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1、包装结构设计包装结构设计 本章内容介绍本章内容介绍:第一节第一节 塑料包装塑料包装容器容器概述概述第二节第二节 注射、压制和压铸成型容器结构注射、压制和压铸成型容器结构第三节第三节 中空吹塑容器结构中空吹塑容器结构第四节第四节 其它成型方式的塑料容器其它成型方式的塑料容器结结构构第五节第五节 塑料包装容器塑料包装容器尺寸精度尺寸精度第一节第一节 塑料包装容器概述塑料包装容器概述 一、塑料包装容器的类型一、塑料包装容器的类型 按塑料容器的结构和形体特征分类，塑料按塑料容器的结构和形体特征分类，塑料容器可以分为：箱类，桶类，瓶、罐类，杯、容器可以分为：箱类，桶类，瓶、罐类，杯、碗、盘、罩类，盒类，
2、软管，发泡制品及塑碗、盘、罩类，盒类，软管，发泡制品及塑料袋等八大类。料袋等八大类。 二、塑料包装容器的材料选用二、塑料包装容器的材料选用 1、材料选用要求（共七点）：、材料选用要求（共七点）： 力学性能力学性能 热性能热性能 物理性能物理性能 化学阻抗性能化学阻抗性能 光学性能光学性能 结构加工性能结构加工性能 经济性经济性 二、塑料包装容器的材料选用二、塑料包装容器的材料选用 2、塑料包装容器的常用材料、塑料包装容器的常用材料 三、塑料包装容器的加工成型方法三、塑料包装容器的加工成型方法 1、注射成型、注射成型 1) 定义定义 将粉状或粒状塑料从注射机的料斗送入加热的料筒内，加热熔融塑化后
3、，借助柱塞或螺杆的推力，物料被压缩并向前移动，通过料筒前端的喷嘴，以很快的速度注入温度较低的闭合模具型腔中,经过一定时间的冷却定型后，开启模具即得制品。 2) 特点特点 适应广泛（主要表现为原料广和产品广）；成型周期短、生产效率高，易于实现自动化；能成型形状复杂，尺寸精确的制品。但设备投资大，模具结构复杂、制造费用低。适用于周转箱、集装箱、托盘、手提箱、包、盒和盖子等包装容器的成型。2、吹塑成型、吹塑成型 吹塑成型，简称吹塑。是利用气体的压力，将闭合在吹塑成型，简称吹塑。是利用气体的压力，将闭合在模具中的半溶融状态的管状型坯，吹胀成为中空塑料制品的模具中的半溶融状态的管状型坯，吹胀成为中空塑料
4、制品的成型方法吹塑成型适于不同口径、不同容量的瓶、罐类塑料成型方法吹塑成型适于不同口径、不同容量的瓶、罐类塑料中空容器的成型，是生产率高，质量易于控制的成型方法。中空容器的成型，是生产率高，质量易于控制的成型方法。 吹塑成型按其型坯制作方法的不同，可分为：吹塑成型按其型坯制作方法的不同，可分为： 1）挤出吹塑）挤出吹塑 2）注射吹塑）注射吹塑 3）拉伸吹塑）拉伸吹塑 4）多层吹塑）多层吹塑 吹塑成型的基本工艺条件，对不同的塑料材吹塑成型的基本工艺条件，对不同的塑料材料、不同的吹塑形式而有所不同。料、不同的吹塑形式而有所不同。 挤出吹塑：挤出吹塑：型坯温度涉及因素较多，需实验确定；型坯温度涉及因
5、素较多，需实验确定；吹塑压力吹塑压力0.21MPa；模具温度；模具温度20一一50；吹胀；吹胀比比2 4。 注射吹塑：注射吹塑：型坯注射压力型坯注射压力10 40MPa；型坯温；型坯温度度65135；吹塑压力；吹塑压力0.7 1.2MPa；吹塑模；吹塑模具温度具温度20 60；吹胀比；吹胀比2 3。 拉伸吹塑：拉伸吹塑：不同塑料拉伸吹塑型坯温度是不同的，不同塑料拉伸吹塑型坯温度是不同的，如如PET在在90 110范围内；空气压力，挤拉吹范围内；空气压力，挤拉吹塑个小于塑个小于0.2MPa，注拉吹塑一般调控在，注拉吹塑一般调控在1.37 1.47MPa之内。之内。 3、热成型、热成型1）真空成型
