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1、第三章第三章 塑料包装结构塑料包装结构设计与制造设计与制造2021/5/211v塑料容器按外形结构可分为塑料容器按外形结构可分为箱、盒、瓶箱、盒、瓶、桶、罐、软管、袋、半壳形状容器桶、罐、软管、袋、半壳形状容器以及以及集集装箱、托盘装箱、托盘等；按成型方法可分为等；按成型方法可分为模压成模压成型、注射成型、挤出成型、中空吹塑、旋型、注射成型、挤出成型、中空吹塑、旋转成型、热成型容器转成型、热成型容器等。等。2021/5/212第一节第一节 塑料包装容器概述塑料包装容器概述v一、塑料包装容器的类型一、塑料包装容器的类型v1.箱类箱类2021/5/2132021/5/2142021/5/21520
2、21/5/2162021/5/217v箱类包装容器多为正方形、长方形或六方形箱类包装容器多为正方形、长方形或六方形截面，由于容量相对较大，四面箱壁上一般截面，由于容量相对较大，四面箱壁上一般都设计有都设计有加强筋加强筋，箱壁面积过大时还设计，箱壁面积过大时还设计开开窗窗，避免加工成型时产生翘曲。，避免加工成型时产生翘曲。口缘也加宽口缘也加宽加厚加厚。v箱类塑料包装容器可用于农产品、工业品、箱类塑料包装容器可用于农产品、工业品、工厂半成品的盛装和周转，也可用于展销。工厂半成品的盛装和周转，也可用于展销。v材料主要采用材料主要采用聚丙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯、ABSABS及及尼龙等热
3、塑性材料尼龙等热塑性材料，用注塑或模压加工而成，用注塑或模压加工而成，具有较高的强度、刚度和耐冲击性能。具有较高的强度、刚度和耐冲击性能。2021/5/2182.桶类v塑料包装容器有圆桶、方桶、扁方桶及提桶等类型。塑料包装容器有圆桶、方桶、扁方桶及提桶等类型。v容量从容量从1L-250L多种规格，有整体式、安装式、端手多种规格，有整体式、安装式、端手等不同结构的提手。等不同结构的提手。v口径大小是根据内装物的物态、性质和容量大小决定口径大小是根据内装物的物态、性质和容量大小决定的，盛装食品、医药的多采用较大口径，而盛装液体的，盛装食品、医药的多采用较大口径，而盛装液体危险品的则采用小口径。各类
4、塑料桶一般都采用螺纹危险品的则采用小口径。各类塑料桶一般都采用螺纹塑料盖进行封盖。塑料盖进行封盖。v材料采用材料采用高密度聚乙烯、乙烯醋酸共聚物、高密度聚乙烯、乙烯醋酸共聚物、PET等塑等塑料材料。通过料材料。通过挤出吹塑、注塑吹塑、旋转模塑挤出吹塑、注塑吹塑、旋转模塑等加工等加工方法制造成型。方法制造成型。2021/5/2192021/5/21102021/5/21112021/5/21122021/5/2113v广泛用于饮料、化妆品、洗洁用品、文化用广泛用于饮料、化妆品、洗洁用品、文化用品、医药品、其他液体和膏状产品的包装。品、医药品、其他液体和膏状产品的包装。v材料主要有材料主要有聚乙烯
5、、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、PET、聚苯乙烯、聚酯、聚苯乙烯、聚酯等塑料材料，用等塑料材料，用中空中空吹塑或注射成型吹塑或注射成型。3.瓶、罐类2021/5/21142021/5/21152021/5/21162021/5/21172021/5/21182021/5/21194.4.杯、碗、盘、罩类杯、碗、盘、罩类v主要用于快餐食品、冰淇淋、调味品、日用主要用于快餐食品、冰淇淋、调味品、日用品、药品等的包装，多以品、药品等的包装，多以热塑性片材经热成热塑性片材经热成型加工而成型加工而成，口部可采用塑料扣盖或粘贴符，口部可采用塑料扣盖或粘贴符合材料进行封合。合材料进行封合。v此
6、类产品价格低廉，有些有卫生标准要求。此类产品价格低廉，有些有卫生标准要求。2021/5/21202021/5/21212021/5/21222021/5/21235.5.盒类盒类采用聚乙烯、聚氯乙采用聚乙烯、聚氯乙烯烯ABSABS等材料制成。通等材料制成。通过压制、注塑的方法过压制、注塑的方法成型。成型。2021/5/21242021/5/21256.软管v用于各种膏状、乳剂产品包装。用于各种膏状、乳剂产品包装。v采用采用低密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或复低密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或复合材料合材料制成。制成。v管身挤出成型，管颈、管肩注射成型，然后管身挤出成型，管颈、管肩注射成型，然后把两
7、部分熔接在一起形成软管。把两部分熔接在一起形成软管。2021/5/21262021/5/21272021/5/21282021/5/21297.7.发泡制品发泡制品v用于运输包装内衬。用于运输包装内衬。v其结构根据所衬产品其结构根据所衬产品性质决定。外形尺寸性质决定。外形尺寸根据运输包装的内尺根据运输包装的内尺寸决定。寸决定。2021/5/21308.塑料袋2021/5/21312021/5/21322021/5/21332021/5/21342021/5/2135二、塑料包装容器成型工艺与方法二、塑料包装容器成型工艺与方法类别类别成型方法成型方法制品特性制品特性制品制品1注射成型注射成型尺寸
8、精度高尺寸精度高瓶盖、广口瓶、罐、周瓶盖、广口瓶、罐、周转箱箱2模模压成型成型壁厚、开口容器壁厚、开口容器盘、盆、碟、小型托、盆、碟、小型托盘3挤出成型出成型尺寸精度低尺寸精度低管状制品管状制品4中空吹塑成型中空吹塑成型挤出吹塑出吹塑外形不外形不规则小口瓶小口瓶类，带把手的把手的壶注射吹塑注射吹塑外形不外形不规则化化妆品，品，药剂大口瓶大口瓶拉伸吹塑拉伸吹塑形状形状简单的薄壁容的薄壁容器器薄壁薄壁饮料瓶料瓶5真空成型真空成型开口薄壁容器开口薄壁容器泡罩、泡罩、贴体包装，一次性口体包装，一次性口杯杯6旋旋转成型成型大型、奇特外形大型、奇特外形大型容器大型容器7发泡成型泡成型壁厚壁厚发泡、保温性泡
9、、保温性保温箱、盒，保温箱、盒，缓冲冲衬垫2021/5/2136三、塑料包装容器结构设计考虑的因素三、塑料包装容器结构设计考虑的因素v1.1.塑料原材料的选用塑料原材料的选用v2.2.塑料包装容器的成型工艺与模具塑料包装容器的成型工艺与模具v3.3.容器使用环境与条件容器使用环境与条件v4.4.经济性经济性2021/5/2137v（1 1）根据包装、贮存、运输中环境条件和作业要求）根据包装、贮存、运输中环境条件和作业要求v物理机械性能：包括拉伸、压缩、弯曲、剪切、冲击强度、物理机械性能：包括拉伸、压缩、弯曲、剪切、冲击强度、硬度、耐磨性、疲劳特性、蠕变载荷变形、收缩性、密度等。硬度、耐磨性、疲
10、劳特性、蠕变载荷变形、收缩性、密度等。v热性能：成型温度范围、热膨胀率、热变形温度、燃烧性、热性能：成型温度范围、热膨胀率、热变形温度、燃烧性、脆化温度、低温特性等。脆化温度、低温特性等。v化学阻抗性能：吸水吸湿性、透气性、与内装物的化学相容化学阻抗性能：吸水吸湿性、透气性、与内装物的化学相容性等。性等。v光学性能：光线透过率、透明度、耐光性、防辐射。光学性能：光线透过率、透明度、耐光性、防辐射。v其他特性：适印性、迁移性、保香、绝缘性等。其他特性：适印性、迁移性、保香、绝缘性等。v（2 2）根据包装内装物对材料的形态要求）根据包装内装物对材料的形态要求v（3 3）根据卫生法规的要求）根据卫生
