往往具有多段注射压力和多级注射速度控制功能，这样更能保证制品的质量和精度。
2.1.4注射速度的选择
注塑机的注射速度由比例流量阀进行调节，有时在液压系统中设有一个大流量油泵和一个小流量泵同时运行供油。当油路接通大流量时，注塑机实现快速开合模、快速注射、快速储料等，当液压油路只提供小流量时，注塑机各种动作就缓慢进行。
注塑机一般使用螺杆作为冲头，这时的的模具的填充速度为注射速度。注塑薄壁制品时，必须采用高射速，以便于熔胶未凝固时完全填充模具，生产较为光滑的表面。填充时使用一系列程序化的射速，避免产生喷射或困气等缺陷。注射可在开环式或闭环式控制系统下进行。
无论采用那种注射速度，都必须将速度值连同注射时间记录于记录表上，注射时间指模具达到预定的首阶段射压所须的时间，乃螺杆推进时间的一部分。
2.1.5顶出形式的选择
注塑机顶出形式有机械顶出和液压顶出二种, 有的还配有气动顶出系统, 顶出次数设有单次和多次二种。顶出动作可以是手动，也可以是自动。
顶出动作是由开模停止限位开关（或电子尺）来启动的。操作者可根据需要，通过调节顶出行程开关（或电子尺的刻度距离）来实现的。顶出的速度和压力亦可通过电脑中的数字量的设定来实现，顶针运动的前后距离由行程开关（或电子尺的设定位置）确定。
2.1.6温度控制
以测温热电偶为测温元件，配以测温毫伏计成为控温装置，指挥料筒和模具电热圈电流的通断，有选择地固定料筒各段温度和模具温度。
料筒电热圈一般分为二段、三段或四段控制。电器柜上的电流表分别显示各段电热圈电流的大小。电流表的读数是比较固定的，如果在运行中发现电流表读数比较长时间的偏低，则可能电热圈发生了故障，或导线接触不良，或电热丝氧化变细，或某个电热圈烧毁，这些都将使电路并联的电阻阻值增大而使电流下降。
在电流表有一定读数时也可以简单地用塑料条逐个在电热圈外壁上抹划，看料条熔融与否来判断某个电热圈是否通电或烧毁。
2.1.7合模控制
合模是以巨大的机械推力将模具合紧，以抵挡注塑过程熔融塑料的高压注射及填充模具而令模具发生的巨大张开力。
关上安全门，各行程开关均给出信号，合模动作立即开始。首先是动模板以慢速启动，前进一小短距离以后，原来压住慢速开关的控制杆压块脱离（或电子尺到达设定距离），活动板转以快速向前推进。在前进至靠近合模终点时，控制杆的另一端压杆又压上慢速开关（或电子尺到达设定距离），此时活动板又转以慢速且以低压前进。在低压合模过程中，如果模具之间没有任何障碍，则可以顺利合拢至压上高压开关，转高压是为了伸直机铰从而完成合模动作。这段距离极短，一般只有0.3~1.0mm，刚转高压旋即就触及合模终止限位开关，这时动作停止，合模过程结束。
注塑机的合模结构有全液压式和机械连杆式。不管是那一种结构形式，最后都是由连杆完全伸直来实施合模力的。连杆的伸直过程是活动板和尾板撑开的过程，也是四根拉杆受力被拉伸的过程。
合模力的大小，可以从合紧模的瞬间油压表升起之最高值得知，合模力大则油压表的最高值便高，反之则低。较小型的注塑机是不带合模油压表的，这时要根据连杆的伸直情况来判断模具是否真的合紧。如果某台注塑机合模时连杆很轻松地伸直，或“差一点点”未能伸直，或几副连杆中有一副未完全伸直，注塑时就会出现胀模，制件就会出现飞边或其它毛病。
2.1.8开模控制
当熔融塑料注射入模腔内及至冷却完成后, 随着便是开模动作, 取出制品。开模过程也分三个阶段。第一阶段慢速开模，防止制件在模腔内撕裂。第二阶段快速开模，以缩短开模时间。第三阶段慢速开模，以减低开模惯性造成的冲击及振动。
2.2注射吹塑工艺参数的设定
①成型前的物料干燥
成型加工前，塑胶必须被充分的干燥。含有水分的材料进入模腔后，会使制件的表面出现银绦状的瑕斑，甚至会在高温时发生加水分解的现象，致使材质劣化。因此在成型加工前一定要对材料进行预处理，使得材料能保持合适的水分。模温的设定
⑴模温影响成型周期及成形品质，在实际操作当中是由使用材质的最低适当模温开始设定，然后根据品质状况来适当调高。
⑵正确的说法，模温是指在成形被进行时的模腔表面的温度，在模具设计及成
形工程的条件设定上，重要的是不仅维持适当的温度，还要能让其均匀的分布。
⑶不均匀的模温分布，会导致不均匀的收缩和内应力，因而使成型口易发生变形和翘曲。
⑷提高模温可获得以下效果；
①加成形品结晶度及较均匀的结构。
②使成型收缩较充分，后收缩减小。
③提高成型品的强度和耐热性。
④减少内应力残留、分子配向及变形。
⑤减少充填时的流动阴抗，降低压力损失。
⑥使成形品外观较具光泽及良好。
⑦增加成型品发生毛边的机会。
