Выдувное формование
Выдувное формование (или формование ) — это производственный процесс формирования полых пластиковых деталей. Он также используется для формирования стеклянных бутылок или других полых форм.
В общем, существует три основных типа выдувного формования: экструзионное формование с раздувом, литьевое формование с раздувом и литьевое формование с раздувом и растяжением.
Процесс выдувного формования начинается с размягчения пластика путем нагревания заготовки или заготовки . Заготовка представляет собой трубчатый кусок пластика с отверстием на одном конце, через которое может поступать сжатый воздух.
Затем пластиковую заготовку зажимают в форме и в нее нагнетают воздух. Давление воздуха надувает пластик, который принимает форму. Как только пластик остынет и затвердеет, форма открывается и деталь выбрасывается. Водяные каналы внутри формы способствуют охлаждению.
История
[ редактировать ]Принцип процесса исходит из идеи выдувания стекла . Енох Фернгрен и Уильям Копитке изготовили машину для выдувного формования и продали ее компании Hartford Empire Company в 1938 году. Это было началом коммерческого процесса выдувного формования. В 1940-е годы разнообразие и количество продукции все еще были очень ограниченными, поэтому выдувное формование стало популярным лишь позже. Как только разнообразие и темпы производства увеличились, вскоре последовало и количество создаваемых продуктов.
Технические механизмы, необходимые для изготовления полых заготовок методом выдувания, были созданы очень рано. Поскольку стекло очень хрупкое, после появления пластика в некоторых случаях пластик стал использоваться вместо стекла. Первое массовое производство пластиковых бутылок было осуществлено в Америке в 1939 году. Чуть позже эту технологию начала использовать Германия, но в настоящее время она является одним из ведущих производителей выдувных машин.
США В индустрии безалкогольных напитков количество пластиковых контейнеров выросло с нуля в 1977 году до десяти миллиардов штук в 1999 году. Сегодня выдувается еще большее количество продукции, и ожидается, что оно будет продолжать расти.
Для аморфных металлов , также известных как объемные металлические стекла, недавно было продемонстрировано выдувное формование при давлениях и температурах, сравнимых с выдувным формованием пластика. [1]
Типологии
[ редактировать ] | Этот раздел может потребовать очистки Википедии , чтобы соответствовать стандартам качества . Конкретная проблема: он плохо читаем . ( февраль 2020 г. ) |
Экструзионно-выдувное формование
[ редактировать ]
При экструзионно-выдувном формовании пластик плавится и выдавливается в полую трубку, образующую трубчатый кусок пластика с отверстием на одном конце для сжатого газа, известный как заготовка. Заготовку захватывают путем закрытия ее в охлаждаемую металлическую форму. Воздух вдувается в заготовку, раздувая ее до формы полой бутылки , контейнера или детали. После остывания пластика форму открывают и извлекают деталь. [2]
«Прямая экструзия с раздувом — это способ продвижения материала вперед, аналогичный литью под давлением , при котором винт Архимеда вращается, подавая пластиковый материал в нагретую трубку. Как только пластик расплавляется, шнек перестает вращаться и движется линейно, выталкивая расплав. Аккумуляторный метод: аккумулятор собирает расплавленный пластик, и после того, как предыдущая форма остыла и накопилось достаточно пластика, стержень выталкивает расплавленный пластик и формирует заготовку. В этом случае шнек может вращаться непрерывно или с перерывами. [3] При непрерывной экструзии вес заготовки тянет ее и затрудняет калибровку толщины стенок. В методах накопительной головки или возвратно-поступательного шнека используются гидравлические системы для быстрого выталкивания заготовки, уменьшая влияние веса и позволяя точно контролировать толщину стенки путем регулировки зазора матрицы с помощью устройства программирования заготовки.
Экструзионное оборудование непрерывного действия включает в себя системы выдувного формования с вращающимся колесом и челночное оборудование , а экструзионное оборудование периодического действия включает в себя оборудование с возвратно-поступательным шнеком и оборудование с аккумуляторной головкой .
Тримминг вращения
[ редактировать ]В таких контейнерах, как банки, часто бывает избыток материала из-за процесса формования. Его обрезают путем вращения режущего лезвия вокруг контейнера, который отделяет материал. Излишки пластика затем перерабатываются для создания новых молдингов. Спин-триммеры используются для обработки ряда материалов, таких как ПВХ, ПЭВП и ПЭ+ПЭНП. Различные типы материалов имеют свои физические характеристики, влияющие на обрезку. Например, молдинги, изготовленные из аморфных материалов, подрезать гораздо сложнее, чем из кристаллических материалов. Лезвия с покрытием из нитрида титана часто используются вместо стандартной стали, чтобы увеличить срок службы в 30 раз.
Инжекционно-выдувное формование
[ редактировать ]
Процесс литья под давлением с раздувом ( ИБМ ) используется для производства полых стеклянных и пластиковых предметов в больших количествах. В процессе IBM полимер наносится литьем на стержень; затем стержень поворачивается на станцию выдувного формования, где он надувается и охлаждается. Это наименее используемый из трех процессов выдувного формования, и его обычно используют для изготовления небольших медицинских и одноразовых бутылок. Процесс разделен на три этапа: впрыск, продувка и выброс.