11、法规的要求v（4 4）包装材料的印刷适印性要求）包装材料的印刷适印性要求2021/5/2138塑料包装常用材料塑料包装常用材料v见书见书P115P115表表3-33-3（新书）（新书）2021/5/2139一、模压成型一、模压成型v模压成型又称压缩模塑或压制模压成型又称压缩模塑或压制。它是将粉状、。它是将粉状、粒状或纤维膜塑料加入成型温度下的模具型粒状或纤维膜塑料加入成型温度下的模具型腔中，然后闭模加压使其成型并固化，启模腔中，然后闭模加压使其成型并固化，启模取出制品。它主要用于热固性塑料的成型取出制品。它主要用于热固性塑料的成型.用用于热塑性塑料成型时，因模具需要交替加热于热塑性塑料成型时，
12、因模具需要交替加热与冷却，效率低，所以一般使用较少。与冷却，效率低，所以一般使用较少。第二节第二节 模压和注射成型容器模压和注射成型容器2021/5/2140v1 1、模压成型设备。、模压成型设备。模压成型用的主要设备是模压成型用的主要设备是压机和塑模压机和塑模v (1)(1)压机压机。压机的作用主要是通过塑模对塑压机的作用主要是通过塑模对塑料施加压力、启闭模具和顶出制品。模压成料施加压力、启闭模具和顶出制品。模压成型所用的压机大多是自给式液压机，有上动型所用的压机大多是自给式液压机，有上动式和下动式两种，吨位自几十吨至几百吨不式和下动式两种，吨位自几十吨至几百吨不等。规格型号用等。规格型号用
13、SY-XSY-X表示。表示。v（2 2）塑模。）塑模。按模具的结构特征可分为溢式模、按模具的结构特征可分为溢式模、不溢式模和半溢式模三类，其中以半溢式模不溢式模和半溢式模三类，其中以半溢式模用的最多。用的最多。2021/5/21412021/5/21422021/5/21432021/5/21442021/5/21452 2、模压成型工艺过程。、模压成型工艺过程。v模压工艺过程：模压工艺过程：准备准备加料加料合模合模排气排气固化固化脱模脱模v将预压预热的模塑料定量地加入已加热的阴将预压预热的模塑料定量地加入已加热的阴模内，然后闭模，在压机压力的作用下，塑模内，然后闭模，在压机压力的作用下，塑料
14、在型腔内受热受压熔化向型腔各部位充填，料在型腔内受热受压熔化向型腔各部位充填，多余熔料从分型面溢出成为溢边，经一定时多余熔料从分型面溢出成为溢边，经一定时间的交联反应后，塑料固化成为坚硬的制件，间的交联反应后，塑料固化成为坚硬的制件，启模即得制品。模压过程中型腔内模塑料因启模即得制品。模压过程中型腔内模塑料因受热和交联反应产生的气体应及时排除，通受热和交联反应产生的气体应及时排除，通常在模具闭合后再将其松动少许时间，以便常在模具闭合后再将其松动少许时间，以便排除型腔中的气体。脱模后制品应去除溢边。排除型腔中的气体。脱模后制品应去除溢边。2021/5/2146v模压成型过程中所采用的模压成型过程
15、中所采用的模压压力模压压力、模模压温度压温度、模压时间模压时间等工艺条件直接影响等工艺条件直接影响成品的质量。一般来说模压压力影响成成品的质量。一般来说模压压力影响成型时塑料的流动性，成品的密实度、收型时塑料的流动性，成品的密实度、收缩率和机械强度等。模压温度和模压时缩率和机械强度等。模压温度和模压时间影响塑料的固化速度以及固化程度，间影响塑料的固化速度以及固化程度，最终会影响制品的机械性能和外观质量。最终会影响制品的机械性能和外观质量。 2021/5/2147二、注射成型二、注射成型v注射成型又称注射成型又称注射模塑或注塑注射模塑或注塑。它是塑料成。它是塑料成型加工中最普遍采用的一种方法。型
16、加工中最普遍采用的一种方法。能制得外能制得外形复杂、尺寸精确、带有嵌件的制品形复杂、尺寸精确、带有嵌件的制品，其成，其成型周期短、效率高，且易于实现全自动生产。型周期短、效率高，且易于实现全自动生产。但注射成型设备投资大，模具结构复杂，制但注射成型设备投资大，模具结构复杂，制造成本高，因此只有在大批量生产时才具有造成本高，因此只有在大批量生产时才具有较好的经济性较好的经济性。注射成型适用于各种热塑性。注射成型适用于各种热塑性塑料和部分品种的热固性塑料。塑料和部分品种的热固性塑料。 2021/5/21481、注射成型设备。v注射成型设备主要是注射成型设备主要是注射机和塑模注射机和塑模。v（1 1
17、）注射机）注射机。注射机又称注塑机，按其塑化。注射机又称注塑机，按其塑化结构不同分为结构不同分为柱塞式柱塞式和和移动螺杆式移动螺杆式两类。柱两类。柱塞式多属小型注射机；移动螺杆式则为大中塞式多属小型注射机；移动螺杆式则为大中型注射机。型注射机。v一般一台通用注射机包括一般一台通用注射机包括注射系统、合模系注射系统、合模系统、液压传动系统和电器控制系统统、液压传动系统和电器控制系统，如图，如图3-3-1111所示。所示。2021/5/2149图图311 311 移动螺杆式注塑机结构示意图移动螺杆式注塑机结构示意图 11机座机座 22电动机、油泵电动机、油泵 33注射油缸注射油缸 44齿轮箱齿轮箱
18、 55齿轮传动电机机齿轮传动电机机 66料斗料斗 77螺杆螺杆 88加热器加热器 99料筒料筒 1010喷嘴喷嘴 1111定模板定模板 1212模具模具 1313动模板动模板 1414锁模机构锁模机构 1515锁模用油缸锁模用油缸 1616螺杆传动齿轮螺杆传动齿轮 1717螺杆花键槽螺杆花键槽 1818油箱油箱 2021/5/21502021/5/2151v 注射系统。它是注射机最主要的部分。其作用是将塑料均注射系统。它是注射机最主要的部分。其作用是将塑料均匀地塑化，并以足够的压力和速度将塑化好的定量塑料熔体匀地塑化，并以足够的压力和速度将塑化好的定量塑料熔体注射到模具的型腔中。注射系统主要由
19、塑化部件注射到模具的型腔中。注射系统主要由塑化部件(如螺杆、如螺杆、料筒、喷嘴及加热器等料筒、喷嘴及加热器等)、计量装置、传动装置等组成。、计量装置、传动装置等组成。v合模系统。合模系统的主要作用是实现模具的启闭，在注合模系统。合模系统的主要作用是实现模具的启闭，在注射时保证成型模具可靠地锁紧，以及顶出制品等。它主要由射时保证成型模具可靠地锁紧，以及顶出制品等。它主要由固定模板、移动模板、合模机构、顶出机构、调模装置、拉固定模板、移动模板、合模机构、顶出机构、调模装置、拉杆和安全保护装置等组成。杆和安全保护装置等组成。 v液压系统和电器控制系统。注射机的液压系统主要由各种液压系统和电器控制系统
20、。注射机的液压系统主要由各种液压元件和回路及其它附件所组成。电器控制系统则主要由液压元件和回路及其它附件所组成。电器控制系统则主要由各种电器元件和仪表组成。液压系统和电器控制系统有机地各种电器元件和仪表组成。液压系统和电器控制系统有机地组织在一起，对注射机提供动力和实现控制，以保证注射机组织在一起，对注射机提供动力和实现控制，以保证注射机按工艺过程预定的要求按工艺过程预定的要求(温度、压力、速度和时间温度、压力、速度和时间)和动作程和动作程序准确有效地工作。序准确有效地工作。 2021/5/2152(2)塑模。v注射成型模具因制品的形状和结构不同而千差万别，注射成型模具因制品的形状和结构不同而
