單層小型擠吹中空塑料成型機(jī)

　　目前，單層小型擠吹中空塑料成型機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)比較成熟，今后，主要是向高效率、高生產(chǎn)率、多工位、多功能方向發(fā)展。

“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)

　　對(duì)“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)的研究開(kāi)發(fā)包括主機(jī)和模具兩個(gè)方面。由于注拉吹中空塑料成型機(jī)是主機(jī)與模具兩者結(jié)合的設(shè)備，所以，從對(duì)整機(jī)的重要性來(lái)說(shuō)，主機(jī)只占整機(jī)的40%，而模具要占整機(jī)的60%。因此，模具是“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)的研制重點(diǎn)，而注射型坯的模具又是模具中的研制重點(diǎn)。主機(jī)的研究重點(diǎn)則是轉(zhuǎn)盤運(yùn)轉(zhuǎn)的高速度及定位的穩(wěn)定性。例如，推廣應(yīng)用齒輪、齒條同步吹塑合模機(jī)構(gòu)，以提高合模機(jī)構(gòu)的重復(fù)精度及生產(chǎn)效率。

拉吹中空塑料成型機(jī)

　　提高成型速度是拉吹中空塑料成型機(jī)努力追求的目標(biāo)，其關(guān)鍵技術(shù)是：優(yōu)化加熱系統(tǒng)以減少加熱時(shí)間；提高瓶坯的運(yùn)轉(zhuǎn)輸送傳動(dòng)速度；提高瓶坯快速穩(wěn)定定位性能；縮短模具開(kāi)合以及吹塑壓緊頭的升降時(shí)間；增加成型腔數(shù)。另外，研究開(kāi)發(fā)能夠檢測(cè)瓶坯的同心度和內(nèi)徑的質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)降低拉吹中空塑料成型機(jī)的廢品率、提高生產(chǎn)效率也是非常重要的。

總之，應(yīng)大力開(kāi)發(fā)將瓶坯的加熱拉伸吹塑成型、原料的灌裝、貼標(biāo)、包裝等多道工序集于一次完成的聯(lián)機(jī)作業(yè)拉吹中空生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線的特點(diǎn)是：灌充液體原料時(shí)，可直接在封閉無(wú)污染的環(huán)境中進(jìn)行，而不需要對(duì)瓶進(jìn)行再清洗。例如，采用凈化壓縮空氣吹塑成型輸液瓶后，可立即注入藥液，再由傳送機(jī)構(gòu)輸送到包裝工位進(jìn)行包裝。

多層共注射瓶坯設(shè)備

多層復(fù)合瓶是中空容器的發(fā)展方向，它是專為啤酒的包裝而開(kāi)發(fā)的，有三層和五層兩種類型。要發(fā)展多層復(fù)合瓶，開(kāi)發(fā)多層注射瓶坯設(shè)備是其前提條件。多層共注射瓶的吹塑成型與單層PET瓶的吹塑成型相似，可用單層拉吹中空設(shè)備完成。

注吹中空塑料成型機(jī)

　　注吹中空塑料成型機(jī)不對(duì)注射型坯進(jìn)行拉伸，只對(duì)型坯進(jìn)行吹塑，是以“一步法”完成從原料到塑料瓶的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。這種設(shè)備自動(dòng)化程度高，特別適于大批量成型形狀復(fù)雜的、帶有螺紋瓶口的小型中空容器。

　　注吹中空成型機(jī)是把注塑機(jī)同中空成型機(jī)的吹塑系統(tǒng)結(jié)合成一體的設(shè)備。該設(shè)備具有所用材料廣泛、成型的瓶口螺紋精度高且密封性好、制品無(wú)接縫且強(qiáng)度高、無(wú)邊角料而使成本更低等方面的優(yōu)點(diǎn)，尤其在醫(yī)藥包裝行業(yè)得到了更廣泛的應(yīng)用。

注吹中空塑料成型機(jī)的發(fā)展方向是縮短成型周期以提高產(chǎn)量，為此，必須提高單機(jī)、單模生產(chǎn)率，減少換模停機(jī)時(shí)間，提高吹塑速度，優(yōu)化傳熱系統(tǒng)。

三維（3D）擠吹中空塑料成型機(jī)

三維（3D）擠吹中空塑料成型機(jī)是為了成型形狀復(fù)雜的中空工業(yè)零部件而新發(fā)展的設(shè)備，是一種廢料少或無(wú)飛邊的中空成型機(jī)。這種成型機(jī)主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　●對(duì)合模力的要求較低；
　　●減少了切除料邊的工作量，不必對(duì)成型品的外表面重新修正；
　　●熱敏性塑料成型過(guò)程中的降解幾率明顯減少。

