利用局部抽真空調節擠出吹塑中空製件壁厚的方法及裝置的製作方法
2023-05-29 14:45:46 1
專利名稱：利用局部抽真空調節擠出吹塑中空製件壁厚的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種調節擠出吹塑中空塑料製件壁厚及壁厚均勻性的方法，尤其是在 吹塑模具中採用局部抽真空、通過調節(延長或縮短)型坯自由變形的時間，調節擠出吹塑 中空塑料製件壁厚及壁厚均勻性的方法及裝置。
背景技術：
在擠出吹塑成型中，擠出吹塑產品的壁厚不均勻是常見的現象，製件形狀越複雜， 壁厚不均勻現象越嚴重；該種壁厚不均勻現象主要體現在平面等變形較小部位的厚度較 大，而拐角圓弧等變形較大部位的壁厚較小，導致拐角圓弧部位容易產生滲漏、穿孔、破裂 等，影響塑料製件的使用，降低其使用壽命；擠出吹塑產品的壁厚不均勻現象嚴重製約了擠 出吹塑成型技術的應用。經分析，認識到壁厚不均勻主要是因為吹塑時型坯變形不均勻導 致的，變形量小的部位，壁厚厚；變形量大的部位，壁厚薄。吹塑過程中，型坯存在著兩種變 形，即自由變形和約束變形。一般來講，自由變形時，型坯各處變形量基本一致，當型坯中的 某一部分與吹塑模具的型腔壁接觸時，則整個吹塑過程的自由變形結束，而開始約束變形。 由於受到型腔的冷卻作用，與型腔接觸的型坯溫度下降，黏度增大，難以繼續變形。沒有跟 型腔接觸的型坯繼續變形，直至與型腔接觸。因此，約束變形階段變形的時間是不相同的。 約束變形的時間越長，型坯的變形量越大，製件該處的壁就越薄；反之，約束變形的時間越 短，型坯的變形量越小，製件該處的壁就越厚。擠出吹塑是繼塑料擠出成型、注射成型之後的第三大成型方法。擠出吹塑主要生 產中空的塑料製品，如日用化工、醫藥衛生、食品包裝、建築材料等行業應用的瓶、壺、罐、 桶等塑料中空容器。隨著科學技術的發展，擠出吹塑方法逐漸進入汽車、摩託車、通機、包裝 箱體等領域零部件的加工製造。這些零部件或是為了增加壁厚和強度，或是作為氣體的管 道，或是液體的容器，但是都有一個共同的特點，需要滿足安裝和固定的要求，形狀和尺寸 比一般的中空容器複雜。現有技術中，由於技術的限制，擠出吹塑工業製件的成型工藝性能 較差，製件的壁厚均勻性差，材料消耗量大，成型周期長，經濟效益較差。
發明內容
本發明針對現有技術的擠出吹塑中空塑料製件的製作方法生產的製件壁厚不均 勻、尤其是拐角圓弧等變形較大部位的壁厚較小、影響塑料製件的使用、降低其使用壽命等 不足，提供一種顯著改善擠出吹塑中空塑料製件壁厚均勻性的製作方法，通過在吹塑模具 的拐角部位和/或型腔內凹部位等局部設置抽真空管道，使型坯在型腔內冷卻成型後其拐 角部位和/或型腔內凹部位等變形較大部位的壁厚增大，與其平面等變形較小部位的壁厚 差異減小，有效防止拐角圓弧部位容易產生滲漏、穿孔、破裂等不利現象，增大塑料製件的 使用範圍，提高其使用壽命。本發明的技術方案利用局部抽真空調節擠出吹塑中空製件壁厚的方法，其特徵 在於，在吹塑模具的變形大或較大的部位，如模具的拐角部位和/或型腔內凹部位，設置抽真空通道，經管路與外部的抽真空裝置連接；在按照工藝要求製作的型坯進入吹塑模具後， 按照工藝要求合模，將吹塑模具合攏；在合模的同時或合模完成後啟動抽真空裝置，對模具 局部抽真空，使型坯沿著抽真空的方向變形；然後，按照工藝要求，由吹頭引入壓縮空氣，向 型坯內吹氣，使型坯吹脹變形，與吹塑模具的型腔壁接觸。