21、千差万别，但其基本结构是一致的。但其基本结构是一致的。注射模主要由浇注系统、注射模主要由浇注系统、成型零件和结构零件三大部分所组成成型零件和结构零件三大部分所组成。其中浇注系。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，是模具中最统和成型零件是与塑料直接接触部分，是模具中最复杂、变化最大、要求加工精度最高的部分。浇注复杂、变化最大、要求加工精度最高的部分。浇注系统是指塑料从喷嘴进入型腔前的流道部分，通常系统是指塑料从喷嘴进入型腔前的流道部分，通常包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。成型零件包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。成型零件是指构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和是指构成制品形状的
22、各种零件，包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。典型注射模结型腔、型芯、成型杆以及排气口等。典型注射模结构如图构如图312312所示。所示。2021/5/21532021/5/21542021/5/21552注射成型工艺过程 v(1)(1)塑化。塑化。塑化即塑料在料筒内经加热达到流塑化即塑料在料筒内经加热达到流动状态，并具有良好可塑性的全过程。因此动状态，并具有良好可塑性的全过程。因此可以说可以说塑化是注射成型的准备过程塑化是注射成型的准备过程。对塑化。对塑化的要求是：的要求是：塑料在进入模腔之前应达到规定塑料在进入模腔之前应达到规定的成型温度，并能在规定时间内提供足够数的成型温度，
23、并能在规定时间内提供足够数量的熔融塑料，且熔料温度应均匀一致，不量的熔融塑料，且熔料温度应均匀一致，不发生或极少发生热分解发生或极少发生热分解。上述要求与塑料的。上述要求与塑料的品种、工艺条件的控制以及注射机的塑化结品种、工艺条件的控制以及注射机的塑化结构均密切相关，而且直接决定着成型制品的构均密切相关，而且直接决定着成型制品的质量。质量。2021/5/2156v (2)(2)注射。注射。注射即柱塞或螺杆前移将塑化好的熔料注射即柱塞或螺杆前移将塑化好的熔料推压注入闭合模腔的过程。注射过程中所采用的工推压注入闭合模腔的过程。注射过程中所采用的工艺条件如注射压力、注射速度等与塑料的特性、制艺条件如
24、注射压力、注射速度等与塑料的特性、制品结构以及其它工艺条件等密切相关，它也直接影品结构以及其它工艺条件等密切相关，它也直接影响成型制品的质量。响成型制品的质量。v(3)(3)定型。定型。定型过程从塑料熔体进入模腔开始，而后定型过程从塑料熔体进入模腔开始，而后经过模腔注满，熔体在控制条件下冷却定型，直至经过模腔注满，熔体在控制条件下冷却定型，直至制品从模腔中脱出。具体可分为制品从模腔中脱出。具体可分为充模、压实、倒流充模、压实、倒流和浇口冻结后的冷却和浇口冻结后的冷却等几个连续阶段。等几个连续阶段。v注射成型较为重要的工艺参数为影响熔体流注射成型较为重要的工艺参数为影响熔体流动和冷却的温度、压力
25、及相应的作用时间。动和冷却的温度、压力及相应的作用时间。 2021/5/2157三、注射和模压塑料容器结构设计与三、注射和模压塑料容器结构设计与工艺性工艺性v在进行塑料制品结构的工艺性设计时的原则：在进行塑料制品结构的工艺性设计时的原则：v（1 1）应考虑原料的成型工艺性，如流动性、收缩率）应考虑原料的成型工艺性，如流动性、收缩率等；等；v（2 2）在保证使用性能、物理与力学性能、电性能、）在保证使用性能、物理与力学性能、电性能、耐热性和耐化学腐蚀性能等的前提下，力求结构简耐热性和耐化学腐蚀性能等的前提下，力求结构简单，壁厚均匀，使用方便；单，壁厚均匀，使用方便；v（3 3）在设计塑料制品时应
26、同时考虑其成型模具的总）在设计塑料制品时应同时考虑其成型模具的总体结构，使模具型腔易于制造，抽芯和推出机构简体结构，使模具型腔易于制造，抽芯和推出机构简单；单；v（4 4）当设计的塑料制品外观要求较高时，应先通过）当设计的塑料制品外观要求较高时，应先通过造型，而后逐步绘制图样。造型，而后逐步绘制图样。2021/5/2158v1.1.塑料制品尺寸的大小塑料制品尺寸的大小取决于取决于: :v塑料的熔体流动性塑料的熔体流动性: :流动性差尺寸不能设计过流动性差尺寸不能设计过大大v塑件的壁厚塑件的壁厚v成型设备的规格与型号成型设备的规格与型号 （一）塑料制品的尺寸精度和表面质量（一）塑料制品的尺寸精度
27、和表面质量2021/5/2159v2.2.影响塑料制品尺寸精度的因素影响塑料制品尺寸精度的因素原因分原因分类误差原因差原因与模具直接有关的原因与模具直接有关的原因模具的形式或基本模具的形式或基本结构构模具的加工制造模具的加工制造误差差模具的磨模具的磨损、变形、形、热膨膨胀与塑料原料有关的原因与塑料原料有关的原因不同种不同种类塑料收塑料收缩率的率的变化化不同批次塑料的成型收不同批次塑料的成型收缩率、流率、流动性、性、结晶化程度的差晶化程度的差别再生料的混合、着色再生料的混合、着色剂等添加等添加剂的影响的影响塑料中水分以及塑料中水分以及挥发和分解的影响和分解的影响与成型工与成型工艺有关的原因有关的
28、原因由于成型工由于成型工艺条件的条件的变化造成成型收化造成成型收缩率的率的变化化成型操作成型操作变化的影响化的影响脱模脱模顶出出时的塑料的塑料变形、形、弹性恢复性恢复与成型后与成型后时效有关的原因效有关的原因周周围温度、湿度不同造成的尺寸温度、湿度不同造成的尺寸变化化塑料的塑性塑料的塑性变形及外力作用形及外力作用产生的蠕生的蠕变、弹性恢复性恢复残余残余应力、残余力、残余变形引起的形引起的变化化2021/5/2160v影响塑料制品尺寸精度的因素很多，所以塑影响塑料制品尺寸精度的因素很多，所以塑料制品的精度通常较低，且总是低于成型零料制品的精度通常较低，且总是低于成型零件的制造精度。在确定制品的尺
29、寸精度时，件的制造精度。在确定制品的尺寸精度时，应根据制品的使用要求和具体结构形状，合应根据制品的使用要求和具体结构形状，合理地确定各部分尺寸精度。为了便于生产、理地确定各部分尺寸精度。为了便于生产、降低制品成本，应尽可能选用低精度等级。降低制品成本，应尽可能选用低精度等级。2021/5/2161v2.塑料制品的尺寸精度和公差塑料制品的尺寸精度和公差v3.塑料制品的表面粗糙度塑料制品的表面粗糙度(表面粗糙度是指制品实际表面微观表面粗糙度是指制品实际表面微观几何形状的误差。几何形状的误差。)v塑料制品的表面粗糙度主要根据制品的使用要求和美观要求塑料制品的表面粗糙度主要根据制品的使用要求和美观要求
30、确定。确定。v塑料成型制品的表面粗糙度主要取决于模具型腔表面的粗糙塑料成型制品的表面粗糙度主要取决于模具型腔表面的粗糙度，同时还与塑料品种以及成型工艺有关。度，同时还与塑料品种以及成型工艺有关。类别塑料品种塑料品种建建议采用的精度等采用的精度等级高精度高精度一般精度一般精度低精度低精度1 1PSPS，ABSABS，PMMAPMMA，PCPC，PFPF3 34 45 52 2PA6PA6，6666，610610，10101010；PVCPVC（硬（硬质）4 45 56 63 3POMPOM，PPPP，HDPEHDPE5 56 67 74 4PVCPVC（软质）、）、LDPELDPE6 67 78