6、）真空成型2）压力成型 3、热成型3、热成型 3）对模成型 4）组合成型 （1）凸模助压真空成型 （2）气胀真空成型 （3）双片中空制品热成型 5）热成型工艺条件 第一节 塑料包装容器 4、滚塑成型 5、预发泡珠粒的模塑成型第二节第二节 注塑容器结构设计注塑容器结构设计一、塑料熔体的充模流动与成型一、塑料熔体的充模流动与成型 1、熔体流动特性、熔体流动特性 1）塑料熔体的层流形式）塑料熔体的层流形式 6-1 式中：式中： Re： 雷诺数；雷诺数； D：导管直径；导管直径； v： 液体平均速度；液体平均速度； ：液体密度；液体密度； ：液体剪切黏度。液体剪切黏度。2 2）熔体流动速率）熔体流动速
7、率MIMI 是指在一定温度、一定负荷下，是指在一定温度、一定负荷下，1010分钟通过内分钟通过内径径2.1mm2.1mm、长、长8mm8mm的标准口模的熔体质量，单位为的标准口模的熔体质量，单位为g/ming/min，MIMI越大，熔体流动性越好。越大，熔体流动性越好。3 3）塑料熔体表观黏度）塑料熔体表观黏度 4）温度、压力对塑料熔体黏度的影响 式中： ：流体在温度t时的剪切黏度； 0：流体在温度t0时的剪切黏度； e：自然数； a：在t与t0的温差不大于50时为常数。 一、塑料熔体的充模流动与成型 2、熔合线 熔合线是在塑料容器或制品上，当分流的塑料熔体相遇后熔合固化所形成的结合痕迹。这种
8、熔合线产生的原因有多种，如同一制品采用多流道成型嵌件的分流、流体的波状重叠等。熔合线部位是容器或制品强度最薄弱的地方，此处的强度就是容器或制品的强度。 3、塑料熔体的冷却固化 1）分子定向 2）残余应力二、塑料容器注射成型 的工艺要求 1、出模方向 2、脱模斜度 1）确定脱模斜 度的原则 2）脱模斜度的确定 3、分型面 在注射模中，分开模具取出制品的界面叫分型面。二、塑料容器注射成型的工艺要求 4、浇口的位置 1）外观影响； 2）熔合线； 3）利于排气； 4）强度； 5）浇口位置。三、塑料容器的壁厚 1、确定壁厚的原则 1）满足容器强度、刚度等使用要求； 2）保证成型件的工艺性、精度、质量。
9、3）满足嵌件固定及零件配合强度要求； 4）顺利脱模，不发生局部损伤； 5）节约材料、能耗，提高生产率。 2、壁厚的设计 1）壁厚要均匀 2）壁厚差要限制 3）壁厚值的确定 例：塑料成型件壁厚设计合理与不合理的对比实例例：塑料成型件壁厚设计合理与不合理的对比实例 注射成型塑料制品的壁厚与流程关系注射成型塑料制品的壁厚与流程关系 （正比例）：（正比例）： 流程是塑料熔体从模具进料口流向型腔各处的距离。当注射流程是塑料熔体从模具进料口流向型腔各处的距离。当注射压力、注射温度、模具温度等已确定的情况下壁厚越小、熔体压力、注射温度、模具温度等已确定的情况下壁厚越小、熔体流动阻力越大，成型越困难；同样，流
10、程越长，成型件结构越复流动阻力越大，成型越困难；同样，流程越长，成型件结构越复杂，要求的壁厚也就越大。所以，为保证塑料容器符合设计的质杂，要求的壁厚也就越大。所以，为保证塑料容器符合设计的质量要求，所确定的壁厚符合一个较为合理的数值。一般情况下、量要求，所确定的壁厚符合一个较为合理的数值。一般情况下、可根据表可根据表6-10所列关系式由流程计算确定。所列关系式由流程计算确定。 4）流程比）流程比 熔融料流动的难易程度对塑料制件壁厚的形成影响较熔融料流动的难易程度对塑料制件壁厚的形成影响较大。物料流动性除由塑料本身决定外，还有一个重要的因大。物料流动性除由塑料本身决定外，还有一个重要的因素素流动
11、比，设计时需要校核。流动比，设计时需要校核。 式中：FLR ：流程比； Li：第i段流程长度，mm； ti：第i段流程的通道间隙或壁厚，mm； FLRmax：最大流程比，可由表6-11查得。 计算流程比时应注意： 截面直径不等的锥形通道，其t尺寸应取 大、小端平均值； 各段流程均应取最大值； 通道间隙或壁厚相等的流程可相加计算。 四、塑料容器的局部结构四、塑料容器的局部结构 1 1）加强筋的形状和尺寸）加强筋的形状和尺寸 1、加强筋 四、塑料容器的局部结构四、塑料容器的局部结构 1、加强筋 2）加强筋设计的要求 2、孔与口沿、孔与口沿 1）孔的模塑成型）孔的模塑成型 当当d d1.5mm, H
