CN106738796A - 应用于二次或多次加工成型塑料产品上的精雕加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了应用于二次或多次加工成型塑料产品上的精雕加工方法，该方法应用高精度雕蚀工艺在注塑瓶胚的模具表面雕蚀图案，图案按吹涨时所能达到预期尺寸和效果的吹涨比适当缩小，运用二步法的工艺生产，将缩小的雕蚀在模具表面的图案印制在瓶胚上成型，图案随着瓶胚的拉伸、吹涨将由小跟着被拉伸、吹涨的比例增大而保留原有的精细和清晰度，得出的成型品的精雕图案能达到预设的理想效果，与一步法工艺生产的塑料产品的精雕图案相比效果一致或者更佳。

Description

应用于二次或多次加工成型塑料产品上的精雕加工方法
技术领域
本发明涉及塑料雕刻技术领域，尤其是涉及应用于二次或多次加工成型塑料产品上的精雕加工方法。
背景技术
目前精雕在塑料产品上的应用，主要用于注塑、注吹、吹塑工艺等一次性加工成型的产品上，产品表面上的精雕图案与在成型模具表面上雕刻的图案大小一致；通用的精雕方法如下：正常使用激光烧蚀在模具是直接一比一的雕刻图案(含logo)在成型模具表面，然后经过塑料加工工艺如注塑、吹塑、注吹等(温度从100°-400°)在螺杆内成熔融状态射、挤出螺杆进入模具成型，成型过程塑料体贴实而把该在模具上的图案(含logo)印制在塑料制品的表面上来转达一下信息、视觉、手感的图案予消费者。由于以上的过程是一比一的“印制”过程，该图案可以达到清晰，精细的效果。因塑料树脂从固体转为熔融固体的前提下直接经过射出压力或是压缩空气(4-35帕)在溶体塑料总密闭吹气使该塑料紧贴模具表面，即时冷却从而将雕刻好的图样“印制”在塑料表面上。
上述的精雕方法对于一些二次加工法或是二步法的塑料加工制品不能实现制造精细和清晰的图案(含logo)，主要的原因是二次加工法或是二步法的塑料加工制品不是在熔融状态下成型的，而是在固态情况(含瓶胚)仅是用加热棒(含红外加热棒)外置的加热(100°-400°)该塑料固体使该瓶胚达到一定热度来软化瓶胚形体再经过高压空气吹入、拉伸密闭的瓶胚、急速冷却而达到成型目的。即是可使用精细的激光雕蚀在模具以一比一的图样来进行，图案无法达到清晰或是精细。因此在市场上的二次加工法或是二步法成型的制品如注拉吹工艺是无法采用上述精雕方法实现清晰精细的图案。所以在市场上看到注拉吹的制品仅是用比较粗矿的图案(含磨砂效果)或是使用额外的工艺在成型好的制品上再进行单个雕刻，如此操作又存在以下缺点：1、粗糙，无法实现细小的字体和线条雕刻(0.1-10MM)；2、无法实行深浅雕刻带来的效果体现；3、无法防伪，防伪效果极差。
本次发明主要为攻破此工艺上的瓶颈，研究开发一种精雕加工方法应用在二次或多次加工工艺成型的塑料产品上，实现此类产品更加多元化的应用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种应用于二次或多次加工成型塑料产品上的精雕加工方法，该方法应用高精度的激光雕蚀来实现在二次或多次加工成型的注拉吹工艺制品上精雕，克服目前雕刻工艺的不足，改善外观、视觉、手感等效果以及具有高防伪效果。
本发明的技术方案为：应用于二次或多次加工成型塑料产品上的精雕加工方法，包括以下步骤：
S1、首先用高精度雕蚀工艺在注塑瓶胚的模具表面即型腔内壁雕蚀图案，图案是以反式形态雕蚀在模具表面的，其中，无规则图案、纹路可以不需要有正反之分，图案按吹涨时所能达到预期尺寸和效果的吹涨比适当缩小；