31、 8塑料制品精度等级的选用塑料制品精度等级的选用SJ/T10628-19952021/5/2162（二）塑料制品的几何形状与成型工（二）塑料制品的几何形状与成型工艺及模具的制约艺及模具的制约v1.塑料制品的内外形状塑料制品的内外形状v出模方向：指塑料熔体在模具内冷却成型后，出模方向：指塑料熔体在模具内冷却成型后，将动模、定模分离，使塑料成型件脱出模腔将动模、定模分离，使塑料成型件脱出模腔的方向。的方向。v避免相对出模方向的侧凹、侧凸或侧孔结构，避免相对出模方向的侧凹、侧凸或侧孔结构，以免给制品带来脱模的困难。以免给制品带来脱模的困难。2021/5/2163v左图侧孔改为右左图侧孔改为右图侧凹图
32、侧凹v避免塑件表面凸避免塑件表面凸台台,便于脱模便于脱模v左图塑件有外侧左图塑件有外侧凹凹,必须采用瓣必须采用瓣合凹模合凹模,使塑料使塑料模具结构复杂模具结构复杂,塑件表面有接缝塑件表面有接缝v塑件内侧凹塑件内侧凹,抽抽芯困难芯困难v改变塑件形状改变塑件形状,侧孔抽侧型芯侧孔抽侧型芯v将横向侧孔改为将横向侧孔改为垂直向孔垂直向孔,可免可免去侧抽芯机构去侧抽芯机构2021/5/21642.2.脱模斜度脱模斜度v脱模斜度是为了把塑料成型件顺利地从模具中取出，脱模斜度是为了把塑料成型件顺利地从模具中取出，在塑料容器或制品的出模方向上设计加工的倾斜角在塑料容器或制品的出模方向上设计加工的倾斜角度。度。
33、v（1）脱模斜度不包括在制品公差范围之内。）脱模斜度不包括在制品公差范围之内。v（2）确定脱模斜度的原则：）确定脱模斜度的原则：塑料制件的精度要求高，塑料制件的精度要求高，脱模斜度应取小值；对收缩率大、刚性大、韧性小，脱模斜度应取小值；对收缩率大、刚性大、韧性小，结构复杂的制件，应取较大的脱模斜度；对尺寸大结构复杂的制件，应取较大的脱模斜度；对尺寸大而深，型芯较长的制品，应取较小的脱模斜度；制而深，型芯较长的制品，应取较小的脱模斜度；制品的壁厚较厚时，脱模斜度应取大些，特别是内表品的壁厚较厚时，脱模斜度应取大些，特别是内表面；内表面一般要大于外表面的脱模斜度；表面有面；内表面一般要大于外表面的
34、脱模斜度；表面有花纹、图案及文字的，应取较大脱模斜度。花纹、图案及文字的，应取较大脱模斜度。2021/5/21652021/5/2166v常见制品的脱模斜度的经验数据如下常见制品的脱模斜度的经验数据如下: :v(1)(1)塑料制品沿脱模方向常用的斜度值为塑料制品沿脱模方向常用的斜度值为1-1.51-1.5。v（2 2）当使用上有特殊要求时，斜度可采用外表面）当使用上有特殊要求时，斜度可采用外表面55，内表面，内表面10-2010-20，只有塑料制品高度不大时，只有塑料制品高度不大时才允许不设计斜度。才允许不设计斜度。v（3 3）凸台和加强筋单边应有）凸台和加强筋单边应有4-54-5的斜度。的斜
35、度。v（4 4）沿脱模方向有几个孔或呈矩形格状，而使脱模）沿脱模方向有几个孔或呈矩形格状，而使脱模阻力增大时，宜采用阻力增大时，宜采用4-54-5的斜度。的斜度。v（5 5）侧壁带有皮革花纹时，应有）侧壁带有皮革花纹时，应有4-64-6的斜度。的斜度。2021/5/21673.塑料制品的壁厚塑料制品的壁厚v塑料容器的壁厚不仅是重要的结构要素，对成型的塑料容器的壁厚不仅是重要的结构要素，对成型的工艺过程也有着重要影响。工艺过程也有着重要影响。v（1 1）. .确定壁厚的原则：确定壁厚的原则：v满足容器强度、刚度等使用要求；满足容器强度、刚度等使用要求；v结合结构和尺寸设计，使成型件具有较为合理的
36、工结合结构和尺寸设计，使成型件具有较为合理的工艺性，保证精度、质量；艺性，保证精度、质量；v满足嵌件固定，孔、凹型口沿及零件配合强度要求；满足嵌件固定，孔、凹型口沿及零件配合强度要求；v顺利脱模，不发生局部损伤；顺利脱模，不发生局部损伤；v节约材料、能耗，提高生产率。节约材料、能耗，提高生产率。2021/5/2168v（2 2）壁厚与成型时间：）壁厚与成型时间：成型的冷却时间与制品壁厚成型的冷却时间与制品壁厚的平方成正比的平方成正比。因此增加塑料制品的壁厚，必然使。因此增加塑料制品的壁厚，必然使成型周期延长，生产效率降低。成型周期延长，生产效率降低。 v（3 3）壁厚与制品强度：对热塑性塑料制
37、品来说，当）壁厚与制品强度：对热塑性塑料制品来说，当壁厚在壁厚在5mm5mm以下时，强度一般随壁厚的增加而增大；以下时，强度一般随壁厚的增加而增大；当壁厚大于当壁厚大于5mm5mm时，壁厚增大其强度不一定增加时，壁厚增大其强度不一定增加，且，且还会出现缩孔、塌坑、翘曲、应力、结晶度过大等还会出现缩孔、塌坑、翘曲、应力、结晶度过大等成型弊病，影响制品质量。成型弊病，影响制品质量。因此靠增大壁厚来提高因此靠增大壁厚来提高制品的强度有一定的限度。一般对壁厚较大的制品制品的强度有一定的限度。一般对壁厚较大的制品通常靠设加强筋来保证其强度。通常靠设加强筋来保证其强度。v（4 4）壁厚与熔体流动性：制品的
38、最小壁厚是由塑料）壁厚与熔体流动性：制品的最小壁厚是由塑料的熔体流动性来决定的，的熔体流动性来决定的，当小于允许的制品最小壁当小于允许的制品最小壁厚时，成型时会出现充不满模而不能成型的现象厚时，成型时会出现充不满模而不能成型的现象。2021/5/2169（5 5）壁厚与流程的关系：）壁厚与流程的关系：v流程是指熔料从进料口流向型腔各处的距离。流程是指熔料从进料口流向型腔各处的距离。v壁厚越小，熔体流动阻力越大，成型越困难；同样，壁厚越小，熔体流动阻力越大，成型越困难；同样，流程越长，成型件结构越复杂，要求的壁厚也就越流程越长，成型件结构越复杂，要求的壁厚也就越大。大。v壁厚与流程大小成正比关系
39、。即塑料制品的壁厚越壁厚与流程大小成正比关系。即塑料制品的壁厚越大，则允许最大流程越长。大，则允许最大流程越长。v图图3-17，表，表3-10（P139）2021/5/2170图图3-17 3-17 壁厚与流程的关系壁厚与流程的关系2021/5/2171塑料品种 t、L的关系流动性好（如PE、PA） t=(L/100+0.5)0.6流动性中等（如POM、PMMA） t=(L/100+0.8)0.7流动性差（如PC） t=(L/100+1.2)0.9表表3-10 3-10 壁厚壁厚t t与流程与流程L L的经验公式的经验公式 单位：单位：mmmm2021/5/2172（6 6）壁厚的设计）壁厚的
40、设计v（a a）壁厚要均匀）壁厚要均匀v（b b）壁厚差要限制：按经验，壁厚比（薄壁：厚壁）壁厚差要限制：按经验，壁厚比（薄壁：厚壁）一般为一般为 热塑性塑料热塑性塑料1 1：1.51.5（注射）（注射） 热固性塑料热固性塑料1 1：3 3（压塑），（压塑），1 1：5 5（挤塑）（挤塑）同时，不同壁厚的相接过渡要平缓，避免直角形突然同时，不同壁厚的相接过渡要平缓，避免直角形突然过渡。过渡。v（c c）壁厚值的确定：）壁厚值的确定：P139P139表表3-113-11、3-123-12（新书）（新书）2021/5/2173塑料名称塑料名称 塑料外部高度尺寸塑料外部高度尺寸100粉状填料的酚醛塑
41、料粉状填料的酚醛塑料 0.70.7 2.0 2.02.02.03.03.05.06.5 纤维状填料的酚醛塑料纤维状填料的酚醛塑料 1.51.5 2.0 2.02.52.53.53.56.08.0 氨基塑料氨基塑料 1.01.01.31.32.02.03.04.0聚酯玻纤填料的塑料聚酯玻纤填料的塑料 1.01.0 2.0 2.02.42.43.23.2 4.84.8聚酯无机物填料的塑料聚酯无机物填料的塑料 1.01.0 2.0 2.03.23.24.84.8 4.84.8表表3-11 3-11 热固性塑料制品壁厚热固性塑料制品壁厚2021/5/2174改善塑料制品壁厚典型实例改善塑料制品壁厚典型