Машина для литья под давлением с раздувом основана на цилиндре экструдера и шнековом узле, который плавит полимер . Расплавленный полимер подается в коллектор горячего литника, где он впрыскивается через сопла в нагретую полость и стержень стержня. Полая форма формирует внешнюю форму и зажимается вокруг стержня, который формирует внутреннюю форму заготовки. Преформа состоит из полностью сформированного горлышка бутылки/банки с прикрепленной толстой трубкой из полимера, которая будет формировать корпус. По внешнему виду похож на пробирку с резьбовым горлышком.
Форма для преформы открывается, стержень вращается и зажимается в полуй охлажденной выдувной форме. Конец стержня открывается и пропускает в заготовку сжатый воздух, который надувает ее до формы готового изделия.
После периода охлаждения выдувная форма открывается, и стержень поворачивается в положение выброса. Готовое изделие отделяется от стержня и, как вариант, перед упаковкой может быть проверено на герметичность. Преформа и выдувная форма могут иметь множество полостей, обычно от трех до шестнадцати, в зависимости от размера изделия и требуемой производительности. Имеется три набора стержней, которые позволяют одновременно впрыскивать, выдувать и выбрасывать преформы.
Инжекционное формование с раздувом и растяжением
[ редактировать ]Инжекционное формование с раздувом и вытягиванием имеет два основных метода: одноэтапный и двухэтапный. Затем одноэтапный процесс снова разбивается на машины с 3 и 4 станциями.
Одноступенчатый
[ редактировать ]В одностадийном процессе изготовление преформ и выдув бутылок выполняется на одной и той же машине. Более старый метод литья под давлением, повторного нагрева, вытяжки и выталкивания с четырьмя станциями обходится дороже, чем машина с тремя станциями, которая исключает стадию повторного нагрева и использует скрытое тепло в заготовке, что экономит затраты на энергию для повторного нагрева и сокращает использование оснастки на 25%. . Объяснение процесса: представьте себе, что молекулы представляют собой маленькие круглые шарики, когда вместе они имеют большие воздушные промежутки и небольшой поверхностный контакт. Сначала молекулы растягиваются вертикально, а затем дуют, чтобы растянуться горизонтально. Двухосное растяжение придает молекулам крестообразную форму. Эти «кресты» соединяются друг с другом, оставляя мало места, так как соприкасается с большей площадью поверхности, что делает материал менее пористым и увеличивает барьерную прочность против проникновения. Этот процесс также увеличивает крепость, что делает его идеальным для наполнения газированными напитками.
Двухступенчатый
[ редактировать ]В двухэтапном процессе литьевого формования с вытяжкой и раздувом пластик сначала формуется в «преформу» с использованием процесса литья под давлением. Эти преформы производятся с горлышками бутылок, имеющими резьбу («отделку») на одном конце. Эти преформы упаковываются и позже (после охлаждения) подаются в машину для выдувного формования с разогревом и вытяжкой. В процессе ISBM преформы нагреваются (обычно с использованием инфракрасных нагревателей) выше температуры стеклования, а затем выдуваются воздухом под высоким давлением в бутылки с использованием металлических выдувных форм. В ходе процесса преформа всегда растягивается с помощью стержня.
См. также
[ редактировать ]
- Продувка-заполнение уплотнения
- Гравиметрический блендер
- Молд-А-Рама
- Молдинг
- Машина для формования пластика
- Гидроформинг
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ян Шроерс; Томас М. Ходжес; Золотой Кумар; Хари Раман; Энтони Дж. Барнс; Куок Фам; Теодор А. Ванюк (февраль 2011 г.). «Термопластичное выдувное формование металлов» . Материалы сегодня . 14 (1–2): 14–19. дои : 10.1016/S1369-7021(11)70018-9 .
- ^ Джон Фоглер (1984). Малая переработка пластмасс . Публикация промежуточных технологий. п. 6.
- ^ Технология экструзионно-выдувного формования, публикации Hanser Gardner, ISBN 1-56990-334-4
Библиография
[ редактировать ]- Ли, Норман (1990), Справочник по выдувному формованию пластмасс , Ван Ностранд Рейнхольд, ISBN 978-0-442-20752-6 .
- Ли, Норман (2006), Практическое руководство по выдувному формованию , Smithers Rapra Technology, ISBN 978-1-85957-513-0 .
- Ли, Норман (2008), Руководство по проектированию выдувного формования (2-е изд.), Hanser-Gardner Publications, ISBN 978-1-56990-426-8 .
- Экструзионно-выдувное формование, публикации Hanser-Gardner, ISBN 1-56990-334-4
- Оттмар Брандау, Stretch Blow Molding, PETplanet Publisher GmbH, ISBN 3-9807497-2-Х
- Ям, КЛ, «Энциклопедия упаковочных технологий», John Wiley & Sons, 2009 г., ISBN 978-0-470-08704-6