一種實現本發明方法的裝置，其特徵在於在現有的擠出吹塑成型設備上，設置由 真空泵、真空管道和控制閥組成的抽真空裝置，所述抽真空裝置通過真空管道或管路與設 置在吹塑模具內的抽真空通道連通。本發明利用局部抽真空調節擠出吹塑中空製件壁厚的方法，相對於現有技術，具 有如下特點1、能顯著改善非對稱形狀的擠出吹塑中空製件壁厚均勻性，使其拐角部位和/或 型腔內凹部位等變形較大部位的壁厚增大，與其平面等變形較小部位的壁厚基本相同，提 高壁厚的均勻性。2、能有效防止製件拐角部位在長期的使用過程中產生滲漏、穿孔、破裂等不利現 象，增大塑料製件的使用範圍，提高其使用壽命。3、本發明結構簡單，所增加的設備數量較少，投資較小，可以添加在現有的吹塑類 塑料中空擠出吹塑機械裝置上，或作為製件壁厚調節單元設置在新型的吹塑類塑料中空擠 出吹塑機械裝置上。4、在型坯吹塑過程中，能夠延長型坯的自由變形時間，縮短約束變形時間，使製件 的變形量差異很小，製件壁厚差很小，具有較好的壁厚均勻性。
圖1是本發明具有真空通道的吹塑模具結構示意圖；圖1-1、圖1-2是圖1沿A-A、B_B向剖視圖；圖2是本發明真空系統迴路示意圖。
具體實施例方式如圖1中，本發明利用局部抽真空調節擠出吹塑中空製件壁厚的方法，其特徵在 於，在吹塑模具的變形大或較大的部位，如模具的拐角部位和/或型腔內凹部位等部位，設 置抽真空通道，經管路等與外部的抽真空裝置(如真空泵)連接，需要時啟動抽真空裝置， 通過管路、抽真空通道抽取模具的拐角部位和/或型腔內凹部位的氣體，使該部位形成負 壓，具有一定的真空度。如圖1-1、1_2所示，是在吹塑模具的型腔內，在變形大或較大的A、 B部位，分別設置抽真空通道，A、B部位的抽真空通道通過管路與外部的真空泵連接，分別 對A、B部位抽真空，使其分別達到工藝要求的真空度。本發明所述的模具的拐角部位、型腔 內凹部位，是指模具內曲率變化較大的部位，如從豎直方向轉化為水平方向，或從水平方向 轉化為豎直方向，或者型腔內排氣不暢通的凹坑等部位，在一般的模具內，通常都有多個拐 角部位、型腔內凹部位。在按照工藝要求製作的型坯進入吹塑模具後，進行合模，將吹塑模具合攏；在合模 的同時或合模完成後啟動抽真空裝置，對模具局部抽真空，使型坯沿著抽中空的方向，即拐 角部位和/或型腔內凹部位變形；然後，按照工藝要求，由吹頭引入壓縮空氣，向型坯內吹
4氣，使型坯吹脹變形，與吹塑模具的型腔壁接觸，自由變形結束，約束變形開始。由於抽真空 時，型坯已經與型腔拐角部位和/或型腔內凹部位(深度較深的部位)較接近了，因此，約 束變形時間會大大縮短，製件各處的變形量差異會減小，壁厚差異也會減小，壁厚均勻性得 到提高。由此可見，在吹塑成型工藝中，增加抽真空工序，可以增大型坯的自由變形時間和 變形量，減小約束變形時間和變形量，使製件各處的變形量差異減小，壁厚差異減小，壁厚 均勻性得到提高。圖2所示本發明真空系統迴路示意圖，利用真空泵的抽吸作用，通過管路、抽真空 通道，對模具的型腔拐角部位和/或型腔內凹部位等變形較大部位抽真空，形成一定的真 空度。