⑧增加近浇口部位和减少远浇口部位凹陷的机会。
⑨减少结合线明显的程度
⑩增加冷却时间。
②计量及可塑化
⑴在成型加工法, 射出量的控制(计量) 以及塑料的均匀熔融(可塑化) 是由射出机的可塑化机构(Plasticatingunit) 来担任的
①加热筒温度（Barrel Temperature ）
虽然塑料的熔融，大约有60~85%是因为螺杆的旋转所产生的热能，但是塑料的熔融状态仍然大受加热筒温度的影响，尤以靠近喷嘴前区的温度--前区的温度过高时易发生滴料及取出制件时牵丝的现象。
②螺杆转速(screwspeed)
A. 塑料的熔融，大体是因螺杆的旋转所产生的热量，因此螺杆转速太快，则有下列影响：
a. 塑料的热分解。
b. 玻纤（加纤塑料）减短。
c. 螺杆或加热筒磨损加快。
B. 转速的设定，可以其圆周速（circumferen-tial screw speed ）的大小来衡量：
圆周速=n（转速）*d（直径）*π（圆周率）
通常，低粘度热安定性良好的塑料，其螺杆杆旋转的圆周速约可设定到1m/s上下，但热安定性差的塑料，则应低到0.1左右。
C. 在实际应用当中，我们可以尽量调低螺杆转速，使旋转进料在开模前完成即可。
③背压（BACK PRESSURE ）
A. 当螺杆旋转进料时，推进到螺杆前端的熔胶所蓄积的压力称为背压，在射出成型时，可以由调整射出油压缸的退油压力来调节，背压可以有以下的效果：
a. 熔胶更均匀的熔解。
b. 色剂及填充物更加均匀的分散。
c. 使气体由落料口退出。
d. 进料的的计量准确。
B. 背压的高低，是依塑料的粘度及其热安定性来决定，太高的背压使进料时间延长，也因旋转剪切力的提高，容易使塑料产生过热。一般以5~15kg/cm2为宜。
④松退（SUCK BACK ，DECOMPRESSION ）
A. 杆旋转进料结束后，使螺杆适当抽退，可以螺杆前端熔胶压力降低，此称为松退，其效果可防止喷嘴部的滴料。
B. 不足，容易使主流道（SPRUE ）粘模；而太多的松退，则能吸进空气，使成型品发生气痕。
③安定成型的参数设定
1、事前确认及预备设定
⑴确认材料干燥、模温及加热筒温度是否被正确设定并达到可加工状态。⑵检查开闭模及顶出的动作和距离设定。
⑶射出压力（P1）设定在最大值的60%。
⑷保持压力（PH ）设定在最大值的30%。
⑸射出速度（V1）设定在最大值的40%。
⑹螺杆转速（VS ）设定在约60RPM 。
⑺背压（PB ）设定在约10kg/cm2。
⑻松退约设定在3mm 。
⑼保压切换的位置设定在螺杆直径的30%。例如φ100mm的螺杆，则设定
30mm 。
⑽计量行程比计算值稍短设定。
⑾射出总时间稍短，冷却时间稍长设定。
2、手动运转参数修正
⑴闭锁模具（确认高压的上升），射出座前进。
⑵以手动射出直到螺杆完全停止，并注意停止位置。
⑶螺杆旋退进料。
⑷待冷却后开模取出成型品。
⑸重复⑴~⑷的步骤，螺杆最终停止在螺杆直径
的10%~20%的位置，而且成型品无短射、毛边及白化，或开裂等现象。
3、半自动运转参数的修正
⑴计量行程的修正[计量终点]将射出压力提高到99%，并把保压暂调为0，将计量终点S0向前调到发生短射，再向后调至发生毛边，以其中间点为选择位置。
⑵出速度的修正把PH 回复到原水准，将射出速度上下调整，找出发生短射及毛边的个别速度，以其中间点为适宜速度[本阶段亦可进入以多段速度对应外观问题的参数设定]。
⑶保持压力的修正上下调整保持压力，找出发生表面凹陷及毛边的个别压力，以其中间点为选择保压。
⑷保压时间[或射出时间]的修正逐步延长保持时间，直至成型品重量明显稳定为明适选择。
⑸冷却时间的修正逐步调降冷却时间，并确认下列情况可以满足：①成型品被顶出、夹出、修整、包装不会白化、凸裂或变形。②模温能平衡稳定。肉厚4mm 以上制品冷却时间的简易算法：
①理论冷却时间=S（1+2S）…….模温60度以下。
②理论冷却时间=1.3S(1+2S)…….模具60度以上[S表示成型品的最大肉厚]。
⑹塑化参数的修正
①确认背压是否需要调整；
②调整螺杆转速，使计量时间稍短于冷却时间；
③确认计量时间是否稳定，可尝试调整加热圈温度的梯度。
④确认喷嘴是否有滴料、主流道是否发生猪尾巴或粘模，成品有无气痕等现象，适当调整喷嘴部温度或松退距离。
⑺段保压与多段射速的活用
①一般而言，在不影响外观的情况下，注射应以高速为原则，但在通过浇口间及保压切换前应以较低速进行；
②保压应采用逐步下降，以避免成型品内应力残留太高，使成型品容易变形。
④注塑工艺调整秘笈
