近些年来随着大容积(200 L以上)吹塑制品在石油化工、铁路运输、仓储等行业的广泛应用,其需求量不断增大,对其质量的要求也越来越高。现有生产吹塑制品的储料模头普遍存在着如下问题:1)熔料不均匀,接缝强度低。原因在于:现有模头内部由简单的锥形双螺旋结构形成熔腔,熔料通过入口分别进入模头内、外芯形成的双层熔腔后,包围内、外芯棒的时候会在某一个处汇合,在两侧形成两条肉眼无法看到的理论接缝。实验证明,熔料不能实现360°均匀流动,故不能充分均匀地混合,接缝处的强度很低;2)生产过程中温度损失大、能耗高。现有储料模头设有外分流道,并通过外分流道分得内、外双层熔体,再分别进入内、外熔腔中,外分流道的结构形式使内、外熔体的温度损失大且两者损失不均匀,导致内、外层熔体温度不一致,密度不一致,严重影响吹塑的质量。
1、大型塑料中空容器成型挤出系统模头结构分析
模头的流道有多种形式,而大型储料式机头的流道形式较为单一,本设计是以制造加工200 L及200L以上大型L环塑料桶为例,对大型储料式中空吹塑成型机模头内部流道的设计与优化。
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早期的中空成型机储料机头较多采用单层流道。随着用户对容器质量要求不断提高,尤其在大型容器方面,因为熔合缝的强度问题,单层流道就显出了弱点,然后出现了双层流道设计。由于采用单层心形包络流道的储料机挤出的型坯,在其圆周上存在明显的熔合缝区,采用双层流道的储料式机头挤出的型坯,起圆周上被完整的熔料层所覆盖,从而使熔合缝区的强度得以提高。目前,德国、北美的主要公司生产的大型储料式中空机基本采用了双层流道。单层流道的储料机头一般应用作吹塑制品强度要求不是太高、制品容积在10 L以下的中空成型机上。挤出系统中模头结构如图1所示。
吹塑模具通常使用铝合金制造,而对于有腐蚀性的胶料如:PVC和POM,也使用铍铜或铜基合金;对于寿命要求较高的模具,如吹塑工程塑料ABS、PC、POM、PS、PMMA等需用不锈钢来制做模具。