吹塑時需要的氣體由空壓機產生，吹入型坯內，使型坯吹脹變形。上述抽真空度的工 藝參數、吹入型坯氣體的壓力等參數，由具體的工藝決定，本領域的技術人員能夠得到。與本發明方法配合使用的擠出吹塑成型設備，是在現有的擠出吹塑成型設備上， 設置由真空泵、真空管道和控制閥等部件組成的抽真空裝置，該抽真空裝置通過真空管道 或管路與設置在吹塑模具內的抽真空通道連通；使用時，通過啟動擠出吹塑成型設備上的 抽真空裝置，對模具局部進行抽真空，使該局部部位形成負壓，加速型坯的流動。所述真空 泵、真空管道和控制閥等部件都是現有技術，在此不作進一步的描述。本裝置為局部抽真空 調節擠出吹塑中空製件壁厚提供條件，同時也擴大了擠出吹塑成型設備的功能。現有技術中，常規的擠出吹塑成型工藝擠出型坯-截斷型坯_吹塑模具合模-引 入壓縮空氣吹脹型坯_冷卻定型_開模取件。本發明的方法中，吹塑模具合模和引入壓縮 空氣吹脹型坯工序之間，加入了局部抽真空的工序，對模具局部抽真空，其工藝為擠出型 坯_截斷型坯_吹塑模具合模_局部抽真空_引入壓縮空氣吹脹型坯_冷卻定型_開模取 件。實驗驗證我們加工吹塑模具，進行了大量的實驗。壁厚方差由0. 4739減小到 0. 1303。上述理論已得到實驗驗證。方法合理可行。⑤在擠出吹塑機上安裝真空泵、真空表等元器件，能夠提高設備的功能。
權利要求
利用局部抽真空調節擠出吹塑中空製件壁厚的方法，其特徵在於，在吹塑模具的變形大或較大的部位，如模具的拐角部位和/或型腔內凹部位，設置抽真空通道，經管路與外部的抽真空裝置連接；在按照工藝要求製作的型坯進入吹塑模具後，進行合模；在合模的同時或合模完成後啟動抽真空裝置，對模具局部抽真空，使型坯沿著抽真空的方向變形；然後，按照工藝要求，由吹頭引入壓縮空氣，向型坯內吹氣，使型坯吹脹變形，與吹塑模具的型腔壁接觸。
2.一種實現權利要求1所述方法的裝置，其特徵在於在現有的擠出吹塑成型設備上， 設置由真空泵、真空管道和控制閥組成的抽真空裝置，所述抽真空裝置通過真空管道或管 路與設置在吹塑模具內的抽真空通道連通。
全文摘要
本發明公開了利用局部抽真空調節擠出吹塑中空製件壁厚的方法，其特徵在於，在吹塑模具的變形大或較大的部位，如模具的拐角部位和/或型腔內凹部位，設置抽真空通道，經管路與外部的抽真空裝置連接；在按照工藝要求製作的型坯進入吹塑模具後合模；在合模的同時或合模完成後啟動抽真空裝置，對模具局部抽真空，使型坯沿著抽真空的方向變形；由吹頭引入壓縮空氣，向型坯內吹氣，使型坯吹脹變形，與吹塑模具的型腔壁接觸。本發明能顯著改善擠出吹塑中空製件壁厚均勻性，使其拐角部位和/或型腔內凹部位等變形較大部位的壁厚增大，與其平面等變形較小部位的壁厚差異減小，提高壁厚的均勻性；能有效防止製件拐角部位壁厚較薄，在長期的使用過程中產生滲漏、穿孔、破裂等不利現象，延長其使用壽命。
文檔編號B29C49/78GK101823332SQ201010156190
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月26日 優先權日2010年4月26日
發明者李又兵, 李能文, 李道喜, 王海民, 王選論, 邱方軍, 黃虹 申請人:重慶理工大學