注塑速度的比例控制已经被注塑机制造商广泛采用。虽然电脑控制注塑速度分段控制系统早已存在，但由于相关的资料有限，这种机器设置的优势很少得到发挥。本文将系统的说明应用多段速度注塑的优点，并概括地介绍其在消除短射、困气、缩水等制品缺陷上的用途。
射胶速度与制品质量的密切关系使它成为注塑成型的关键参数。通过确定填充速度分段的开始、中间、终了, 并实现一个设置点到另一个设置点的光滑过渡，可以保证稳定的熔体表面速度以制造出期望的分子取问及最小的内应力。我们建议采用以下这种速度分段原则：
1）流体表面的速度应该是常数。
2）应采用快速射胶防止射胶过程中熔体冻结。
3）射胶速度设置应考虑到在临界区域（如流道）快速充填的同时在入水口位减慢速度。
4）射胶速度应该保证模腔填满后立即停止以防止出现过填充、飞边及残余应力。
设定速度分段的依据必须考虑到模具的几何形状、其它流动限制和不稳定因素。速度的设定必须对注塑工艺和材料知识有较清楚的认识，否则，制品品质将难以控制。因为熔体流速难以直接测量, 可以通过测量螺杆前进速度，或型腔压力间接推算出（确定止逆阀没有泄漏）。
材料特性是非常重要的，因为聚合物可能由于应力不同而降解，增加模塑温度可能导致剧烈氧化和化学结构的降解，但同时由剪切引起的降解变小，因为高温降低了材料的粘度，减少了剪切应力。无疑，多段射胶速度对成型诸如PC 、POM 、
UPVC 等对热敏感的材料及它们的调配料很有帮助。
模具的几何形状也是决定因素：薄壁处需要最大的注射速度；厚壁零件需要慢—快—慢型速度曲线以避免出现缺陷；为了保证零件质量符合标准，注塑速度设置应保证熔体前锋流速不变。熔体流动速度是非常重要的，因为它会影响零件中的分子排列方向及表面状态；当熔体前方到达交叉区域结构时，应该减速；对于辐射状扩散的复杂模具，应保证熔体通过量均衡地增加；长流道必须快速填充以减少熔体前锋的冷却，但注射高粘度的材料, 如PC 是例外情况，因为太快的速度会将冷料通过入水口带入型腔。
调整注塑速度可以帮助消除由于在入水口位出现的流动放慢而引起的缺陷。当熔体经过射嘴和流道到达入水口时，熔体前锋的表面可能已经冷却凝固，或者由于流道突然变窄而造成熔体的停滞，直到建立起足够的压力推动熔体穿过入水口，这就会使通过入水口的压力出现峰形。高压将损伤材料并造成诸如流痕和入水口烧焦等表面缺陷, 这种情况可以通过刚好在入水口前减速的方法克服上述缺陷。这种减速可以防止入水口位的过度剪切，然后再将射速提高到原来的数值。因为精确控制射速在入水口位减慢是非常困难的，所以在流道末段减速是一个较好的方案。
我们可以通过控制末段射胶速度来避免或减少诸如飞边、烧焦、困气等缺陷。填充末段减速可以防止型腔过度填充，避免出现飞边及减少残余应力。由于模具流径末端排气不良或填充问题引起的困气，也可以通过降低排气速度，特别是射胶末段的排气速度加以解决。
短射是由于入水口处的速度过慢或熔体凝固造成的局部流动受阻等原因产生的。在刚刚通过入水口或局部流动阻碍时加快射胶速度可以解决这个问题。
流痕、入水口烧焦、分子破裂、脱层、剥落等发生在热敏性材料上的缺陷是由于通过入水口时的过度剪切造成的。
光滑的制件取决于注塑速度，玻璃纤维填充材料尤其敏感，特别是尼龙。暗斑（波浪纹）是由于粘度变化造成的流动不稳定引起的。扭曲的流动能导致波浪纹或不均匀的雾状，究竟产生何种缺陷取决于流动不稳定的程度。
当熔体通过入水口时高速注射会导致高剪切，热敏性塑料将出现烧焦，这种烧焦的材料会穿过型腔，到达流动前锋，呈现在零件表面。
为了防止射纹，射胶速度设置必须保证快速填充流道区域然后慢速通过入水口。
找出这个速度转换点是问题的本质。如果太早，填充时间会过度增加，如果太迟，过大的流动惯性将导致射纹的出现。熔体粘度越低，料筒温度越高则这种射纹出现的趋势越明显。由于小入水口需要高速高压注射，所以也是导致流动缺陷的重要因素。
缩水可以通过更有效的压力传递，更小的压力降得以改善。低模温和螺杆推进速度过慢极大地缩短了流动长度，必须通过高射速来补偿。高速流动会减少热量损失，并且由于高剪切热产生磨擦热，会造成熔体温度的升高，减慢零件外层的增厚速度。型腔交叉位必须有足够厚度以避免太大的压力降，否则就会出现缩水。
总之，大多数注塑缺陷可以通过调整注塑速度得到解决，所以调整注塑工艺的技巧就是合理的设置射胶速度及其分段。
2.3成型基础
注射成型是一个重复的加工过程，熔融（塑化）料注入或推进到模腔中并保压，直到以固态形式移走，得到与模腔形状基本相同的制品。模具可能由单模腔或多个相似或不相似的模腔组成，每个模腔和模具流道相连，熔体直接流入到每个单独的模腔中。有三个基本条件：①在注射或塑化装置中，升高塑料温度使它能在压力下流动；②塑料熔体在模具中固化；③开模取出制品。