S2、运用二步法将熔融的塑料树脂注入已经雕蚀好图案的模具中，塑料树脂注塑成瓶胚，在熔融状态和射出压力的条件下，模具表面雕蚀好的图案一比一的“印制”在瓶胚上，图案将由小跟着被拉伸、吹涨的比例增大而保留原有的精细和清晰度，最终呈现出带有精雕印制图案的注拉吹成型品。
S2所述二步法步骤如下：
第一步：注塑成瓶胚
①把准备好的物料即塑料树脂放进料斗中或通过中央供料，物料输送至瓶胚注塑成型机的螺杆经熔融成流动状态；
②流动状态的物料进入带有雕蚀印制图案的注塑模中进行注塑成瓶胚，注塑模的精雕图案将在瓶胚表面形成，此图案为一个缩小版的图案，其设计的比例根据最终吹瓶的瓶身周长与瓶胚周长的比例而定；此步骤需要设定好模具温度、压力和时间，其中，模具温度关系到注塑瓶胚的性能并影响下一步的拉吹工艺，流动状态的物料形成瓶胚的加工过程中，模具温度应避免在所采用塑料树脂结晶速率快的温度区间；
③将步骤2已经印制好图案的瓶胚进行冷却定型，需迅速冷却至合适的温度；
④冷却定型后的瓶胚为半成品，待拉伸吹塑成型；
第二步：拉伸吹塑成型
①把半成品的瓶胚放进理胚机，瓶胚理顺后进入拉伸吹塑成型机内，瓶胚进行拉伸前预加热，需在短时间内加热到预定的温度，其中，预加热温度为100℃-300℃，加热时间为2-10分钟。
②加热后进行拉伸吹塑成型，瓶胚的精雕图案，将被拉伸至一定的比例，产品的精雕图案，由缩小版的瓶胚精雕图案至本步骤拉伸吹塑出的图案，图案的各线条、轮廓、大小得到一定的拉伸与扩展，呈现为最终的图案；
③冷却定型，呈现出最终带有精雕印制图案的注拉吹成型品。
所述塑料树脂包括但不限于PET、PETG、APET、PP、PS等。
本发明的有益效果为：本发明应用于二次或多次加工成型塑料产品上的精雕加工方法，该方法应用高精度雕蚀工艺在注塑瓶胚的模具表面雕蚀图案，图案按吹涨时所能达到预期尺寸和效果的吹涨比适当缩小，运用二步法的的工艺生产，将缩小的雕蚀在模具表面的图案印制在瓶胚上成型，图案随着瓶胚的拉伸、吹涨将由小跟着被拉伸、吹涨的比例增大而保留原有的精细和清晰度，得出的成型品的精雕图案能达到预设的理想效果，与一步法工艺生产的塑料产品的精雕图案相比效果一致或者更佳，具有高度的精度及清晰度；可自由编制细线、纹路、字体及图样；环保、安全。无需用其它附加工艺腐蚀该图样；高防伪效果、加工成本低廉等优点，同时不影响产品的其它功能效果如高透性、高密封性，提高了塑料制品附加价值和提升品牌创新。
附图说明
图1为本发明瓶胚至成型品时印制图案的变化示意图。
图中，1、瓶胚；2、成型品。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
应用于二次或多次加工成型塑料产品上的精雕加工方法，包括以下步骤：
S1、首先用高精度雕蚀工艺在注塑瓶胚的模具表面即型腔内壁雕蚀图案，由于注射出瓶胚后，还需经过拉伸吹塑成型为瓶子，因此其精雕图案为缩小版精雕图案，图案是以反式形态雕蚀在模具里，无规则图案、纹路可以不需要有正反之分，如果需要可以按吹涨比适当的将图案缩小，此比例计算可参考以下：
瓶子高度/瓶胚高度＝精雕图案在注塑模的纵向长度应缩小的倍数
瓶身周长/瓶胚身周长＝精雕图案在注塑模的模向长度应缩小的倍数
