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吹塑成型(挤出吹塑与注射吹塑)

热的管坯或预制坯在模具中被吹胀

吹塑成型是在冷模具里把柔软的热塑料吹胀,制造中空塑料件,就像在盒子里吹气球。从洗发水到汽水,几乎所有塑料瓶都是这样做的。它速度快、单件成本低,但只能做中空的形状。

吹塑成型(挤出吹塑与注射吹塑):实拍照片
照片:dierk schaefer, CC BY 2.0, 来源: Wikimedia Commons
热塑料在冷模内像气球一样被吹胀,做出空心零件通往瓶子的两条主要路线的剖面A · 挤出吹塑:热管坯被夹闭并吹胀挤压机头管坯(热管)合模夹断吹吹气杆空气进打开并修边飞边被切掉B · 注射吹塑:已成型的瓶坯被拉伸并吹胀芯杆预成型件模具喷嘴成型瓶坯拉伸杆拉伸并吹胀无飞边,只有一个浇口点释放1234567塑料吹入空气熔体和加热器模具和工装
吹塑成型 · 挤出路线(4 幅图)和注射路线(3 幅图)带圈数字与下方步骤对应。A 行是挤出吹塑(第 1–4 步);B 行是注射吹塑(第 5–7 步)。

工作原理

  1. 挤出。 挤出机(带加热的螺杆,见第 3.3 课)把熔融塑料推过环形口模。一根热的垂吊管坯被挤出,称为型坯。

  2. 合模。 冷模具的两半合拢,夹住型坯。底部被夹紧封住,管子在顶部被切断。

  3. 吹气。 压缩空气(通常约 5–10 bar)通过吹针进入,把型坯吹胀贴紧模具壁,塑料在那里冷却定型。

  4. 开模与修边。 模具打开,容器取出。夹口处挤出的多余塑料(飞边)被切除并回收。

  5. 成型预制坯。 注射吹塑从预制坯开始:围绕芯棒注射成型的一个小而厚的试管状坯件。带螺纹的瓶口已经是最终形状。

  6. 拉伸并吹气。 温热的预制坯进入瓶子模具。对 PET 饮料瓶,拉伸杆先把它向下拉长,然后用最高约 40 bar 的空气吹胀。这称为拉伸吹塑。

  7. 脱模。 模具打开,瓶子取出,没有需要修剪的飞边。瓶底中心留下一个小小的浇口点。

许多 PET 瓶分两个独立步骤制造:预制坯在一个工厂注塑成型,然后在灌装线附近用红外灯重新加热并吹制。

关键数据

材料
挤出吹塑用聚乙烯(HDPE)和聚丙烯;饮料瓶用 PET 做拉伸吹塑;也可用 PVC 和聚碳酸酯
典型零件
瓶子、油桶、燃油箱、洒水壶、风管、大桶
零件尺寸
从几毫升的药瓶到约 1,000 升的储罐(挤出)
精度
外形通常在约 ±0.3 到 ±0.5 mm 之内;瓶口更精确;壁厚各处不一
表面质量
外表面光滑或有纹理,由模具复制;内侧从不接触任何工具
适合的批量
几万到数百万件
模具与设备成本
因为压力低,模具比注塑模便宜(常用铝,几千到几万美元);高速 PET 生产线的设备从几万到数百万美元
速度
小瓶每个型腔几秒一个,大储罐几分钟一个;大型 PET 机每小时能做几万个瓶子

优点与局限

优点

  • 快速制造一体式中空容器的实用方法
  • 模具成本低于注塑模
  • 重量轻、壁薄、产量极高
  • 可做出中空手柄、储罐和异形件(挤出)

局限

  • 只能做中空件;壁厚很难精确控制
  • 挤出吹塑会留下需要修剪的飞边和夹口疤痕
  • 内部形状不受控制;没有尖锐的内部特征
  • 注射吹塑和拉伸吹塑还需要预制坯模具,因此适合大批量

应用领域

  • 饮料PET 水瓶和汽水瓶
  • 家居用品洗涤剂和洗发水瓶、洒水壶
  • 汽车燃油箱、风管、玻璃水箱
  • 医疗与制药药瓶、滴眼液瓶
  • 工业油桶、大桶、1,000 升散装容器

如何识别

  • 挤出吹塑:瓶底有一条凸起的线或疤痕(夹口),两侧有一道分型线。
  • 作为容器一部分的中空手柄,如牛奶壶和油桶上的手柄。
  • 注射或拉伸吹塑:瓶底正中心有一个小点(浇口),没有夹口线。
  • PET 瓶:瓶口厚实、棱角分明,螺纹下方有一圈环,上方连着被拉伸的薄瓶身。

对比

观看

Spectra Packaging · 型坯、合模、吹气和修边,逐步演示

PLASTOTECH · 芯棒上的预制坯如何成型,然后被吹胀

Sidel · PET 预制坯被拉伸并吹成瓶子

Bekum Group · 一台大型挤出吹塑机正在工作

查看实拍照片

记住

  • 吹塑成型在冷模具里吹胀热塑料,制造中空件。
  • 挤出吹塑从垂吊的管坯开始,会留下飞边;注射吹塑从成型好的预制坯开始,不留飞边。
  • PET 饮料瓶由预制坯拉伸吹制而成,每小时几万个。

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