Поэтапный процесс формования ударов для изготовления пользовательских контейнеров

Введение в Blow Molding для изготовления пользовательских контейнеров

Вздувное формование является широко распространенным производственным процессом для производства полых пластиковых объектов, начиная от небольших бутылок до крупных промышленных резервуаров. Его способность создавать сложные формы с постоянной толщиной стенки и высокими производственными показателями делает его идеальным выбором для изготовления контейнеров. Такие отрасли, как упаковка (пища и напитки, фармацевтическая, химическая, косметическая) зависят от формования удара для доставки легких, прочных и экономически эффективных контейнеров. Эта статья обеспечивает углубленную пошаговую разбивку процесса формования удара, охватывая каждый этап от первоначального дизайна пресс-формы до окончательных проверок качества. По пути мы рассмотрим три основных типа формования удара, общие материалы, преимущества процесса и критические соображения контроля качества. Независимо от того, являетесь ли вы инженером, оценивающим варианты производства или владельцем бизнеса, стремящимся понять, как изготавливаются ваши контейнеры, это руководство предлагает всеобъемлющий взгляд на всю операцию.

Понимание процесса формования удара

В своей основе, удар формования работает путем надувания нагретой пластиковой трубки (называемой паризон или преформа) внутри закрытой полости формы, пока она не принимает форму формы. Процесс можно сравнить со стеклодувом, но с точными температурными и контрольными давлениями, которые обеспечивают высокую повторяемость. Основные шаги, показанные здесь, применяются к большинству вариаций удар формования, но некоторые детали различаются между экструзионным удар формования (EBM), инъекционным ударным формованием (IBM) и инъекционным растяжным ударным формованием (ISBM). Следующие разделы детализируют каждый шаг, как это происходит в типичной таможенной линии производства контейнера.

Шаг 1: Дизайн и подготовка формы

Перед тем, как какой-либо пластик расплавится, форму необходимо тщательно спроектировать. Плесень состоит из двух половинок (полости и ядра), которые выравниваются для формирования формы контейнера. На этапе проектирования с помощью программного обеспечения САПР указываются такие факторы, как объем контейнера, отделка резьбы, интеграция ручки и текстура поверхности. Инженеры также учитывают усадку пластика, углы наклона для облегчения удаления деталей и размещение охлаждающего канала для равномерного регулирования температуры. После завершения проектирования форма обрабатывается из высококачественной стали или алюминия. Стальные формы более долговечны для объемных прогонов; алюминиевые формы обеспечивают более быстрое охлаждение и являются экономически эффективными для прототипов или более коротких прогонов. Перед началом производства полуформы очищаются и предварительно нагреваются до температуры, которая соответствует предполагаемому окну обработки, обычно между 40°C и 80°C в зависимости от смолы. Предварительный нагрев предотвращает преждевременное затвердевание расплавленного пластика от холодных поверхностей плесени, что приведет к дефектам поверхности и слабым пятнам.

Шаг 2: Пластик расплавить

Сырье для прессования удара обычно подается в виде пластиковых гранул — небольших цилиндрических гранул полимеров, таких как полиэтилен высокой плотности (HDPE), полипропилен (PP), полиэтилентерефталат (PVC), или поливинилхлорид (PVC). Эти гранулы загружаются в бункер, который питает нагретый экструдер. Внутри экструдера вращающийся винт передает гранулы вперед, в то время как бочка нагревается электрическими полосами. Температурный профиль вдоль ствола постепенно поднимается от около 150°C для HDPE до почти 280°C для PET для достижения равномерного расплава. Винтовые стрижки и смешивает полимер, обеспечивая однородную температуру расплава и вязкость. Добавки, такие как красители, УФ-стабилизаторы и средства обработки, смешиваются с расплавом на этой стадии. Результатом является вязкий, расплавленный пластик, который готов к форме. Точный контроль температуры жизненно важен: слишком горячий и пластик разлагается;