　　三維（3D）擠吹中空成型工藝是：型坯被擠出后，通過(guò)預(yù)吹漲使其貼緊在一邊的模具壁上；然后，擠出頭或模具按編制的成型程序進(jìn)行2軸或3軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)類似腸形的型坯充滿模腔時(shí)，另一邊模具開(kāi)始閉合并包緊型坯，使之與后續(xù)的型坯分離，這時(shí)整個(gè)型坯被吹脹并貼緊在模腔的壁上而完成成型。

開(kāi)發(fā)三維（3D）擠吹中空塑料成型機(jī)時(shí)，應(yīng)該在充分了解適用于3D導(dǎo)管的新型樹(shù)脂及其發(fā)展趨勢(shì)的前提下，開(kāi)發(fā)三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)，尤其要開(kāi)發(fā)適合新型樹(shù)脂塑化的機(jī)構(gòu)和機(jī)頭，在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，盡可能站在高起點(diǎn)上開(kāi)發(fā)三維（3D）擠吹中空塑料成型機(jī)。

注射中空塑料成型機(jī)

　　注射中空塑料成型是無(wú)吹塑的特殊中空成型，它在模具、控制系統(tǒng)、成型工藝、后處理等方面均不同于普通的注塑和擠吹成型。該成型方法的主要優(yōu)點(diǎn)是：制品強(qiáng)度高，制品的外形及表面質(zhì)量高。因此，該成型方法特別適合于成型一些形狀復(fù)雜的工業(yè)用中空制品。

　　注射中空塑料成型機(jī)主要包括以下成型方式：

●模具滑動(dòng)注射中空塑料成型。其原理是：首先將中空制品一分為二，兩
部分分別被注射形成半成品；然后，將兩部分半成品及其模具滑動(dòng)至對(duì)合位置，二次合模后，在制品的兩部分結(jié)合縫處再注射入塑料熔體（二次注射）；最后得到完整的中空制品。

　　與吹塑中空制品相比，該法成型的中空制品具有表面和尺寸精度高、壁厚均勻、設(shè)計(jì)自由度大的優(yōu)點(diǎn)。在制造形狀復(fù)雜的中空制品時(shí)，模具滑動(dòng)注射中空塑料成型法與超聲波焊接法相比的優(yōu)點(diǎn)是：不需將半成品從模具中取出，因而可避免半成品在模具外冷卻所造成的制品形狀精度下降以及焊接法產(chǎn)生局部應(yīng)力而引起的熔接縫區(qū)強(qiáng)度下降等問(wèn)題。

　　●半殼注射中空塑料成型。其原理是：首先用注射的方法生產(chǎn)兩個(gè)半殼，然后將兩個(gè)半殼焊接起來(lái)而成為中空制品。半殼注射中空塑料成型的關(guān)鍵在于制品的設(shè)計(jì)。通常，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管和汽車油箱等制品可用這種方法成型。

　　●可熔型芯注射中空塑料成型。其原理是：利用低熔點(diǎn)的金屬作為注射模具的型芯來(lái)生產(chǎn)內(nèi)外表面形狀復(fù)雜、光潔度高以及內(nèi)部尺寸要求精確的中空塑料制品。這一技術(shù)的關(guān)鍵是：塑料注射時(shí)，型芯不得熔化；用作型芯的金屬在熔化時(shí)以及用來(lái)熔化型芯的介質(zhì)不會(huì)腐蝕塑料；在熔化型芯的溫度下，制件不會(huì)發(fā)生變形。

　　目前，可熔型芯注射中空塑料成型技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的全塑多頭集成進(jìn)氣管領(lǐng)域內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用，其新的用途有：汽車水泵、離心熱水泵、航天器油泵、水泵推進(jìn)輪等。

電動(dòng)中空塑料成型機(jī)

　　電動(dòng)中空塑料成型機(jī)是今后需要積極開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，它包括兩種類型：驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以電動(dòng)為主，以液壓或氣動(dòng)為輔；全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，包括伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

　　全電動(dòng)擠吹中空塑料成型機(jī)是用高效率電驅(qū)動(dòng)取代液壓驅(qū)動(dòng)，用節(jié)能電驅(qū)動(dòng)取代傳統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)，具有節(jié)能、減少噪聲和污染以及提高整機(jī)性能等優(yōu)點(diǎn)。

