局部抽真空對優(yōu)化擠出吹塑中空工業(yè)制件壁厚均勻性的分析

局部抽真空對優(yōu)化擠出吹塑中空工業(yè)制件壁厚均勻性的分析從擠出吹塑中空工業(yè)制件壁厚不均勻原因分析出發(fā),提出擠出吹塑成型中局部抽真空的方法,建立了抽真空系統(tǒng)。然后,通過擠出吹塑成型中局部抽真空工藝優(yōu)化制件壁厚,使制件壁厚的方差由0.4739減小到0.1303,制件壁厚均勻性大大提高,為中空工業(yè)制件的壁厚優(yōu)化提供了一種有效方法。

中空擠出吹塑技術(shù)適用于PE、PP、PVC、熱塑性工程塑料、熱塑性彈性體等聚合物及各種共混物成型,主要用于日用品、化工原料和醫(yī)藥用瓶、桶、壺、罐等中空制件。目前,開始用于成型汽車儀表盤、保險杠、油箱、進氣管和排氣管、工具箱等大量形狀復(fù)雜的中空工業(yè)制件。由于擠出設(shè)備造價低、適應(yīng)性較強,可成型性能較高、形狀復(fù)雜的中空制件等優(yōu)點。近年來得到迅速發(fā)展,目前已成為繼塑料擠出成型、注射成型外的第三大成型方法。

但是,擠出吹塑成型制件普遍存在壁厚不均勻的問題,特別是對于形狀復(fù)雜的中空工業(yè)制件,已成為制約擠出吹塑發(fā)展的重大瓶頸。由于工業(yè)制件,在吹塑過程中,各部位的變形量不同,導(dǎo)致制件壁厚分布不均勻,不僅影響制品的使用性能,而且加大原材料消耗,增加生產(chǎn)成本,延長成型周期,降低生產(chǎn)效率。

1、分析

1.1、制件壁厚不均勻的原因分析

本課題以工業(yè)制件-塑料油箱為研究對象,如圖1所示。從圖中可以看出制件形狀不對稱,與一般的對稱的中空容器相比,形狀構(gòu)造較復(fù)雜,是一典型的中空工業(yè)制件。圖2表示塑料油箱制件及剖件,其平直段壁厚較厚,有6~7.5mm,而制件拐角等部位壁厚較薄,只有1.5~2mm,壁厚分布極不均勻。

圖1油箱塑件圖

圖2塑料油箱制件及剖件

產(chǎn)生壁厚不均勻的原因是型坯各部位變形不均勻(吹脹比不同)導(dǎo)致的。因為型坯吹脹過程可分為自由吹脹階段與約束吹脹階段兩個階段。從吹脹壓力進入型坯開始到型坯與模具型腔壁接觸時止稱之為自由吹脹階段,在這一階段,型坯各個方向的形變都不受約束,因而型坯可在任意方向膨脹變形,因此型坯變形比較均勻。當(dāng)型坯與模具型腔壁接觸時起到型坯完全與模具內(nèi)壁接觸時止稱之為約束吹脹階段,在這一階段,當(dāng)型坯與模具型腔接觸后,受模具冷卻作用,溫度下降,粘度增大,不再發(fā)生變形,吹脹比小,壁厚較厚;而沒有接觸型腔的型坯,溫度相對較高,粘度較小,還要繼續(xù)變形,吹脹比大,壁厚較薄,最終導(dǎo)致整個制件壁厚不均勻。對于工業(yè)制件,形狀更復(fù)雜,自由變形階段更短,約束吹脹階段更長,壁厚不均勻現(xiàn)象更加嚴(yán)重。

考慮試驗條件,不能夠在工廠做實驗。為了能在實驗室現(xiàn)有設(shè)備上開展課題研究,將塑件的長、寬、高縮小1/3左右,其長為70mm,寬為29mm,高為65mm,凸緣高度為8~11mm,如圖3所示。

4、結(jié)論

本文以工業(yè)制件塑料油箱為研究對象,提出了擠出吹塑成型與局部抽真空工藝相結(jié)合的方法,可以得出以下結(jié)論:

(1)采用擠出吹塑成型中局部抽真空工藝是可行的,在成型過程中能夠大大延長型坯的自由變形階段時間,增加型坯的均勻變形程度。

(2)通過擠出吹塑局部抽真空成型工藝,使制件壁厚的方差由0.4739減小到0.1303,制件壁厚均勻性大大提高,為中空工業(yè)制件的壁厚優(yōu)化提供了一種有效方法。