CN1151348A - 板坯吹塑成型的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板坯吹塑成型的方法及设备，该方法是先将加温塑化的物料送入板坯式模头，再由板坯式模头的储料缸将塑化物料挤推成板坯，板坯进入模具，随之吹入压缩空气对板坯进行吹胀作业，板坯成型并进行冷却定型，去除废边并检验入库，同时对废边及废品进行粉碎并返回自动上料程序，其设备的特点是在输送机出口处连接一板坯式模头，板坯式模头下部左、右两侧呈渐缩状，其前、后两侧呈扩张状，从而形成缝隙状开口，开口处设调节机构。

Description

板坯吹塑成型的方法及其设备

本发明涉及一种吹塑成型的方法，特别是一种板坯吹塑成型的方法，本发明还涉及该板坯吹塑成型方法的设备。

传统板坯成型方法，大都是由一次塑料加工和二次塑料加工组合完成，一次塑料加工的制品为片材或板材，二次塑料加工的制品是将片材或板材制成所需成型的制品，其工艺流程和相应设备简述如下：

1.一次塑料加工的工艺流程及设备，以挤塑机成型片材或板材为例：工艺流程如图1，备料程序是将物料输入机筒，在机筒内对物料进行压实和混合处理，利用机筒内机具运作产生的摩擦热和筒壁外加热器的加热，使物料呈熔融状态，经预定结构的模具使熔融的物料成型，然后离模引出经冷却系统冷却后定型，制成片材或板材，经卷取或截断等程序后提供成品。这一工艺过程由供料系统、挤塑机和后续设备组成，设备庞大复杂，且加工过程中的加热、冷却、控制和机械传动等环节均需消耗较大的能量。

2.二次塑料加工的工艺流程及设备，以热成型机为例，各种热塑性塑料片材或板材成型的成型方法有真空成型、压力成型、对模成型以及上述方法组合成型，所有这些成型技术，都需用预制的热塑性塑料片材，其工艺过程如图2所示，加工时将塑料片材101以其夹具102夹持，并随之加热复上模具103如图3，塑料片材101加热后软化，在模具103下方出口104抽真空，塑料片材101在外界大气压力作用下下沉贴合于成型的模具103上，如图4，塑料片材101在模具103中成型，经清边后即成板坯成型的制品105，如图5。上述工艺过程是阴模成型，阳模成型的工艺过程相同，仅模具有差别，对模成型如图6、7、8，它是以阴阳模205、203配合，藉柱塞202驱动阳模203，将夹具204支持经加热的塑料片材201，模压成型为制成品206。上述工艺过程需要热成形机的相应模具配合完成，同样其设备也较多，加工过程中加热、抽真空(加压或机械传动)都需要消耗较大能量。

传统吹塑成型是生产塑料中空制品的方法之一，制品规格可从直径10毫米的小球以至2000升的容器，此种方法的特点：是将用注塑机或挤塑机预制的管状型坯置于两阴模构造的吹塑模具之间，闭模后，吹入空气使其吹胀成型，冷却后即可得制成品，此种方法，类似上述两次板坯成型所产生的设备多、耗能大等缺陷；改进的吹塑机(又称中空制品成型机)有三大类，即挤出吹塑机、注射吹塑机和特殊结构吹塑机，以挤出吹塑机为例：它是挤出机、吹塑机和合模机构的组合体，由供料、挤出装置、型坯模头、吹胀装置、合模机构、型坯厚度控制系统和加热系统等组成，其中型坯模头是决定吹塑制品质量的重要部件之一，通常有侧进料型模头，如图9，它包括有进料口301，储料缸302和模心303等构件，图10是中央进料型模头，也包括进料口301、储料缸302和模心303等构件；挤出吹塑机的工艺流程如图11，颗粒或粉状塑料作为该工艺流程的原料，经输送系统自动上料，由自动干燥机对物料进行除湿干燥，通常以螺旋式输送装置将经过加温塑化的物料送入模头，由模头的储料缸将塑化物料挤出，合模机构将模具收合，吹气装置吹气形成中空成型制品，冷却系统对成型制品进行冷却定型，去除制品的废边并对桶口作必要修正，制品进入烘道去应力，经检验后成品入库，完成中空成型制品的一个完整流程。现有板坯成型的方法及设备，存在下列问题：能量消耗大，从粉粒状物料到成型制品需经两次加工完成，其热能与电能消耗量均较大；设备复杂，设备使用费用也高，如上述示例，必须配备挤塑机与热成型机两套设备以及其相应的配套系统，才能完成加工过程；模具费用高，在二次加工中都需要配置相应模具；操作费用高，设备折旧费、操作工序增加的人力费用、辅助工序如检验、运输和贮存的费用增加；废品利用率低，尤其是在第一次加工中剪裁多余的板材或片材，均不加利用；精度低，在热成型机的吸塑操作(抽真空)中，不论采用阴模或阳模成型方式，均很难达到制品要求较高的精度；吹塑机，特别是挤出吹塑机，其工艺流程是从粉、粒状物料至制成品，在一套设备中一次完成，具有克服上述缺陷的潜在能力，但在现有的板坯成型方法中，仍然没有加以利用。