　　由于“一步法”注拉吹中空塑料成型機(jī)主要用于成型飲料瓶、果汁瓶、輸液瓶等，所以，使用全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置可以提高這些制品的自潔性。全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的關(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)、瓶坯成型合模機(jī)構(gòu)、拉吹同步合模機(jī)構(gòu)、注射塑化機(jī)構(gòu)的全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。在全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置中，全電動(dòng)拉吹中空塑料成型機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：定位精確，速度快，無(wú)振動(dòng)，自潔性高，效率高。若要實(shí)現(xiàn)“一步法”拉吹中空塑料成型機(jī)的全電動(dòng)化，需要把合模機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)變?yōu)殡婒?qū)動(dòng)，例如采用伺服馬達(dá)傳動(dòng)、滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)的肘桿合模機(jī)構(gòu)。

滾塑中空成型機(jī)

　　對(duì)于用其他成型方法難以成型的異型復(fù)雜的中空制品，選用滾塑中空成型則具有明顯的優(yōu)勢(shì)，這種成型方法特別在化工行業(yè)中大有發(fā)展前途。這是因?yàn)樗械臒崴苄苑蹱钏芰隙伎梢詽L塑成型，并已擴(kuò)展到交聯(lián)和熱固性塑料領(lǐng)域。

　　滾塑中空成型機(jī)總體的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是向自動(dòng)化、高速化方向發(fā)展。在加熱方式上，是由熱風(fēng)循環(huán)法及明火加熱法向油套加熱法、熔鹽加熱法及紅外線加熱法等可自動(dòng)控制的加熱系統(tǒng)方向發(fā)展。

　　目前，已開(kāi)發(fā)出多種汽車用多層滾塑中空成型制品。例如，多層滾塑燃料油箱在成本和性能方面可與多層共擠出燃料油箱相媲美。

中空制品后處理設(shè)備及工藝

　　中空制品后處理設(shè)備及工藝的開(kāi)發(fā)，直接關(guān)系到主機(jī)的推廣應(yīng)用。中空制品有其特殊性，例如，有的中空制品對(duì)阻隔性、阻透性、耐化學(xué)性等有特殊要求。

　　為了滿足中空制品的這些要求，除了采用多層共擠出技術(shù)以外，還可以對(duì)某些單層中空制品采用特殊的后處理工藝。一般，單層中空制品采用后處理法可比共擠出多層中空制品的成本更低，更能適應(yīng)市場(chǎng)需求。

　　中空制品后處理工藝主要是針對(duì)制品的表面涂層進(jìn)行處理，具體方法包括物理法和化學(xué)法。例如，對(duì)單層PET瓶采用等離子增強(qiáng)化學(xué)蒸氣沉淀技術(shù)（簡(jiǎn)稱ACTIS技術(shù)），在瓶?jī)?nèi)涂以0.1μm高度氫化無(wú)定型碳后,可使瓶子對(duì)氧的阻隔性提高30倍,對(duì)CO2的阻隔性提高7倍,從而使PET瓶包裝的啤酒味道與玻璃瓶包裝的味道沒(méi)有差別。

　　總之，中空塑料成型機(jī)的發(fā)展方向是向著多品種、大型化、高效、高產(chǎn)、高速、節(jié)能、電動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)診斷、智能化等方向發(fā)展。中空塑料成型機(jī)的潛在應(yīng)用市場(chǎng)是汽車零部件領(lǐng)域。我國(guó)的中空塑料成型機(jī)制造企業(yè)只有立足于新產(chǎn)品的開(kāi)拓和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，才能夠跟上國(guó)外先進(jìn)水平的步伐。
　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　
作者簡(jiǎn)介

　　張友根，畢業(yè)于上海交通大學(xué)，現(xiàn)在寧波海航塑料機(jī)械制造有限公司任總工程師，主要從事塑料機(jī)械的研發(fā)工作，教授級(jí)高級(jí)工程師，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。到目前為止，張友根已撰寫(xiě)論文121篇，曾獲得了3項(xiàng)上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、2項(xiàng)機(jī)電部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、4項(xiàng)上海市優(yōu)秀新產(chǎn)品二等獎(jiǎng)以及2項(xiàng)三等獎(jiǎng)。另外，還榮獲上海市工業(yè)戰(zhàn)線優(yōu)秀科技工作者、上海市“講理想、比貢獻(xiàn)”先進(jìn)個(gè)人、上海市機(jī)電工業(yè)局先進(jìn)工作者及先進(jìn)科技工作者等榮譽(yù)。