42、实例容器壁厚平缓过渡避免突变容器壁厚平缓过渡避免突变容器壁厚平缓过渡避免突变容器壁厚平缓过渡避免突变2021/5/21754.4.塑料制品的加强筋与防变形结构塑料制品的加强筋与防变形结构v（1）加强筋）加强筋v加强筋的设计原则：加强筋的设计原则： v可设在制品的内壁、外壁以及底面上；可设在制品的内壁、外壁以及底面上；v以矮一些、多一些为好；以矮一些、多一些为好；v布置时应避免或减少塑料局部集中，否则会产生缩布置时应避免或减少塑料局部集中，否则会产生缩孔或凹痕；孔或凹痕；v加强筋的方向应与料流方向一致，避免扰乱料流，加强筋的方向应与料流方向一致，避免扰乱料流，保证塑料的韧性；保证塑料的韧性；v尺
43、寸一般不宜设计得过大，否则会在筋对应的壁上尺寸一般不宜设计得过大，否则会在筋对应的壁上产生凹陷缩孔等；产生凹陷缩孔等；v加强筋必须有足够的脱模斜度，筋的底部应呈圆弧加强筋必须有足够的脱模斜度，筋的底部应呈圆弧过渡。过渡。2021/5/2176增加加强筋，可提高增加加强筋，可提高塑件强度塑件强度采用加强筋，可避免采用加强筋，可避免因壁厚不均而产生的因壁厚不均而产生的缩孔缩孔2021/5/2177平板状塑件，加强筋应与平板状塑件，加强筋应与料流方向平行，以免造成料流方向平行，以免造成充模阻力过大和降低塑件充模阻力过大和降低塑件韧性韧性非平板状塑件，加强筋应非平板状塑件，加强筋应交错排列，以免塑件产
44、生交错排列，以免塑件产生翘曲变形翘曲变形加强筋应设计得矮一些，加强筋应设计得矮一些，与支撑面应有大于与支撑面应有大于0.5mm0.5mm的间隙的间隙2021/5/2178（2）防变形结构）防变形结构v平板状塑件变形的原因有：平板状塑件变形的原因有：v因材料刚性较小，容易发生变形而扭曲；因材料刚性较小，容易发生变形而扭曲；v成型中料流方向与垂直于料流方向的收缩差引起塑成型中料流方向与垂直于料流方向的收缩差引起塑性变形；（可采用多点浇口进料打乱料流方向）性变形；（可采用多点浇口进料打乱料流方向）v塑料箱和塑料盒侧壁变形的原因有：塑料箱和塑料盒侧壁变形的原因有：v材料刚性；材料刚性；v成型时型芯温度
45、高于型腔温度而引起箱侧壁内外两成型时型芯温度高于型腔温度而引起箱侧壁内外两面的收缩差；（型芯温度高，内表面收缩大，受内面的收缩差；（型芯温度高，内表面收缩大，受内侧作用的拉伸力，使侧壁呈弓形翘曲）侧作用的拉伸力，使侧壁呈弓形翘曲）2021/5/21792021/5/21802021/5/21812021/5/21822021/5/21835.5.圆角圆角v在制品上两个面相交的尖角处由于应力集中，在制品上两个面相交的尖角处由于应力集中，在受力或受冲击振动时会发生破裂，甚至在在受力或受冲击振动时会发生破裂，甚至在脱模过程中由于模塑内应力而开裂。为了防脱模过程中由于模塑内应力而开裂。为了防止因尖角而
46、引起的应力集中，制品的角隅处止因尖角而引起的应力集中，制品的角隅处都设计成圆角，且圆角的半径一般不应小于都设计成圆角，且圆角的半径一般不应小于0.5mm。2021/5/21846.6.支撑面、孔及其他局部结构支撑面、孔及其他局部结构v（1）支撑面）支撑面2021/5/2185v（2 2）孔）孔孔成型时容易使制件上出现熔接线，是制品强度减弱的原因之孔成型时容易使制件上出现熔接线，是制品强度减弱的原因之一。所以设计孔时应注意以下几点：一。所以设计孔时应注意以下几点：2021/5/21862021/5/2187（3）铰链）铰链v塑料包装容器的盖与体采用铰链连接时，有塑料包装容器的盖与体采用铰链连接时
47、，有两种结构形式：两种结构形式：v容器盖与体单独成型，然后用一个金属和非容器盖与体单独成型，然后用一个金属和非金属铰链连接装配成一体（是独立结构）金属铰链连接装配成一体（是独立结构）v利用利用PPPP塑料独特的挠曲性，将容器盖与体用塑料独特的挠曲性，将容器盖与体用薄膜状铰链连接，可经受几十万次弯折而不薄膜状铰链连接，可经受几十万次弯折而不断裂断裂2021/5/21882021/5/2189（4）螺纹）螺纹2021/5/21902021/5/21912021/5/2192（三）成型工艺对制品设计的影响（三）成型工艺对制品设计的影响v1 1、制品壁厚与流动阻力。、制品壁厚与流动阻力。 制品壁厚的大
48、小就意味着熔体在模型中流道的大制品壁厚的大小就意味着熔体在模型中流道的大小，它决定了熔体充模时阻力的大小。小，它决定了熔体充模时阻力的大小。一般制品壁一般制品壁厚越小，熔体充模阻力越大；相反壁厚越大，充模厚越小，熔体充模阻力越大；相反壁厚越大，充模阻力越小阻力越小。 在成型过程中，由于模具的温度相对于塑料熔体在成型过程中，由于模具的温度相对于塑料熔体的温度要低得多。因此，的温度要低得多。因此，熔体在充模过程中温度会熔体在充模过程中温度会不断降低，致使粘度增大、流动性下降不断降低，致使粘度增大、流动性下降。如果制品。如果制品的壁很薄，型腔中流动阻力很大，可能会出现塑料的壁很薄，型腔中流动阻力很大
49、，可能会出现塑料熔体尚未充满型腔之前就已经冻结，造成充不满模。熔体尚未充满型腔之前就已经冻结，造成充不满模。2021/5/2193v对于薄壁大面积制品，由于熔体的流动阻力对于薄壁大面积制品，由于熔体的流动阻力大，其成型困难。大，其成型困难。一般采用在制品上沿料流一般采用在制品上沿料流方向增设筋条来起辅助流道的作用方向增设筋条来起辅助流道的作用，以减小，以减小熔体充模时的阻力，同时还可以提高制品的熔体充模时的阻力，同时还可以提高制品的刚度。在某些情况下，筋条还可以起到类似刚度。在某些情况下，筋条还可以起到类似波纹状的表面装饰作用，或者隐蔽在制品的波纹状的表面装饰作用，或者隐蔽在制品的边缘起到增强
50、的作用。图是提高模塑制品流边缘起到增强的作用。图是提高模塑制品流动性的典型设计。动性的典型设计。2021/5/2194 制品上的筋增加流追面积制品上的筋增加流追面积 aa辐射状筋辐射状筋 bb平行状筋平行状筋2021/5/2195v另外，在制品的料流方向有厚薄连接区时，另外，在制品的料流方向有厚薄连接区时，一般把浇口设在制品较厚的部分一般把浇口设在制品较厚的部分，以利于熔，以利于熔体充满型腔。体充满型腔。当制品上有多处厚薄交替的情当制品上有多处厚薄交替的情况时，可采用多个浇口进料况时，可采用多个浇口进料，以减小熔体的，以减小熔体的流动阻力和缩短流程。但采用多点进料时，流动阻力和缩短流程。但采用
51、多点进料时，在几股料流的汇合处产生的熔接线会影响制在几股料流的汇合处产生的熔接线会影响制品的强度和外观。品的强度和外观。2021/5/21962.2.分子取向分子取向v在大多数情况下，分子取向对制品性能不利。在大多数情况下，分子取向对制品性能不利。分子取向使制品的力学性能呈现各向异性，分子取向使制品的力学性能呈现各向异性，取向方向上的强度增大，而垂直于取向方向取向方向上的强度增大，而垂直于取向方向上的强度降低，严重时还会顺着取向方向开上的强度降低，严重时还会顺着取向方向开裂。裂。由于取向方向与垂直于取向方向上存在由于取向方向与垂直于取向方向上存在着收缩差，使制品容易产生翘曲、变形。另着收缩差，