本发明的目的是要提供一种板坯吹塑成型的方法，它可节药能源，简化设备和模具，降低操作费用，提高废品利用率和制品精度，并能节省原料，为此，本发明还要提供一种实施该方法的设备。

为达到上述目的，本发明的成型方法包括下述几个步骤，先将加温塑化的物料自进料口供入板坯式模头，再由板坯式模头的储料缸将塑化的物料挤推成板坯，板坯进入合模机构控制锁合的模具，随之吹气装置供入压缩空气对板坯进行吹胀作业，板坯按模具设定的形状成型，冷却系统对板坯成型的制品进行冷却定型，去除制品的废边并经检验入库，同时对检验检出的废品和废边进行粉碎并返回自动上料程序，加以利用。其设备是在螺旋式输送机的出口与板坯式模头的进口连接，板坯式模头储料缸的下部左、右两侧呈渐缩状，其前、后两侧呈扩张状，从而在储料缸的下底端形成一缝隙状开口，在开口两侧设调节板坯厚度的调节机构。

本发明提供的板坯吹塑成型方法及设备，具有下列优点：

1.降低能耗：由于从粉、粒状物料到成型制品是一次加工完成，和传统两次成型方法比较，其热能与电能的消耗量均明显减少。

2.设备简化，设备使用费降低，以一套吹塑机来代替传统成型方法的两套设备(如挤塑机和热成型机)，其相应配套设备也减少，设备购置费用降低，实现一机多用的目的，且其维护费也随之降低。

3.模具费用减低，不再需要二次加工的两套模具。

4.降低操作费用，由于一次加工的操作程序大大减少，相应人员也随之减少，常用的生产消耗性费用也降低，同时设备折旧、检验、运输、贮存等辅辅助工序也减少，因而进一步降低加工操作费用。