在这三个步骤中，注塑机的机械和热输入必须与加工塑料的基本特性相符；不同塑料有不同的熔融特性，有些还相差很大，这也是决定生产率的主要因素，因为生产速度或循环时间由材料的加热速度，注射、固化和顶出速度来决定（示意图2.1）。注射量和壁厚不同，生产周期可以从几秒到几分钟。注射过程中其它重要的操作，从注射成型机的喂料（一般用加料斗利用重力进行喂料）到塑化装置的机筒热系统来确保生产高质量的产品。
图2.1吹塑成型整个周期
2.4吹塑成型设备
吹塑成型设备包括挤出机或注塑机、挤出型坯用的机头、模具、合模装置、吹胀装置及辅助装置。
2.4.1挤出机
挤出机是挤出吹塑中最主要的设备。吹塑用的挤出机并无特殊之处，一般的通用型挤出机均可用于吹塑。
2.4.2机头
机头是挤出吹塑成型的重要装备，可以更具所需型坯直径、壁厚的不同予以更换。图2.2和图2.3是常用的两种挤出机头。其中芯棒式机头常用语聚烯烃塑料的加工，直接供料式机头用于聚氯乙烯的加工。
2.4.3吹胀装置
吹胀装置包括吹气机构、模具及冷却系统、排气系统等。
1. 吹气机构
（1）针管吹气如图2.4吹气针管安装在模具型腔的半高处，当模具闭合的后，针管向前穿破型腔壁，压缩空气通过针管吹胀型坯，然后吹针回缩，熔融塑料封闭吹针遗留的针孔，针吹法适于吹制有手柄的容器，手柄本身封闭与本体互不相同的
塑料。
（2）型芯底吹挤出的型坯落到模具底部的型芯上，通过型芯对型坯吹胀。图
2.5是典型的下吹口吹塑料模具简图，。底吹法适于吹塑颈部有开口偏离塑件中心线的大型容器，有异性口或有多个开口的容器。
（3）型芯顶吹模具的颈部向上，当模具闭合时，型坯底部夹住，顶部开口，压缩空气从型芯通入。这种方法直接利用型芯作为吹气心轴，可以简化吹气机构。相对应的吹塑模具为上吹口塑模。（如图2.6
）
2.2中空吹塑芯棒式机头结构
1-法兰2-调节螺钉3-口模4-机头体
5-锁母6-芯棒7-与主机连接体2.3中空吹塑直接供料式机头结构1-芯棒2-口模3-法兰4-螺栓5-过滤板6-分流芯棒7-机头体8-调节螺栓
图2.4吹针结构图2.5下吹口吹塑模具结构
1-螺钉2-型腔3-冷却水道4-底部镶
块5、7-余料槽6-
导柱孔
图2.6上吹口吹塑模具结构图
1-底部镶块2、5-余料槽3-型腔
4-口部镶块6-冷却水道7导柱孔8-螺钉
2. 吹塑模具设计的要点
吹塑模具通常由两半合成，并没有冷却剂通道和排气系统。
（1）模具型腔设计型腔分型面有塑件的形状确定，圆形截面容器分型面通
过直径，椭圆形容器通过椭圆形的长轴，复杂形状的塑件可以设置弯曲
的或多个分型面。容器把手一般设计在分型面上。吹塑塑件脱模时由于温度较高，有一定弹性，因此对于垂直于开模方向的较浅的带斜面的侧凹可以强制脱模，而不用设置侧芯机构。型腔表面一定的粗糙度要求不仅使制品有较光滑的表面，而且可以形成良好的排气表面。当然对于高透明度、高光泽制品和工程塑料还是需要抛光的模具型腔。
（2）夹坯口设计挤吹成型模具才有夹坯口，它的作用是在模具闭合时将余
的物料切除。夹坯口又叫切口。夹坯口的结构如图
所示。夹坯口宽度
L 是一个重要的参数，宽度过小会减少结合缝的厚度，甚至导致切断结合缝，无法吹胀型坯；宽度过大则闭合不紧，无法切除余料，甚至模具无法完全闭合。对于小型吹塑件切口宽度取1-2mm ，大型件取2-4mm 。恶夹料区的深度h 可选择型坯厚度的2-3倍，切口的倾斜角选择
15︒-45︒。
（3）余料槽内。容器的底部、肩及手把等处都有余料槽（）。余料槽开在模
具的分型面上，其大小依据型坯夹持后余料的宽度和厚度来确定，以模具能严密闭合为准。
（4）模具排气设计吹塑模具的排气量大，成型压力又小，所以应设置足够
的排气通道使用使塑件顺利成型并得到合格塑件。排气的常用方法是分型面排气孔排气。分型面排气是吹塑模的主要排气通道，如图
，排气
槽深0.03-0.05mm, 宽度10-20mm 。排气孔一般在模具型腔的凹坑、尖角处，以及最后贴模的地方。排气孔的直径应适当，一般取0.5-1mm 。另外可以在模具型腔内嵌入多孔金属块，在其背面加工成多个通气孔进行排气，为避免制品上留下痕迹，将端面轮廓形状做成花纹、图案或文字进行装饰。如图
（5）模具的冷却吹塑模的冷却时间占吹塑成型周期的60%以上，甚至达
99%，因此加速冷却对提高生产率十分重要。大型模具可以彩箱式冷却，即在型腔的背后铣一个空槽，再用一块板盖上，中间加上密封件。对于小型模具可以开设冷却水道，通水冷却。设计时冷却水道与型腔的距离各处应保持一致，一般取10-15mm ，保证塑件各处冷却收缩均匀，冷