52、使制品容易产生翘曲、变形。另外取向还会影响制品的耐热性能，即使温度外取向还会影响制品的耐热性能，即使温度不高时也有消除定向的趋向，其结果将引起不高时也有消除定向的趋向，其结果将引起制品翘曲变形等，如图所示。制品翘曲变形等，如图所示。2021/5/2197 取向引起制品翘曲变形取向引起制品翘曲变形 aa制品取向制品取向 bb变形前的制品变形前的制品 c c变形后的制品变形后的制品2021/5/21983 3、冻结应力、冻结应力v注射成型的充模过程中产生的冻结应力，在薄壁制注射成型的充模过程中产生的冻结应力，在薄壁制品中尤为突出。如品中尤为突出。如图图所示，沿着模壁流动的塑料熔所示，沿着模壁流动的
53、塑料熔体，由于与冷模壁的热交换作用，使其急速冷却形体，由于与冷模壁的热交换作用，使其急速冷却形成成凝固层凝固层。而在两凝固层之间的熔体仍继续流动，。而在两凝固层之间的熔体仍继续流动，结果使凝固层表面受到拉伸应力。当流动停止时，结果使凝固层表面受到拉伸应力。当流动停止时，模塑件的表面被拉伸，而中间层材料处于压缩状态，模塑件的表面被拉伸，而中间层材料处于压缩状态，结果形成冻结应力。结果形成冻结应力。v带有冻结应力的制品，在低负荷作用下即损坏。带带有冻结应力的制品，在低负荷作用下即损坏。带有冻结应力的制品表面往往呈现银纹即在垂直于应有冻结应力的制品表面往往呈现银纹即在垂直于应力方向的面上出现许多细小
54、的微裂纹力方向的面上出现许多细小的微裂纹。 2021/5/2199充模过程中冻结应力的形成充模过程中冻结应力的形成 2021/5/21100 合理安排浇口位置避免喷射合理安排浇口位置避免喷射 aa不合理不合理 bb合理合理4 4、浇口区、浇口区2021/5/21101第三节第三节 中空吹塑容器中空吹塑容器一、中空容器的类型及制造一、中空容器的类型及制造 中空容器吹塑工艺是将挤出或注射成型所得的中空容器吹塑工艺是将挤出或注射成型所得的半熔融态管坯半熔融态管坯(型坯型坯)置于各种形状的模具中，在管置于各种形状的模具中，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，坯中通入压缩空气将其吹胀，使之
55、紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成型方法再经冷却脱模得到中空制品的成型方法。其成型过。其成型过程包括程包括塑料型坯的制造塑料型坯的制造和和型坯的吹塑型坯的吹塑。这种成型方。这种成型方法可生产口径不同，容量不同的瓶、壶、桶等各种法可生产口径不同，容量不同的瓶、壶、桶等各种包装容器。包装容器。 吹塑工艺可分为吹塑工艺可分为挤出吹塑挤出吹塑、注射吹塑注射吹塑和和拉伸吹拉伸吹塑塑等三种方法。等三种方法。2021/5/211021、挤出吹塑、挤出吹塑 （1 1）、挤出吹塑工艺过程。）、挤出吹塑工艺过程。 如图所示，挤出吹塑制造中空容器的工艺如图所示，挤出吹塑制造中空容器的工艺过程如下：过程如下
56、：通过挤出机将塑料熔融并成型通过挤出机将塑料熔融并成型管坯。管坯。闭合模具夹住管坯，并将吹塑头插闭合模具夹住管坯，并将吹塑头插入管坯一端，管坯另一端被切断。入管坯一端，管坯另一端被切断。通入压通入压缩空气吹胀管坯，成型制品。缩空气吹胀管坯，成型制品。冷却吹塑制冷却吹塑制品。品。启模取出制品，切断尾料。启模取出制品，切断尾料。2021/5/211032021/5/211042021/5/211052021/5/21106（2）.挤出吹塑的特点 挤出吹塑的优点挤出吹塑的优点：适合多种塑料。适合多种塑料。生生产效率高。产效率高。管坯温度均匀，制品破裂减少。管坯温度均匀，制品破裂减少。适合生产大容器。
57、适合生产大容器。壁厚可连续控制。壁厚可连续控制。 挤出吹塑的缺点挤出吹塑的缺点：螺杆及机头对制品质螺杆及机头对制品质量影响大。量影响大。制品重量受加工因素影响大。制品重量受加工因素影响大。制品有飞边，需要修整。制品有飞边，需要修整。2021/5/21107 （3）管坯壁厚的控制v管坯壁厚程序是通过改变挤出管坯横截面的管坯壁厚程序是通过改变挤出管坯横截面的壁厚，以达到控制吹塑中空容器制品壁厚和壁厚，以达到控制吹塑中空容器制品壁厚和重量的一种方法重量的一种方法。v 管坯在复杂形状阴模中吹胀成型中空制品，管坯在复杂形状阴模中吹胀成型中空制品，制品壁厚取决于管坯各部位的吹胀比制品壁厚取决于管坯各部位的
58、吹胀比，吹胀，吹胀比愈大，该部位制品壁面愈薄，反之，吹胀比愈大，该部位制品壁面愈薄，反之，吹胀比愈小，该部位壁面愈厚。比愈小，该部位壁面愈厚。吹胀比一般不超吹胀比一般不超过过3 3，细颈瓶类吹胀比可大些。，细颈瓶类吹胀比可大些。管坯壁厚程序管坯壁厚程序2021/5/21108v为获得壁厚均匀的吹塑制品，不同部位管坯为获得壁厚均匀的吹塑制品，不同部位管坯横截面的壁厚应按吹胀比的大小而变化。横截面的壁厚应按吹胀比的大小而变化。管管坯横截面壁厚决定于机头芯棒和外套之间的坯横截面壁厚决定于机头芯棒和外套之间的环形间隙，间隙愈大，管坯横截面的壁厚愈环形间隙，间隙愈大，管坯横截面的壁厚愈大。大。v变化机头
59、芯棒和外套之间的环形间隙，就能变化机头芯棒和外套之间的环形间隙，就能改变管坯横截面壁厚改变管坯横截面壁厚。2021/5/21109v图所示的管坯程序表示出吹塑瓶与管坯横截图所示的管坯程序表示出吹塑瓶与管坯横截面的壁厚变化关系面的壁厚变化关系 右一挤出管坯壁厚右一挤出管坯壁厚 左一吹塑瓶壁厚左一吹塑瓶壁厚2021/5/21110v （4 4）管坯长度控制）管坯长度控制 管坯长度直接影响挤出吹塑制品质量和切管坯长度直接影响挤出吹塑制品质量和切去尾料的长度，尾料长度关系着材料的损耗。去尾料的长度，尾料长度关系着材料的损耗。管坯长度决定于在确定的吹塑周期内挤出机管坯长度决定于在确定的吹塑周期内挤出机螺
60、杆转速。转速愈快，管坯长度愈长，反之，螺杆转速。转速愈快，管坯长度愈长，反之，转速愈慢，管坯愈短。转速愈慢，管坯愈短。2021/5/21111(5)多层复合吹塑成型工艺多层复合吹塑成型工艺v是用吹塑方法制造器壁由多层塑料组成的中空容器是用吹塑方法制造器壁由多层塑料组成的中空容器的成型方法的成型方法.采用多层共挤法制造热融型坯或采用多采用多层共挤法制造热融型坯或采用多次注射法制造热融型坯次注射法制造热融型坯.(6)片材的吹塑中空成型工艺片材的吹塑中空成型工艺2021/5/211122、注射吹塑、注射吹塑 （1 1）注射吹塑工艺。）注射吹塑工艺。2021/5/211132021/5/2111420
61、21/5/211152021/5/21116v（2 2）注射吹塑的特点。）注射吹塑的特点。v 注射吹塑制品具有以下优点：注射吹塑制品具有以下优点：吹塑制品吹塑制品不需要修整。不需要修整。吹塑制品尺寸精度高。吹塑制品尺寸精度高。吹吹塑制品重量偏差小。塑制品重量偏差小。吹塑周期易控制。吹塑周期易控制。生产效率高。生产效率高。v 注射吹塑制品的缺点：注射吹塑制品的缺点：适合吹塑小型中适合吹塑小型中空容器，容器容积一般不超过空容器，容器容积一般不超过2L2L。适合吹适合吹塑形状简单的容器，如圆柱或椭圆形的塑料塑形状简单的容器，如圆柱或椭圆形的塑料瓶。瓶。不能吹塑成型带手把的容器。不能吹塑成型带手把的容
62、器。模具模具制造要求高。制造要求高。2021/5/211173、拉伸吹塑、拉伸吹塑v（1 1）拉伸吹塑工艺。）拉伸吹塑工艺。拉伸吹塑又称双向吹塑，管拉伸吹塑又称双向吹塑，管坯除了吹塑使其径向拉伸外，借助拉伸芯管使管坯坯除了吹塑使其径向拉伸外，借助拉伸芯管使管坯轴向也产生拉伸，拉伸应变为轴向也产生拉伸，拉伸应变为100200100200。2021/5/211182021/5/211192021/5/21120 （2 2）拉伸吹塑特点。）拉伸吹塑特点。v 拉伸吹塑工艺的优点：拉伸吹塑工艺的优点：减少废品。减少废品。降低螺降低螺纹粗糙度纹粗糙度生产效率高。生产效率高。管坯预制，制品重量管坯预制，制品