5.提高废品利用率，不论清除的废边或检出的废品，都能经粉碎后重新作为制作原料，进入上述入加工过程，使其废品得到充分利用。

6.提高制品的尺寸精度，在传统的吸塑作业中，制品的尺寸精度，尤其是厚度，很难控制，而吹塑成型利用调整节机构的精确控制，可以得精度极高的制品。

7.充分利用吹塑机特点，仅改变少量设备，符合经济效益原则。

下面结合实施例及其附图对本发明作进一步详细说明。

图1是挤塑机成型板材工艺流程框图。

图2是热成型机作板坯成型的工艺流程框图。

图3是热成型机吸塑操作示意图(一)。

图4是热成型机吸塑操作示意图(二)。

图5是热成型机吸塑操作示意图(成品)。

图6是热成型机对模成型操作示意图(一)。

图7是热成型机对模成型操作示意图(二)。

图8是热成型机对模成型操作示意图(成品)。

图9是吹塑机侧进料型模头示意图。

图10是吹塑机中央进料型模头示意图。

图11是吹塑机作中空制品的工艺流程框图。

图12是吹塑机作板坯成型的工艺流程框图。

图13是吹塑机作板坯成型的设备示意图。

图14是图13中A-A剖视示意图。

图15是吹塑机作板坯成型操作示意图(一)。

图16是吹塑机作板坯成型操作示意图(二)。

图17是吹塑机作板坯成型操作示意图(成品)。

图18是吹塑机作板坯成型的设备另一实施例示意图(一)。

图19是图18中的B-B剖视示意图。

图20是吹塑机作板坯成型操作另一实施例示意图(一)。

图21是吹塑机作板坯成型操作另一实施例示意图(二)。

图22是吹塑机作板坯成型操作另一实施例示意图(成品)。

参照图12，图示板坯吹塑成型的工艺流程，首先准备原料，通常为颗粒状或粉状的塑料原料，该物料由操作流程中的输送系统送入大都是自动进行，称为自动上料程序，送入的物料由自动干燥装置进行除湿干燥，以保证制品的质量，经除湿干燥的物料自料斗6进入螺旋式输送机7，如图13、18所示，在螺旋式输送机7中，由物料绞送过程产生的摩擦热和螺旋式输送机7外侧设置的加热器8对物料进行加热，粉、粒状的塑料经加温塑化，通常加温温度控制在80℃至380℃，并自螺旋式输送机7的出口71送出，随之从进料口11供入板坯式模头1，再由板坯式模头1的储料缸12将塑化物料推挤成板坯3，板坯3厚度及其尺寸精度由调整机构控制，成型的板坯3进入模具4位置，由合模机构控制模具4合模并夹持板坯3的周侧边，随后吹气装置供入压缩空气对板坯3进行吹胀作业，压缩空气的工作压力为0.2MPa至3MPa，并以控制模头1的储料缸12的出料间隙，达到了所需的制品壁部厚度及其尺寸精度的要求，板坯3按模具设定的形状成型，图15、16、17是吹塑机作板坯成型的操作过程示意图，图中箭头表示吹气装置供入的压缩空气，塑化的板坯3在空气压力作用下，伸胀变形靠贴于阴模4，成型为制品5的结构形状，和抽真空方法比较，其空气压力能得到更准确的控制，因此，就可获得精度较高的吹塑成型制品5，制品5在冷却系统的作用下作冷却定型，脱模取出后去除制品的废边，并经检验入库，同时对检验捡出的废品和去除的制品废边送往粉碎机进行粉碎，粉碎后的粉、粒状塑料作为备料，并返回自动上料程序，整个工艺过程完成一个循环，且废料充分得到回收利用。板坯吹塑成型方法也可制成框架型结构，此时，所用的设备和模头2如图18、19所示，其工艺主流程和上述图12所示的流程相同，仅在储料缸挤出板坯和合模吹气成型两程序中，其区别特点是板坯式模头2将两张板坯3送入模具4，吹气装置将压缩空气送入二板坯3之间进行吹胀作业，二板坯3按模具设定形状成型为框架型结构。如图20、21、22所示，图20为模具4夹持二板坯3，图21为吹胀作业中压缩空气对二板坯3施压状态，图22为制成的框架型结构制件。

在吹塑机完成上述板坯吹塑成型的方法中，其所用设备包括吹塑机及其配套设备，如贮存设备、输送系统、自动干燥机、料斗6、螺旋式输送机7、加热装置8、合模机构、模具、模头1、2、吹气装置和冷却装置等。吹塑机用于板坯吹塑成型的主要特点是采用板坯式模头1，如图13、14所示，螺旋式输送机7的出口71与板坯式模头的进口11连接，板坯式模头1包括有进口11、储料缸12、调节螺钉13、调节板14、模心、旋转机构和挤推活塞，与普通吹塑机模头不同的是，储料缸12的下部左、右两侧呈渐缩状，其前、后两侧则呈扩张状，从而在储料缸12的下底端形成一缝隙状开口15，开口15的长度为板坯3的宽度，开口15的缝隙宽度为板坯3的厚度，在开口15两侧设调节板坯3厚度的调节机构，调节机构的特点是在储料缸12的下部呈倾斜收缩，其两侧对称形成的调节斜槽面121，在斜槽面121上配置呈楔形的调节板14，调节板14上端设调节螺孔，调节螺钉13穿设于储料缸12斜槽面121上方的凸缘122的通孔与调节螺孔连接，并设置卡环保持调节螺钉只能在通孔中旋转而不会产生往复移动，当转动调节螺钉13时，可牵引调节板14沿着斜槽面121移动，调节板14上移时，开口15的缝隙宽度增加，板坯3厚度增大，反之下移，板坯3厚度减小，调节板14两侧对称调节，可保证板坯3的质量；为了自动控制调节，调节螺钉13可由一液压油缸替代实现调节板14的移动，即在储料缸12的凸缘122上固设油缸，再将油缸中的柱塞连接于调节板14以控制调节板14的往复移动。