Шаг 3: Формирование парижона или преформы

В экструзионном формовочном формовании (EBM) расплавленный пластик вынуждают через головку-выдувку создавать полую трубку, называемую парисом. Голова-вымпелива предназначена для получения желаемого диаметра и толщины стенки, называемой парисом. Парис выдавливается вертикально вниз между открытыми половинками формы. Некоторые передовые машины используют паризоновый программист , который изменяет разрыв вымершей во время экструзии, чтобы изменить толщину стенки вдоль парисов — толще в районах с высоким напряжением, тоньше, где это возможно, — экономя материал и улучшая производительность контейнера. В литьевом формовочном формовании (IBM) и литьевом формовочном формовании инъекционного выдувания (ISBM) первым шагом является инъекционное формование преформы: пробирка-подобная часть с готовой нитью шеи. Преформа впрыскивается с использованием отдельного набора форм

Шаг 4: Зажимание плесени

После того, как парис или преформа находятся в положении, две половины плесени быстро объединяются блоком зажима. Зажим должен оказывать достаточную силу, чтобы держать плесень закрытой от внутреннего давления продувающего воздуха - обычно от 20 до 60 тонн для контейнеров среднего размера. Точное выравнивание половин плесени необходимо для предотвращения вспышки (тонкий избыток пластика на линии разбиения) или несоответствующих швов. Система зажима также содержит каналы охлаждения плесени, которые соединяются с блоком управления температурой (TCU), который циркулирует охлажденной водой или маслом. После зажима, уплотнения плесени вокруг парсона, и процесс может перейти к инфляции.

Шаг 5: Инфляция и формирование

Сжатый воздух (или иногда азот) вводится в паризон или преформу через штифт или иглу. Для EBM штифт удара вставляется в верхнюю часть паризонта перед зажимом, или он может быть частью плесени. Давление воздуха обычно колеблется от 3 до 15 бар, в зависимости от материала и сложности деталей. Воздух высокого давления быстро надувает пластик, заставляя его выходить из охлажденных стенок плесени. Полости плесени открываются, чтобы позволить захваченному воздуху выходить, предотвращая воздушные карманы и обеспечивая полный контакт. Стадия инфляции чрезвычайно коротка - часто менее секунды - но должна быть точно рассчитана. На этой стадии пластик растягивается биаксиально в формовке растяжения (ISBM), выравнивая полимерные цепи для повышения прочности на растяжение и ясности. Правильный контроль давления воздуха, скорости удара и времени обеспечивает однородную толщину стенки и точную репликацию деталей плесени.

Шаг 6: Охлаждение и выброс

После инфляции пластик должен охлаждаться ниже температуры отклонения тепла, чтобы он сохранял форму. В процессе охлаждения преобладают каналы охлаждения формы, которые быстро извлекают тепло. Время охлаждения может составлять 50-80% от общего времени цикла, в зависимости от толщины стенки и типа полимера. Для толстых контейнеров внутреннее охлаждение с использованием того же воздуходувного воздуха (или отдельной стадии охлаждения с охлажденным воздухом) может сократить время цикла. Как только деталь достаточно твердая, форма открывается, и контейнер выбрасывается выбивающими штифтами или воздушными взрывами. В EBM вспышка (избыток пластика вокруг линии разбиения и открывания ручки) все еще прикреплена в этой точке; контейнер может быть передан на станцию разлива. Для IBM и ISBM готовая часть, как правило, без вспышки.

Шаг 7: Завершение и контроль качества

После формования этапы доработки контейнера и проверки его качества. Отделочные операции включают в себя обрезку вспышки, перенашивание отверстия шеи для чистой отделки и применение этикеток или украшения через маркировки в форме (IML), шелковый скрининг или теплопередачи этикетки. Ручки часто интегрируются во время стадии продувки через специально разработанные формы, но некоторые конструкции требуют отдельных рукояток. Контроль качества (QC) проверки выполняются как в процессе, так и на конечном продукте.