63、重量容易控制。容易控制。制品冲击强度高，透明性、气密性较制品冲击强度高，透明性、气密性较好。好。制品壁厚降低、节省原料。制品壁厚降低、节省原料。v 拉伸吹塑工艺的缺点：拉伸吹塑工艺的缺点：拉伸温度的控制要求拉伸温度的控制要求高。高。材料及制造要求高。材料及制造要求高。设备投资大。设备投资大。v 拉伸吹塑适合于制造形状简单的小型容器，容拉伸吹塑适合于制造形状简单的小型容器，容器容积不超过器容积不超过2L2L。 2021/5/21121（二）、（二）、壁厚设计强度与刚度壁厚设计强度与刚度 v1 1、吹胀比、吹胀比v吹胀比吹胀比(BR)(BR)是指吹塑制品最大直径与型坯直径之比是指吹塑制品最大直径与
64、型坯直径之比。这个比值要选择适当，过大会使吹塑制品壁厚不均这个比值要选择适当，过大会使吹塑制品壁厚不均匀，加工工艺条件不易掌握。一般匀，加工工艺条件不易掌握。一般BRBR取取2 2 ：1 14 4：l l，多用多用2 2：1 1左右左右。v吹胀比表示了吹塑制品径向最大尺寸和挤出机机头吹胀比表示了吹塑制品径向最大尺寸和挤出机机头口模尺寸之间的关系，当吹胀比确定后，便可根据口模尺寸之间的关系，当吹胀比确定后，便可根据吹塑制品的最大径向尺寸吹塑制品的最大径向尺寸( (圆管形制品即直径圆管形制品即直径) )来确来确定坯口模的尺寸。定坯口模的尺寸。机头口模与芯轴的间隙可用下式机头口模与芯轴的间隙可用下式
65、表示：表示：2021/5/21122 G GtBtBR R v式中；式中；G G一口模与芯轴的间隙宽度一口模与芯轴的间隙宽度(mm)(mm)v t t一吹塑制品壁厚一吹塑制品壁厚(mm)(mm)v BR BR一吹胀比，一般取一吹胀比，一般取2 24 4；v 一修正系数，一般取一修正系数，一般取l l一一1.51.5。它与。它与加工的塑料粘度有关，对于粘度大的塑料取加工的塑料粘度有关，对于粘度大的塑料取偏小值。偏小值。 2021/5/21123v型坯断面形状一般要求制成与吹塑制品的外型坯断面形状一般要求制成与吹塑制品的外型轮廓大体一致型轮廓大体一致。如吹塑制品是圆型截面的。如吹塑制品是圆型截面的
66、瓶子，型坯应是圆管形的；若截面是方型的，瓶子，型坯应是圆管形的；若截面是方型的，则型坯也应制成方管型的；则型坯也应制成方管型的；对于异型瓶上必对于异型瓶上必须拉伸得较远才能到充模的部位，型坯在该须拉伸得较远才能到充模的部位，型坯在该处的壁厚要做得厚一些处的壁厚要做得厚一些，其目的是使型坯各，其目的是使型坯各部位塑料的吹胀情况趋于一致，以使吹塑制部位塑料的吹胀情况趋于一致，以使吹塑制品的壁厚均匀，不会出现过薄或过厚的部分品的壁厚均匀，不会出现过薄或过厚的部分( (老书图老书图911)911)。 2021/5/21124 异型瓶型坯形状异型瓶型坯形状 11型坯型坯 2 2模具模具2021/5/21
67、1252 2、延伸比、延伸比v在延伸吹塑中空容器中，制品长度在延伸吹塑中空容器中，制品长度c c与型坯长度与型坯长度b b之比称为延伸比之比称为延伸比(S(SR R) )，延伸比的选择十分重要。延伸比确延伸比的选择十分重要。延伸比确定后，型坯长度就能确定。定后，型坯长度就能确定。v延伸比大的吹塑制品，其纵向和横延伸比大的吹塑制品，其纵向和横向的强度都大，也就是说，延伸比向的强度都大，也就是说，延伸比S SR R越大，壁厚越薄，制品的强度越越大，壁厚越薄，制品的强度越高。然而，在实际应用中，制品的高。然而，在实际应用中，制品的实用刚度和实用壁厚必须保证，因实用刚度和实用壁厚必须保证，因此延伸比不
68、可过大，一般此延伸比不可过大，一般SRBRSRBR4 46 6为宜为宜。2021/5/211263 3、垂直载荷强度、垂直载荷强度v影响瓶子垂直载荷强度的因素有：影响瓶子垂直载荷强度的因素有：v 瓶肩瓶肩v 瓶底与内凹底瓶底与内凹底v 瓶身瓶身2021/5/211274 4、刚度、刚度v在圆形瓶中，瓶身上的沟槽增加了瓶子的刚度。在圆形瓶中，瓶身上的沟槽增加了瓶子的刚度。v在椭圆形瓶身上，增加一些装饰性水平锯齿状花纹在椭圆形瓶身上，增加一些装饰性水平锯齿状花纹也可以提高刚度。也可以提高刚度。2021/5/21128（三）、中空吹塑容器结构设计（三）、中空吹塑容器结构设计v吹塑容器的结构设计应满足
69、内装物的容量和防护要吹塑容器的结构设计应满足内装物的容量和防护要求，在生产、罐装和流通过程中的强度、刚度要求，求，在生产、罐装和流通过程中的强度、刚度要求，以及在使用上的方便功能等。以及在使用上的方便功能等。v1.1.容器的外形容器的外形v吹塑容器的外形，应横向、纵向统一考虑，力求整吹塑容器的外形，应横向、纵向统一考虑，力求整体造型美，保证必要的强度、刚度，同时又便于脱体造型美，保证必要的强度、刚度，同时又便于脱模。模。v常见的吹塑容器截面有圆形、正方形、长方形、三常见的吹塑容器截面有圆形、正方形、长方形、三角形、椭圆形、球形及异形等。角形、椭圆形、球形及异形等。2021/5/21129圆形圆
70、形椭圆形椭圆形方形方形2021/5/21130异形异形2021/5/211312021/5/211322021/5/211332021/5/211342021/5/211352.2.容器的壁厚容器的壁厚v中空吹塑制品，特别是挤出吹塑制品，其壁中空吹塑制品，特别是挤出吹塑制品，其壁厚一般难于达到均匀一致。厚一般难于达到均匀一致。v设计上所给出的壁厚要求，一般指最小壁厚设计上所给出的壁厚要求，一般指最小壁厚或平均壁厚。或平均壁厚。2021/5/211363.3.容器瓶口容器瓶口v（1 1）螺纹瓶口：）螺纹瓶口：v（2 2）非螺纹瓶口）非螺纹瓶口2021/5/211374.4.把手把手v把手是为了方
71、便提携和倾倒内装液体而设计把手是为了方便提携和倾倒内装液体而设计的，把手分连体和分体两种基本形式。的，把手分连体和分体两种基本形式。2021/5/211385.瓶肩结构瓶肩结构2021/5/211392021/5/211406.瓶底结构瓶底结构2021/5/211412021/5/21142第四节第四节 其它塑料容器制品结构其它塑料容器制品结构与成型工艺与成型工艺v一、热成型容器结构设计与成型工艺一、热成型容器结构设计与成型工艺v对热塑性片材，先进行加热使其软化到近熔对热塑性片材，先进行加热使其软化到近熔融状态，在成型力作用下塑料分子产生流动融状态，在成型力作用下塑料分子产生流动成型，经冷却后
72、定型，形成容器，叫热成型成型，经冷却后定型，形成容器，叫热成型容器容器。v 热成型容器在包装应用中占据相当的分量，热成型容器在包装应用中占据相当的分量，尤其是一次性使用包装物。塑料可以制成杯、尤其是一次性使用包装物。塑料可以制成杯、盘、碗、盒、桶等用于食品和冷冻食品的包盘、碗、盒、桶等用于食品和冷冻食品的包装。装。2021/5/21143（一）、热成型容器材料（一）、热成型容器材料v具有良好的热温度具有良好的热温度( (即加热到熔融温度以下，即加热到熔融温度以下，玻璃化温度以上，塑料具有类似橡胶的良好玻璃化温度以上，塑料具有类似橡胶的良好延伸性能延伸性能) )的热塑性塑料都可以用于制造热成的热