操作时，塑化的物料在旋转机构的搅动下呈均匀进入储料缸12和模心构成的环状空腔内，再由推挤活塞将物料推挤自开口15送出，此时物料形成板片状的板坯3，由合模机构带动模具4夹持板坯3，按上述板坯吹塑成型工艺过程，完成整个成型作业。

当制作框架型结构时，采用另一种结构的模头，如图18、19所示，模头2的储料缸22的下部左、右两侧呈渐缩状，其前后两侧则呈扩张状，从而在储料缸12的下底端形成一缝隙状开口25，开口25的长度为板坯3的宽度，开口25的中间插入模心26的片状尖端261，将开口25分成左、右两部分，在开口25两侧设调节板坯3厚度的调节机构，调节机构的特点是在储料缸22下部呈倾斜收缩，其两侧对称形成调节斜槽面221，在斜槽面221上配置楔形调节板24，调节板24的上端设调节螺孔，调节螺钉23穿设于储料缸22斜槽面221上方的凸缘222的通孔中，并设置卡环保持调节螺钉23能在通孔中旋转而不会产生往复移动；由模心26的片状尖端261和二楔形调节板24在开口25中形成两个缝隙状开口，当转动调节螺钉23时，可牵引调节板24沿着斜槽面221移动，调节板24上移时，开口25的缝隙宽度增加，板坯3厚度增大，反之下移，板坯3厚度减小，利用上述结构，由模头2同时挤出二块板坯3，实现框架型结构制件的操作，其操作过程和单板坯时相同，其调节机构也可采用液压油缸替代调节螺钉实现调节板24的往复移动。

Claims (8)

1.一种板坯吹塑成型的方法，先将粉、粒状塑料经输送系统自动上料，由自动干燥装置对物料进行除湿干燥，物料经料进入螺旋式输送机，并在输送过程中进行加温塑化，其特征在于：板坯吹塑成型的方法包括下述工艺步骤，先将加温塑化的物料自进料口供入板坯式模头(1)，再由板坯式模头(1)的储料缸(12)将塑化物料推挤成板坯(3)。板坯(3)进入合模机构控制锁合的模具(4)，随之吹气装置供入压缩空气对板坯(3)进行吹胀作业，板坯(3)按模具设定的形状成型，冷却系统对板坯成型的制品(5)进行冷却定型，去除制品的废边并经检验入库，同时对检验出的废品和废边进行粉碎并返回自动上料程序。

2.根据权利要求1所述的板坯吹塑成型的方法，其特征是加温塑化的控制温度范围是80℃至380℃。

3.根据权利要求1所述的板坯吹塑成型的方法，其特征是吹胀作业的压缩空气压力为0.2MPa至3MPa。

4.根据权利要求1所述的板坯吹塑成型的方法，其特征是控制模头(1)的储料缸(12)的出料间隙以控制制品壁部厚度及其尺寸精度的要求。

5.根据权利要求1所述的板坯吹塑成型的方法，其特征是板坯式模头(2)将两张板坯(3)送入模具(4)，吹气装置将压缩空气送入二板坯(3)之间进行吹胀作业，二板坯(3)按模具设定形状成型为框架型结构。

6.实现权利要求1所述板坯吹塑成型方法中的设备，由输送系统、自动干燥机、料斗、螺旋式输送机、加热装置、合模机构、模具、模头、吹气装置、冷却装置组成，其特征在于：螺旋式输送机(7)的出口(71)与板坯式模头(1)的进口(11)连接，板坯式模头(1)储料缸(12)的下部左、右两侧呈渐缩状，其前、后两侧呈扩张状，从而在储缸(12)的下底端形成一缝隙状开口(15)，在开口两侧设调节板坯(3)厚度的调节机构。

7.根据权利要求6所述的板坯吹塑成型方法中的设备，其特征是调节机构在储料缸(12)下部两侧设调节斜槽面(121)上配置调节板(14)，调节螺钉(13)穿设于凸缘(122)的通孔与调节板(14)连接。

8.根据权利要求6所述的板坯吹塑成型方法中的设备，其特征是储料缸(22)的下底端开口(25)的中间插入模心(26)的片状尖端(261)，将开口(25)分成左、右两个缝隙状开口。

Images