S2、运用二步法将熔融的塑料树脂注入已经雕蚀好图案的模具中，塑料树脂注塑成瓶胚，在熔融状态和射出压力的条件下，模具表面雕蚀好的图案一比一的“印制”在瓶胚上，图案将由小跟着被拉伸、吹涨的比例增大而保留原有的精细和清晰度，最终呈现出带有精雕印制图案的注拉吹成型品，如图1所示。
上述二步法的第一步注塑成瓶胚的整体方法为：把准备好的原料放进料斗中或通过中央供料，当原料为PET原料时，需对原料进行干燥处理，物料输送至瓶胚注塑成型机的螺杆经熔融成流动状态后，进入精雕的注塑模中，进行注塑成瓶胚后，冷却，脱模，最终生成待拉伸吹胀的瓶胚。
具体步骤如下：
1、物料的添加，当物料为PET时，需对物料进行干燥处理后，再进行物料的添加；
2、经处理好或调配好的物料被输送至料斗并在螺杆中加热熔融成流动状态；
3、注射瓶胚，本步骤中，注塑模的精雕图案将在瓶胚表面形成，此图案为一个缩小版的图案，其设计的比例根据最终吹瓶的瓶身周长与瓶胚周长的比例而定。此步骤需要设定好温度、压力、时间。模具温度关系到注塑瓶胚的性能并影响下一步的拉吹工艺，以PET为例，PET是结晶型聚合物，PET结晶速率在100-247度之间范围高，结晶快，因此流动状态的PET物料形成瓶胚的加工过程中应避免模具温度在此温度区间，模温降温需瞬间从熔融温度下降到结晶温度以下，需要用温度10-20度的冷冻水冷却并控制模温，即使用PET熔体下降到合适的温度，如20-50度，此时PET瓶胚的结晶度为3％以下，为无定型透明状态，有利于拉伸吹塑成型并确保精雕图案的精度；
4、瓶胚进行冷却定型，需迅速冷却为合适的温度；
5、一个半成品带有印制图案的瓶胚已生产出来待拉伸用。
上述二步法的第二步拉吹成型的整体方法：把准备好的瓶胚放进理胚机，瓶胚理顺后进入设备中，进行拉伸前加热，加热后进行拉伸吹塑成型，冷却，最终形成注拉吹成型品。
具体如下：
1、拉伸吹塑成型的前步骤工艺，理瓶胚机把瓶胚理顺后，按顺序进入拉伸吹塑成型机内；
2、瓶胚的拉伸前加热工序，此时需控制加热的温度，适用于塑料树脂的优选加热温度为100℃-300℃，以PET为例，合适的温度为100-110度，瓶胚在此范围内能保持一定的结晶速度，并能稳定地拉伸吹塑成型。另外还需控制加热的时间，需在短时间内加热到预定的温度100-110度，加热时间约2-10分钟；
3、拉伸吹塑成型，本步骤中，瓶胚的精雕图案，将被拉伸至一定的比例，使图案的大小与形状达到理想的目的。本工序需重点控制拉伸速率、拉伸长度、鼓气速率和吹塑空气压力。为使瓶子的强度高、气密性好，拉伸的速度适中以避免无法成型。拉伸比为2.0-3.0，吹塑空气在0.8MPa以上的条件时，产品的拉伸吹塑效果较好。产品的精雕图案，由缩小版的瓶胚精雕图案至本步骤拉伸吹塑出的图案，图案的各线条、轮廓、大小得到一定的拉伸与扩展，呈现为最终的图案；
4、成型品冷却定型并呈现出最终具有精雕图案的注拉吹成型品。
本次验证的产品材料为PET材料，本发明专利还可使用其它不同材料应用于注拉吹成型工艺上生产出具有精雕图案的塑料瓶。
试验结果：本发明专利所生产产品经过了二步法的工艺生产成型，得出的成型品的精雕图案达到理想的效果，与一步法工艺生产的塑料产品的精雕图案效果一致，同时不影响产品的其它功能效果如高透性、高密封性等。