73、塑性塑料都可以用于制造热成型制品型制品v常用材料有常用材料有PEPE、PPPP、PSPS、PMMAPMMA（聚甲基丙烯（聚甲基丙烯酸甲脂）、酸甲脂）、PAPA、ABSABS、PETPET、HIPSHIPS（高抗冲聚（高抗冲聚苯乙烯）等。苯乙烯）等。 2021/5/21144v具体使用时要根据内装物对容器的不同要求和场合选具体使用时要根据内装物对容器的不同要求和场合选用。常用塑料片材的适宜用途如下表：用。常用塑料片材的适宜用途如下表：片材厚片材厚/mm/mm适宜用途适宜用途选用材料用材料0.15-0.250.15-0.25包装用品、薄壁容器、冰淇淋杯包装用品、薄壁容器、冰淇淋杯SPVCSPVC、
74、PEPE、PPPP0.25-0.50.25-0.5泡置、食品、冷泡置、食品、冷饮的杯、的杯、盘、碗、盒、箱、盖及、碗、盒、箱、盖及小商品包装小商品包装RPVCRPVC、PPPP、PSPS、ABSABS、APETAPET0.5-1.00.5-1.0箱体、罐箱体、罐类容器、罩壳、文具、玩具容器、罩壳、文具、玩具PPPP、PEPE、ABSABS、PMMAPMMA1.5-3.01.5-3.0冷冷库用箱、周用箱、周转箱箱HIPSHIPS、RPVCRPVC、ABSABS2021/5/21145v热成型薄片可分为片材热成型薄片可分为片材( (厚度在厚度在0 02 21 15mm)5mm)和薄膜材和薄膜材(
75、(厚度小于厚度小于0 02mm)2mm)。塑料片材。塑料片材可采用辊压成型、挤压成型和压制成型等技可采用辊压成型、挤压成型和压制成型等技术制得。术制得。2021/5/21146（二）、真空热成型工艺及方法（二）、真空热成型工艺及方法v塑料片材的成型加工技术有三种塑料片材的成型加工技术有三种。一是把塑。一是把塑料片材加热，用模型造型，这叫料片材加热，用模型造型，这叫热成型热成型二二 是片材本身不加热，按模具的实样成型，这是片材本身不加热，按模具的实样成型，这叫叫冷加工冷加工。三是。三是机械加工机械加工。本节介绍热成型。本节介绍热成型加工，真空成型法是先把热塑性片材加热，加工，真空成型法是先把热塑
76、性片材加热，再放到成型模具上，然后用真空泵把模具与再放到成型模具上，然后用真空泵把模具与塑料片材之间的空气抽走。依靠抽真空形成塑料片材之间的空气抽走。依靠抽真空形成的压差使塑料片材在模面上紧贴，然后使之的压差使塑料片材在模面上紧贴，然后使之冷却，硬化后进行脱模，修饰余边，便得到冷却，硬化后进行脱模，修饰余边，便得到所要求的成型品，如图所示。所要求的成型品，如图所示。2021/5/21147真空成型法真空成型法1-1-加热器加热器 22成型片材成型片材 33模具模具 44空气空气排出前加热片材的状态排出前加热片材的状态 55真空泵真空泵 66边缘的切断位置边缘的切断位置2021/5/21148(
77、三三)热成型塑料容器的结构特征热成型塑料容器的结构特征v由于成型方法及受热塑料片材流动性的限制，其由于成型方法及受热塑料片材流动性的限制，其横横截面多为方形、圆形、椭圆形截面多为方形、圆形、椭圆形，为纵向宽口、窄底，为纵向宽口、窄底且深度相对较浅的敞开式型体。且深度相对较浅的敞开式型体。v为避免容器角部壁厚过薄和应力集中，为避免容器角部壁厚过薄和应力集中，适宜采用较适宜采用较大半径的圆弧过渡大半径的圆弧过渡；圆弧半径一般不小于塑料片材；圆弧半径一般不小于塑料片材厚度的厚度的4-5倍。倍。v侧面侧面不宜设计凹凸尺寸较深的局部结构不宜设计凹凸尺寸较深的局部结构，为加强结，为加强结构可采用纵向的凹凸
78、结构以便顺利脱模；凹凸结构构可采用纵向的凹凸结构以便顺利脱模；凹凸结构越宽、越浅为好。越宽、越浅为好。v阳模成型时取较大脱模斜度（阳模成型时取较大脱模斜度（2-3度）；阴模成型时度）；阴模成型时制品收缩会形成离模间隙，但考虑侧面结构及图案制品收缩会形成离模间隙，但考虑侧面结构及图案等因素，也应考虑等因素，也应考虑0.5-1度的脱模斜度。度的脱模斜度。2021/5/21149v对口径较大、侧壁和底面积较大的容器，应对口径较大、侧壁和底面积较大的容器，应设计强化刚性的结构，防止容器瘪陷。设计强化刚性的结构，防止容器瘪陷。v热成型容器无分型面飞边和浇口的痕迹，与热成型容器无分型面飞边和浇口的痕迹，与
79、模具表面接触的面粗糙，不与模具表面接触模具表面接触的面粗糙，不与模具表面接触的面相对光洁。的面相对光洁。2021/5/21150（四）真空成型制品设计要点（四）真空成型制品设计要点v几何形状几何形状v外观外观v模壁斜度模壁斜度v切槽切槽v片材厚度片材厚度v角部与大平面的设计角部与大平面的设计v边的修饰边的修饰v片材厚度的调整片材厚度的调整v尺寸精度及热变形尺寸精度及热变形2021/5/21151二、泡沫塑料制品及发泡成型二、泡沫塑料制品及发泡成型 v 泡沫塑料是以树脂为基础制成的内部含有无泡沫塑料是以树脂为基础制成的内部含有无数微小泡孔的塑料制品数微小泡孔的塑料制品，又称为微孔塑料或，又称为微
80、孔塑料或多孔塑料。现代技术几乎能把所有的热固性多孔塑料。现代技术几乎能把所有的热固性和热塑性树脂加工制成泡沫塑料。目前，主和热塑性树脂加工制成泡沫塑料。目前，主要品种有聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯要品种有聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等泡沫塑料。乙烯等泡沫塑料。2021/5/21152v泡沫塑料的特点是：泡沫塑料的特点是：质轻，比强度质轻，比强度( (强度和比重的强度和比重的比值比值) )高。高。导热性低，绝热，保温性能高。导热性低，绝热，保温性能高。回弹回弹性好，防震性能强。性好，防震性能强。隔音。隔音。v在包装业中泡沫塑料制品广泛用来作缓冲防震材料。在包装业中泡沫塑料制品广泛用来作缓
81、冲防震材料。v泡沫塑料按制品的软硬程度不同可分为泡沫塑料按制品的软硬程度不同可分为软质、硬质软质、硬质和半硬质和半硬质三种。按泡孔结构的不同又可分为三种。按泡孔结构的不同又可分为开孔和开孔和闭孔泡沫塑料闭孔泡沫塑料凡是泡孔互相接通、能互相通气的凡是泡孔互相接通、能互相通气的称为开孔泡沫塑料，开孔泡沫塑料具有良好的吸收称为开孔泡沫塑料，开孔泡沫塑料具有良好的吸收声波和缓冲性能。凡是泡孔不互相连通、互不相干声波和缓冲性能。凡是泡孔不互相连通、互不相干的称为闭孔泡沫塑料，闭孔泡沫塑料具有很低的导的称为闭孔泡沫塑料，闭孔泡沫塑料具有很低的导热系数和吸水率。热系数和吸水率。2021/5/21153（一）
82、泡沫塑料发泡方法（一）泡沫塑料发泡方法v物理发泡法物理发泡法v化学发泡法化学发泡法v机械发泡法机械发泡法2021/5/21154（二）泡沫塑料包装制品结构设计（二）泡沫塑料包装制品结构设计v壁厚：壁厚：应保持基本一致；防止壁厚突变；在模具的应保持基本一致；防止壁厚突变；在模具的最薄部位发泡粒子必须有三粒以上并列。最薄部位发泡粒子必须有三粒以上并列。v边缘部位：边缘部位：不可过薄。不可过薄。v圆角：圆角：避免锐角。避免锐角。v形状：形状：避免在开模方向的侧面设计有凹坑。避免在开模方向的侧面设计有凹坑。v脱模斜度：脱模斜度：最少要有最少要有2度的脱模斜度，一方面容易脱度的脱模斜度，一方面容易脱模，另一方面是为了避免侧面在脱模时划伤而影响模，另一方面是为了避免侧面在脱模时划伤而影响表面质量。表面质量。v分型面：分型面：应放在直壁相接处。应放在直壁相接处。2021/5/21155v充料口：应放在外表面不明显的位置。充料口：应放在外表面不明显的位置。v蒸气孔：规定在蒸气孔：规定在0.5mm左右。左右。v发泡倍率：一般发泡倍率：一般70倍以内。倍以内。v着色：着色：2021/5/21156
