第四章中空成型之产品设计

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1、■•ILJ4・1基本电空成形之製程第四章中空成型之产品设计4-1概论中空成形亦称吹压成形，顾名思意就是制成中空形状的热塑品其主耍制程可分为下列Z步骤，如图4-1所示。(a)将犁料熔融，经螺杆挤压成中空之型胚(parison)。(b)型胚垂落丁•分成两半Z模具中，再将模具闭合。(c)将压缩空气注入于型胚中，充胀型胚而与模具贴合。(d)吹胀之产品冷却后脱模。(e)修-整毛边，即得成品。上述Z制法亦称押出中空成形(extrusion~b1ow-mo1ding),另外一种常见的为射出中空成形(injection-blow-molding)，其法为利用射出成

2、形在心蕊吹针上形成型胚且瓶颈也一起成形，然示型胚连同吹针传送到吹模模具内，再经由吹针贯入空气将型胚胀满整个模穴，最后转至顶出站而得成品，如图4-2为三站式Z射吹成形。至于押吹与射吹成形两者间之比较可由表4-1杏知。表押吹04射吹之比枝f?吹射吹•適於大於I6OZ之养2S•模•可裂出有把手之瓶子•划谨買PVC1615適合•可製岀不SI則形狀ZS3■極犬寬/税比之宙橇居•適於小於】6OZ之容器•可製岀女全的鎖合頸環•良好之油住公盖及車晕控制•娇邊料冃员面任須再加工•對剛性M料如PS•PC建八嬉合•対瓶口杓&43mm的容JSHiR改鑫若是将屮空成形与射出

3、成形相比，贝IJ:中空成形适合：大型品，厚肉品。可为双层壁构造。多种少量。射出成形适合：较小型品，薄肉品。精密成形。大虽生产。若再欲深入Z比较，则有以下几点：(a)强度上：以同垂量或同体积來比较，中空成形品绝对比射岀成形品为强。(b)加工温度：屮空成形之成形加工温度较低，对收缩、翘曲、凹痕及热裂解之倾向较小。(c)使用原料：射出成形须使用流动性较佳的原料，若是加了玻纤，则容易产生应力。(d)应力集中：中空成形Z压力约在4〜5kgf/cm2间，为射出成形的1%,所以儿乎无应力集中Z现象。(e)模具设备成木：因射出成形为高压成形，所须之模具际较强且精密

4、，故成木极高。而屮空成形为低压成形，所用模具可为铝、锌、或铝合金。中空成形之成形周期极短，以制造一个175亳升(6-0Z)之容器而言，其成形周期可在12秒内。若有8个模穴的话，则每一小时可制出2400个产品，且可加装占动切离边料设备以省却人工处理成本。4-2模具设计4-2-1制造材料1.铁与钢材：属机械功能的，如安装、导引、滑动、夹断、切割、打孔等部位所须之组配件以钢材为主。安装平台与杆可用一般工具钢制造，而导销与衬套等导引装査则最好以表面处理过Z硕化钢制造。嵌入物因型胚被夹断时须紧闭模具而产生环绕应力，所以最好以抗蘑耗性钢料制造吹压心轴、校正心轴

5、及吹针，可用一般Z工具钢来制造。在正常情况下，钢制屮空成形模具之使用寿命为一T•万次以上，但对有嵌入物之模具，应定时的整修，以使型胚得以俐落的分离。2.铝及铝合金：其特性为比重低、导热度高、耐候性与抗化学性佳。它们会形成-层保护层膜,以抵抗氧化。高耐热处理之铝合金材料(70/75),因为机械加工性极佳，所以常被用于中空成形之模具。3.皱铜合金：适用于须热传导性和耐侵蚀性住之模具，具焊接、冷却系统之插销组装极为方便，可惜价格太高约为铝合金之三倍。4.高等级锌合金：有好之导电度及与铝和铜制成的合金，尺寸精确度极佳，但较易受侵蚀。与钢模同厚度的锌合金，其

6、使用寿命才为前者的1/10,所以除非有钢质的接合刃，否则必须经常予以整修保养。4-2-2冷却系统一个理想的中空成形冷却系统就是能在符合经济效益的时间内，将模具均匀充分地冷却。模具冷却系统中热交换所需Z时间，其决定在于热量及热传导度，并且和塑料Z收缩率与结晶性有关。冷却过快会使塑品产住内应力及收缩空隙；冷却过慢则会导致结品粗糙，特别是对片壁模具，累积之热量会使内部表而氧化而损坏。除了模穴之冷却外，尚须注意要尽快地冷却夹断II部份。通常可用鼓风机助之。冷却媒介之入口及出口的管路,应就生产的观点来适当地安排，对于瓶子的模型，可分別就瓶颈、瓶身及瓶底，以独

7、立nJ各口调节的冷却线路来冷却,如图4-3所示。口碣入口Iffl牛3以多更獲立之冷卻^梳來控制模温冷却可用冷却管或冷却室来完成，为了增进冷却用水的乱流而增加导热作用，可将螺旋状之铜条插入冷却室屮。模具使川愈久，冷却管愈容易生锈，而使传热作用明显降低，冷却水Z需求量增加及加工周期增长。所以，冷却水的接触面积应比理论值设计得人些。塑料熔料的热量是藉水冷式将模具Z热量除去的，但是如果水温低于5〜10°C或低于露点时，模具内部会凝结水气，使得模具表面造成不良影响。上述Z系统为国内中空业者常用Z外部冷却系统，如今较高明的方法为内部冷却系统，就是使用厂内空气、

8、液态C02、零下温度干燥空气及高压缩空气等，此四种方法约可缩短周期时间15〜33%不等。现在有更进步之冷却法为冷冻空气法，