却介质的温度保持在5-15 C 为宜。此外，吹塑模还可以彩热管冷却，彩液氮或液体二氧化碳作制品内冷却，彩冷冻空气膨胀吸热冷却，以及用冷冻空气/水混全介质作内冷却等方法。为了提高生产率，可以彩在较高温度下脱模取出塑件，然后将塑件轩于后工位继续冷却的方式。例如吹制大桶一般在正常冷却时间一半以后开模取出塑件，将塑件放置于特殊的夹紧套内保持不变形，继续进行冷却。
（6）吹塑模具材料
常用吹塑模具有钢模、稆合金模、铜合金模和锌基合金
模。由于锌合金易于制造和机械加工，多用它来制造大型吹塑模具或形状不规则的容器。但锌合金嵌在其中。对于大批量生产的硬质塑料制件的模具，可选用钢材制造，淬火硬度为40-44HRC ，模腔可抛光镀铬，使容器具有光泽的表面。
第三章聚碳酸酯（PC ）桶的挤出吹塑成型
3.1聚碳酸酯（PC ）
PC 容器具有高透明度，热稳定性好（热变形温度达138℃），适用于热灌装、蒸煮与消毒处理。PC 的刚性与尺寸稳定性好，耐冲击韧性高，表面光滑，印刷性好，制品较轻，可吹塑成型具有独特性能的硬质容器。主要用于包装牛奶和饮用水等。
由于PC 容器阻气体与阻湿气渗透性很差，耐化学药品性也低，不适于包装氧化敏感性食品、碳酸饮料、碳酸饮料与化学品。
PC 是一种吸湿性塑料，在23℃、50％相对湿度条件下的平衡含湿量达0.18％。在加工时，湿气会与PC 发生化学反应，降低PC 的相对分子质量及其制品的机械性能，严重时，熔体会降解。所以，PC在加工前应做严格的干燥，使其剩余含湿量低于0.01％。采用空气循环去湿干燥系统时，在115～120℃干燥温度下，干燥时间大约要4小时。
PC 为热塑性工程塑料，塑化加工时其流变特性与温度和剪切速率比较敏感，当熔体温度升高时，表观粘度迅速降低，反之则升高；当熔体所受剪切速率提高时，其表观粘度会迅速降低，即所谓“剪切变稀”。因而，在挤出加工时，要特别注意控制加工温度和射出速率。
挤出吹塑级PC 在挤出型坯的低剪切速率下具有较高的熔体强度，可减少型坯垂伸。边角回料可回收利用，但制品对化学性能与颜色要求严格时就不能加入回料。
PC 型坯吹胀空气压力约在0.4～0.8MPa，吹塑成型制品的收缩率约为0.5％～0.8％。PC的加工温度大约在230～300℃上下，与原料品牌和制品质量有关（对于一特定的PC 原料，加工温度要狭窄的多；此处230～300℃加工温度仅指PC 大类范围）。在加工温度下（即低于315℃），PC熔体可在挤出机内停留1小时以内；停机时间较长时（1～48小时），要把机筒内的熔体排空，且把机筒和模头温度降低至150～175℃；停机72小时以上，应清机。PC 吹塑模具的温度控制在80～100℃左右，与原料及制品大小、质量有关。
聚碳酸酯（PC ）生产高度集中。世界上最大的4家聚碳酸酯生产公司是通用电气、拜耳、陶氏化学与日本帝人，其装置能力分别占2000年世界总生产能力的35％、31％、9％和9％。4家公司产能占世界总产能的84％。
3.2生产工艺
聚碳酸酯（PC ）桶的成型工艺是一个简单地生产过程（图3.1）。只要能做到生产所需要的生产参数就可以做到一个表面光滑，具有一定韧性的PC 桶。在生产过程中要做到以下几点：1. 在将各种生产原料混合搭配时需要严格按照配比关系；2. 必须将各种生产原料混合均匀，不然生产出的PC 桶会出现发白、偏轻、壁厚不达标、韧性和硬性不能满足的问题；3. 必须在生产前将聚碳酸酯严格除湿，使其含湿度在0.01％一下；4.生产过程严格按照生产控制标准执行。
图3.1吹塑桶生产工艺流程示意图
图3.2挤出吹塑成型工艺过程示意图
1-挤出机头2-吹塑模具3-管状型坯4-压缩空气吹管
3.3生产参数
料筒温度
喂料区区1区2区3区4区5喷嘴
70～90℃（80℃）230～270℃（250℃）260～310℃（270℃）280～310℃（290℃）290～320℃（290℃）290～320℃（290℃）300～320℃（290℃）
括号内的温度建议作为基本设定值，行程利用率为35％和65％，模件流长与壁厚之比为50：1到100：1
熔料温度料筒恒温模具温度注射压力
280～310℃220℃80～110℃
因为材料流动性差，需要很高的注射压力：130～180MPa （1300～1800bar ）
保压压力背压注射速度
注射压力的40％～60％；保压越低，制品应力越低10～15MPa （100～150bar ）
取决于流长和截面厚度：薄壁制品需要快速注射；需要好的表面质量，则用多级慢速注射