12、=(12)d d1.5mm, H=(2 4)d （注射、模塑）（注射、模塑） H=(2 2.5)d（压塑）（压塑） h d/6（a）型芯一端固定）型芯一端固定（b）为两个一端固）为两个一端固 定，中间对接定，中间对接 的动定型芯的动定型芯（c）型芯为一端固）型芯为一端固 定，另一端有定，另一端有 导向孔支撑导向孔支撑2、孔与口沿 2）孔的方向 3）孔的尺寸 2、孔与口沿 4）孔及口缘加强 3、凸台、角台及角撑 4、容器底面、容器底面 5、圆角圆角 能消除交构锐角引发能消除交构锐角引发的应力集中。圆角过渡结的应力集中。圆角过渡结构能减少充模阻力，使熔构能减少充模阻力，使熔料易于流动和成型。同时，
13、料易于流动和成型。同时，模具成型件的相应圆角结模具成型件的相应圆角结构，可避免因淬火形成开构，可避免因淬火形成开裂，延长模具的使用寿命。裂，延长模具的使用寿命。 R/t0.5， r=0.5t, R=.5t6、侧凸和侧凹侧凸和侧凹 强制脱模，是利用塑料的弹性变形，把塑料成型件从模具强制脱模，是利用塑料的弹性变形，把塑料成型件从模具中强行脱出。显然，强制性脱模必须有符合要求的基本条件。中强行脱出。显然，强制性脱模必须有符合要求的基本条件。即强制脱模时，弹性塑料的应变率应控制在表即强制脱模时，弹性塑料的应变率应控制在表6-15规定的范围规定的范围内。内。 强制脱模，是利用塑料的弹性变形，把塑料成型件
14、从模具中强行脱出。显然，强制性脱模必须有符合要求的基本条件。即强制脱模时，弹性塑料的应变率应控制在表6-15规定的范围内。 根据不同材料应变率在6% 21%范围内。7、螺纹 1）模塑成型的方法2）螺纹尺寸及工艺要求四、塑料容器的局部结构四、塑料容器的局部结构 8、嵌件、嵌件 在塑料容器或制品的成型过程中，把金在塑料容器或制品的成型过程中，把金属的或非金属的零件嵌入其中，在塑料冷却属的或非金属的零件嵌入其中，在塑料冷却后得以固定并成为整体的一部件，被嵌入后得以固定并成为整体的一部件，被嵌入的零件称为嵌件，通过嵌件可改变局部性能的零件称为嵌件，通过嵌件可改变局部性能（如硬度、刚度、耐磨性等），提高
15、形状与（如硬度、刚度、耐磨性等），提高形状与尺寸精度等，还可增加做装饰效果。尺寸精度等，还可增加做装饰效果。l(1) 嵌件的定位形式嵌件的定位形式 (2) 嵌件相关尺寸与工艺要求 嵌件与容器本体的结合应有足够的强度，成 型后或使用时不可松动、拔出和旋转。常用 方法是在嵌件嵌入表面滚花见图6-41(a)、图 6-41(b)、开环形凹槽见图6-41(b)，也可打 孔或开窗等(见图6-44)； 嵌件的嵌入部分，以圆形或对称截面形状为 宜，保证收缩均匀； 嵌件嵌入部分的端面应与模具型腔面结合，防 止溢料黏附在嵌什伸出部分或孔内； 金属嵌件周围塑料层的厚度，应符合表 6-17规定的最小壁厚条件； 较大嵌
16、件在嵌入前应预热，防止因温差 大而收缩不均匀、不一致； 嵌件与塑料容器壁的距离不能过小，以 保证模具有一定强度(见图6-45)； 嵌件在模具中定位方便、可靠，在高压 熔料冲击下不变形。9、铰链、铰链 铰链设计应注意：铰链设计应注意： 铰链厚度铰链厚度 对小型容器可薄，大型容器可厚，但对小型容器可薄，大型容器可厚，但 不得超过不得超过0.5mm，否则易断裂。，否则易断裂。 铰链处厚度要均匀。铰链处厚度要均匀。 模具浇注系统的设置，必须使熔体沿铰链方向模具浇注系统的设置，必须使熔体沿铰链方向 从一侧流向另一侧，让聚合物分子链流经铰链从一侧流向另一侧，让聚合物分子链流经铰链 而高度取向，不宜从两端相向流汇而形成熔合而高度取向，不宜从两端相向流汇而形成熔合 线。塑料容器脱模后，应趁热将铰链反复弯折线。塑料容器脱模后，应趁热将铰链反复弯折 数次，以获得拉伸定向效果。数次，以获得拉伸定向效果。10、图案、文字、花纹、图案、文字、花纹 图案、文字的设计尺寸：图案、文字的设计尺寸： 线型宽度在线型宽度在0.8mm左右，最窄不能小于左右，最窄不能小于0.3mm； 凸型图案、文字的高度，线型宽度小的为凸型