本发明的高精度雕蚀工艺，为使用脉冲光纤激光器的激光蚀刻工艺，脉冲光纤激光器是在高频率将预定义的材料模型基于一个完全数字化的过程纹理映射软件自动执行激光蚀刻的激光机器，操作过程如下：1、客户提供3d模具文件(涉及纹理、深度等)和确认材质；2、工程师使用3d软件程序，计划使用3d软件的信息；3、模拟激光应用在实际的应用程序；4、查明机器上的模具位置；5、执行计划,激光机器将模具材料一层一层地移除导致纹理，蚀刻出所需的纹理，纹理可以进一步被我们的激光抛光机来实现一个特定级别的波兰。模具可以进一步被外部抛光，镀铬或其它金属等等。蚀刻精度：X、Y、Z轴可达0.1-0.015MM之间；B、C轴可达0.1-0.02°之间。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.应用于二次或多次加工成型塑料产品上的精雕加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先用高精度雕蚀工艺在注塑瓶胚的模具表面即型腔内壁雕蚀图案，图案是以反式形态雕蚀在模具表面的，其中，无规则图案、纹路可以不需要有正反之分，图案按吹涨时所能达到预期尺寸和效果的吹涨比适当缩小；
S2、运用二步法将熔融的塑料树脂注入已经雕蚀好图案的模具中，塑料树脂注塑成瓶胚，在熔融状态和射出压力的条件下，模具表面雕蚀好的图案一比一的“印制”在瓶胚上，图案将由小跟着被拉伸、吹涨的比例增大而保留原有的精细和清晰度，最终呈现出带有精雕印制图案的注拉吹成型品。
2.根据权利要求1所述的应用于二次或多次加工成型塑料产品上的精雕加工方法，其特征在于，S2所述二步法步骤如下：
第一步：注塑成瓶胚
①把准备好的物料即塑料树脂放进料斗中或通过中央供料，物料输送至瓶胚注塑成型机的螺杆经熔融成流动状态；
②流动状态的物料进入带有雕蚀印制图案的注塑模中进行注塑成瓶胚，注塑模的精雕图案将在瓶胚表面形成，此图案为一个缩小版的图案，其设计的比例根据最终吹瓶的瓶身周长与瓶胚周长的比例而定；
③将步骤2已经印制好图案的瓶胚进行冷却定型，需迅速冷却至合适的温度；
④冷却定型后的瓶胚为半成品，待拉伸吹塑成型；
第二步：拉伸吹塑成型
①把半成品的瓶胚放进理胚机，瓶胚理顺后进入拉伸吹塑成型机内，瓶胚进行拉伸前预加热，需在短时间内加热到预定的温度；
②加热后进行拉伸吹塑成型，瓶胚的精雕图案，将被拉伸至一定的比例，产品的精雕图案，由缩小版的瓶胚精雕图案至本步骤拉伸吹塑出的图案，图案的各线条、轮廓、大小得到一定的拉伸与扩展，呈现为最终的图案；
③冷却定型，呈现出最终带有精雕印制图案的注拉吹成型品。
3.根据权利要求2所述的应用于二次或多次加工成型塑料产品上的精雕加工方法，其特征在于，所述流动状态的物料进入带有雕蚀印制图案的注塑模中进行注塑成瓶胚，此步骤需要设定好模具温度、压力和时间，其中，模具温度应避免在所采用塑料树脂结晶速率快的温度区间。
4.根据权利要求2所述的应用于二次或多次加工成型塑料产品上的精雕加工方法，其特征在于，所述瓶胚进行拉伸前预加热，其加热条件是：预加热温度为100℃-300℃，时间2-10分钟。
5.根据权利要求1至4之一所述的应用于二次或多次加工成型塑料产品上的精雕加工方法，其特征在于，所述塑料树脂包括但不限于PET、PETG、APET、PP、PS。
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Inventor after: Zhang Meizhen

Inventor after: Zhang Xinqin

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