螺杆转速计量行程残料量预烘干
最大线速度为0.6m/s；使塑化时间和冷却时间对应；螺杆需要大扭矩（0.5～3.5）D
2～6mm ，取决于计量行程和螺杆直径
在120℃温度下烘干3h ；保持水份低于0.02％，会使得力学性能更优
回收率
最多可加入20％回料；较高的回料比例会保持抗热性，但力学性能会降低
收缩率浇口系统
0.6％～0.8％，若为玻璃增强类型，0.2％～0.4％
浇口直径应该至少等于制品最大壁厚的60％～70％，但是浇口直径至少为1.2mm （浇口斜度为3～5°，或表面质量好的制品需要2°）；对壁厚均匀的较小制品可采用点式浇口
机器停工时段
如生产中断，操作机器像挤出机那样直到没有塑料挤出并且温度降到200℃左右：清洗料筒，用高粘性PE ，将螺杆从热料筒中抽出并用钢丝刷刷去残料
料筒设备
标准螺杆，止逆环，直通喷嘴
3.4模具
型坯模具无疑是注射吹塑成型中非常重要的组成，它是一个可控的复杂昂贵的设备，有不同的功能或能力来成型预期的制品。如果设计、操作、加工、维护不当，
将会是昂贵而无效的操作设备。在压力作用下，将热熔体快速注入到模具中，此时，模腔中的空气从模腔中排除，以消除熔痕和形成的废品。一般来说，在模具循环的冷却水（如果冷却水操作温度大大低于熔体温度）可以将热塑性塑料中的热量带走。
模具包括合理设计的浇口、流道路、模腔浇口、和模腔。浇口是位于静模板的流道，将熔体从注射装置的喷嘴输送到流道中。然后熔体依次通过流道，模腔浇口进入到模腔中。单腔模具通常没有流道，熔体直接从浇口流到模腔浇口。在实际应用中，用不同的流道系统来满足加工要求。热塑性塑料中更常用的是热流道。图3.3为5加仑PC 桶。图3.4为5加仑PC
桶的模具。
图3.3聚碳酸酯（PC ）5加仑桶图3.45加仑PC 桶模具
3.5成型设备
3.5.1结构组成及原理
HFB82PC 型PC 中空吹塑成型机是生产聚碳酸酯（PC ）加仑桶的专用机。见（图3.5）。
HFB82PC 型PC 中空吹塑成型机需要以下辅助机械：1. 模温机2. 加料机3. 除湿机
该机由油管与模具相联接，接入冷却水；用M12螺栓与机筒进料口连接；
接入冷却水与压缩空气，干燥风机出口与干燥机进风口相连，除湿
风口与干燥机出口相连; 4. 料斗
与干燥机一体，加料管与主加料机相连
由于PC 熔体的强度低，管坯下垂严重，须采用储料形式以间隙方式快速挤出型坯，须配置型坯壁厚控制器，以补偿型坯的垂伸现象。
HFB82PC 型PC 中空吹塑成型机的挤出系统采用往复螺杆式储料腔，绞料动力配以低速大扭矩液压马达，节能显著。液压马达与螺杆间是动力传动座，传动轴由径向滚动轴承和推力调心滚子轴承支撑，起着传递动力的作用，两端设有骨架油封，保证了滚动轴承的润滑，以及润滑油不外泄。工作中要定期向传动坐内加注或更换高速润滑脂。射料油缸分布在机筒的两侧，射料油缸的密封件均采用世界名厂生产的高质量密封件。
本机由机械，电气，液压，气路，水路等部分组成。
机械部分包括：注射装置；PC 专用模头；开合模机构；升降装置；下吹气装置；机械手等。
电气部分包括：模头及挤出机的加热与温控系统；壁厚控制系统（MOOG ）；PLC 及相应的安全防护系统。
液压部分包括：液压源及其相关的压力，方向，流量控制部分。气路系统包括：机械手气缸的驱动及制品的吹塑等部分。水路部分包括：供模具及其它部位的冷却回路。本机的主要特点是：
⑴．开合模机构采用双拉杆结构，开合模机构刚性好，同时开合模机构的
容模空间大。模头装置按先进先出原理设计，形成的型坯周向壁厚均匀，换色换料方便，成型的制品机械性能好。⑵．自动化程度高，能完成从上料到取制品的全自动循环。
本机的操作使用规范和维护保养规则与大型机基本相同，但由于原料的塑化温度区间狭窄，对温度控制要求较一般的原料来得严格，稍有不慎，可能会引
起焦料，带来制品瑕疵，到其时必须拆卸模头及机筒、螺杆，清除焦料，十分麻
烦。
图3.5王牌HFB82PC 型PC 中空吹塑成型机
3.5.2HFB82PC 机调整工艺参数
1. 原
料：以美国通用电气公司（GE 公司）生产的LEXAN PK2870（目前有两种颜色的树脂：标号21317为深蓝透明；标号BL 8003T 为浅蓝色透明）以PC 原料为例：推荐回料+新料混合比例不超过3：7混合均匀。干燥条件：在115～120℃（240～250℉）下，以露点为-6℃（-20℉）的干燥
空气采用空气循环去湿干燥。
干燥时间：新料连续4小时；新料+回料连续4～6小时，但不能超过8小时，
且一经干燥完毕，务必在20分钟内用完。
2. 加工温度
加温段温度（℃）3.时间
机械手夹预计
吹针下预计
二段开模预计
模版吹气预计
9240250268～280
8230235260～274
7230235260～274
6230235260～274
5230235260～274
4245260260～274
3250260260～274
2248255260～274
1225235260～274
方案一方案二GE 方案
成型预吹时间
低压吹气
关模加压
总吹气计时
吹气计时
放气计时
开模预计
射料长度计时
射料预计
[***********]010040030
170100
030050
030100
999050
注:1.总吹气计时单位为秒；其余计时单位为0.1秒。2.总吹气计时=2x(吹气计时+放气计时)
3.吹针下预计与二段开模预计应配合好，能正常取出制品。4.压力系统压力14MPa
背压
开关模压力
关模迫紧压力10MPa
绞料压力10MPa 左右
射出压力8MPa 左右
3～52～3MPaMPa
注：适当增加背压，可消除管坯帘装波纹，减少气泡产生。5. 气压
杂质分类压缩空气质量等级食品包装
普通容器
43
固体粒子水
23
油12
引入至设备的压缩空气压力0.8MPa，须经净化处理；若所加工的塑料制品用于食品包装，则对压缩空气中的粉尘和油有更严格的要求。
根据实践经验，当模具排气不良时，可能会使制品表面形成水波纹，若提高吹胀气压至1MPa，可消除。6. 模芯修改
如下图所示：
⑴.与分流梭的接合面应平整，保证全平面接触。
⑵.模芯尖角R0.5，及内侧面均应抛光后镀硬铬，镀后再抛光，与外表面
要求相同，不能遗漏。光洁的表面，可减少射出坯料结料情况，避免管坯、制品产生雪花状和模糊感，增加色润度。
3.6辅机及调整
⑴．除湿机把除湿机时间调控好（周期时间：120分钟；再生加热时间：
60分钟；再生冷却：60分钟），并保证正常工作，可彻底防止原料吸湿而产生气泡。
⑵．上料机应选用1，5KW以上，最好是2.2KW 的上料机，以适应不同场
合及上回料的需要。
⑶．干燥机调整温度115～120℃，烘干时间4～6小时。
第四章常见产品质量缺陷的产生及解决方案
问题制品重量不正常外形不完整
原因分析壁厚分布曲线不对熔体刚性太大吹气压力不足排气不良吹气时间短
脱模后变形
冷却时间不够
解决办法修正曲线提高温度提高气压改进排气延长吹胀时间提高冷却或吹胀时间提高气压降低模温
表面不均匀制品发黑不透明
排气不良型坯发黑模具温度太低模具光洁度不高
黑点
原料降解
修理模具排气降低温度/转速提高模温抛光模具
清洗机筒，螺杆，模头，在开始短时间内提高挤出速度
电镀层氮化层剥落
注意开关机事项，选择更好的材料
气泡
原料太湿
颗粒没有完全融化背压太低
除湿干燥原料降低机筒第一段温度提高背压
备注
干燥机内积料
水纹
型坯壁厚突变太大熔体温度不均匀异物
清理干燥料斗平滑过渡曲线调整模头温度清机
举例：LEXAN树脂吹塑成型时发生问题及原因及解决办法。
问题黑色斑点
问题产生的原因1.污染2.降聚
建议的解决办法1.清洗机械2.清洗螺杆机头3.检查回料4．检查熔体湿度5.检查各金属表面找出漏泄处
气泡
1.捕集空气2.水分
1.检查加料口2.检查材料含湿量
3.由于高剪切作用引起3.提高螺杆背压障碍
4.降低贮料筒的注射速度
夹杂物机头线
1.树脂潮湿2.模具损坏3.模芯模套堵塞4.材料污染5.机头温度太低
1.把树脂干燥至水分少于0.02％2.清洗机头口模3.修补口模
4.检查材料处理系统5. 提高机头温度
条纹
污染
检查机头和模具产生的原因
型坯模糊
1.熔体温度太低2.材料污染3.机头温度太低
1.提高熔体温度2.提高挤出速度3.检查系统找出污染原因
4.提高机头温度
尾端太长/过度拉伸
1.熔体强度低2.熔体温度高3.挤出机转速太快
尾端太短
1.熔体温度太低2.螺杆速度太慢3.注射速度太慢4.注射压力太低
不均与壁厚
1. 模套和模芯不同心2. 机头加热不均匀
型坯粘附在切割刀上
1. 刀锋钝化2. 热割刀速度3. 热割刀温度
表面波纹
1. 模具排气2. 吹胀时间
1.降低熔体温度2.降低挤出机速度3.缩短贮料筒的注射时间1.提高熔体温度2.提高挤出速度3.增加注射时间4.提高注射压力1. 调整同心度2. 检查加热器1. 把刀磨锋利2. 提高切割刀的速度3. 提高切割刀的温度1. 提高模温2. 清洗模具3. 增加排气孔4. 重新抛光模具表面5. 尽快吹胀型坯
折叠痕
1. 型坯直径2. 不成一直线3. 型坯温度低4. 机头口模直径小
未能复制出细节
1. 熔体温度2. 空气压力
3. 模具表面积聚物料
1. 放大型坯直径2. 型坯和模具校正成一直线3. 降低熔体温度1. 提高熔体温度2. 提高吹气压力3. 清洗模具表面
4. 模温低5. 排气不够
4. 提高模温
5. 增加排气孔或清洗排气孔
光洁度差
1. 模具温度2. 排气不够3. 模具
1.增加排气孔或清洗排气孔2.提高模温3.模具表面重新抛光
容器表面凹点
1. 模具表面有水分2. 压缩空气含水分
1.模具干燥2.提高模温3.模具表面气流除湿
难于修建整饰
1. 模具温度低2. 锁模力不合适3. 模具不对准4. 切料刀
切料厚
1. 切料穴太浅2. 型坯太后
1. 尽快修剪2. 提高锁模力3. 更换模具导柱导套4. 更换刀具1. 加深切料穴2. 增大型坯直径
3. 切料刀之间的间隙太3. 预拉伸型坯大
脉冲和架桥
1. 加料区太热2. 传动马达
3. 挤出机传动带磨损
4. 切料刀更换1. 降低挤出机后区温度2. 检查传动皮带3. 检查动力源
4. 在加料区处增加水流量或降低水温5. 检查马达轴套6.检查传动胶带张力和磨损
附表一：
5加仑PC 桶吹制成型工艺调校记录表：
成型项目
成型内容
口模四段温度℃
温度
239机筒五段温度℃
225
压力
开关模压力(kg)
250微开时间(S)
时间
0.3间隙放气时间(S)
3
口模三段温度℃
233机筒四段温度℃
260关模迫紧压力(kg)
300吹针下预计时间(S)
0.7放弃冷却时间(S)
5
口模二段温度℃
230机筒三段温度℃
260绞料压力(kg)
400关模迫紧时间(S)
0.1低压吹气时间(S)
0.2
记录时间：口模一段温度℃
225机筒二段温度℃
259射出压力(kg)
380总吹气时间(S)
36
全自动预计时间(S)
0.6
原料干燥温度℃
120机筒一段温度℃
227下吹压力(kg)
250间隙吹气时间(S)
15
原料干燥时间(H)
4
调校员:确认:审核:
结论
在三个月的毕业设计过程中，我由于工作原因，将毕业设计的题目由《自动旋转门》改成了与工作相关的《PC 桶吹塑工艺介绍》。在改编题目后，我查资料，找老师，找师傅，最终顺利的完成了这份毕业论文。当然，由于工作比较忙，没多少时间的原因，论文多多少少存在一定的缺陷和纰漏。吹塑制品，在当今的社会生活中，势必不可少的，它已经成为了当今塑料成型中的重点。自从吹塑工艺诞生以来，它冲击着传统材料市场，尤其是液体包装容器。吹塑成型得到了飞速的发展，其加工工艺，可加工材料的特性和范围也得到了很大的发展。我觉得写这个论文是非常有意义的，能在以后的工作中提供很好的帮组。些这篇论文，我学到了很多工作经验。能投身到吹塑工艺的工作中去，我觉得很有前途！
致谢
论文完成，三年的大学生活即将结束，感慨万千！
首先，感谢我的大学。三年来，我时刻体会着学校严肃的科学态度，严谨的治学精神，老师们精益求精的工作作风，我想这是我一生都会铭记于心的。从专业课学习，课题选择、开题，到查找资料、系统学习、论文写作，整个过程，学校都倾注了大量的心血，为我们指定老师进行指导。再次我要感谢我的毕业设计指导老师唐建兵老师，正是在唐老师科学、严谨的指导下，我的毕业设计课题才能顺利进行，这篇毕业论文也才得以顺利完成。唐老师不仅在学习上对我严格要求，在日常工作和生活中也给予我非常多的帮助和意见，给予我很多的宽容、理解。再次向我的毕业设计指导老师唐老师表示深深的敬意和感谢！
还要感谢的是负责我们班的毕业设计的陈云松老师，由于完成这篇论文前我已经在蓝光饮品集团公司工作。所以，临时将最初的毕业设计《自动旋转门》改成与工作相关的《PC 桶吹塑成型工艺》，对于我的这个决定，陈老师给了我们很大的鼓励和支持，并且悉心指导，从而使我顺利完成了这次的毕业论文。再次表示感谢！
最后，我还要感谢我们班的班主任黄斌博士、辅导员官芯如老师，以及教研室的其他教员和工作人员，还有06425班和06426班的大学同学。他们在日常的工作和学习中都给予我很多的帮助和关心，谢谢！
参考文献
[1]赵东聚碳酸酯特性及其注塑成型工艺塑料开发
[2]陈志东光盘级聚碳酸酯及其注射成型工艺现代塑料加工应用[3]周健、王秋燕聚碳酸酯挤出吹塑成型工艺工程塑料应用[4]秦立洁聚碳酸酯中空成型工艺塑料[5]黄汉雄聚碳酸酯的吹塑成型工程塑料应用[6]郑会英聚碳酸酯纱管注射成型工艺塑料工程[7]吴利英聚碳酸酯的注射成型工艺工程塑料应用
[8]张华、李德群气辅注塑成型工艺过程及其关键技术塑料科技[9]周国发、赖家美
新型注塑成型工艺橡塑技术与装备