Forma y características estructurales de piezas de trabajo de moldeo por soplado y moldeo de espuma.
El método de procesamiento de plástico comúnmente utilizado es también un método de moldeo de plástico en rápido desarrollo. El moldeo por soplado solo utiliza un molde cóncavo (molde hembra) En comparación con el moldeo por inyección, el costo del equipo es menor y adecuado.
Tiene una gran adaptabilidad y buena formabilidad (como baja tensión), y el producto tiene la formabilidad de curvas (formas) onduladas complejas. El moldeo por soplado se originó en la década de 1930. No fue hasta 1979
Después del año 2000, el moldeo por soplado entró en la etapa de aplicación generalizada. En esta etapa, los plásticos moldeados por soplado incluyen: poliolefinas, plásticos de ingeniería y elastómeros; las aplicaciones de productos moldeados por soplado involucran automóviles y oficinas;
Equipamiento público, electrodomésticos, asistencia médica, etc. Puede producir 60.000 botellas por hora y también puede fabricar piezas moldeadas por soplado de gran tamaño (el peso de la pieza es de 1,80 kg). La tecnología de moldeo por soplado multicapa ha logrado grandes avances.
Los equipos de moldeo por soplado han adoptado sistemas de control de circuito cerrado de electrónica de estado sólido y microcomputadoras, y la tecnología informática CAE/CAM es cada vez más madura. La maquinaria de moldeo por soplado es más profesional y distintiva.
1 Método de moldeo por soplado
1.1 Método de moldeo
Debido a las diferencias en las materias primas, los requisitos de procesamiento, la producción y los costos, diferentes métodos de moldeo por soplado procesan diferentes productos. diferentes ventajas. Para conocer el proceso de moldeo por soplado detallado, consulte la literatura.
Este artículo presenta las características del moldeo por soplado desde una perspectiva macro. El moldeo por soplado de productos huecos incluye tres métodos principales: moldeo por soplado por extrusión: se utiliza principalmente para procesar parisones sin soporte; moldeo por soplado por inyección: se utiliza principalmente para procesar parisones con núcleo metálico: estirado. Moldeo por soplado y estirado: incluye moldeo por extrusión-estirado-soplado e inyección. -moldeo por soplado-estirado, que puede procesar productos estirados bidireccionales, reduciendo en gran medida los costos de producción.
Mejor rendimiento del producto. Además, existen moldeo por soplado multicapa, moldeo por soplado por compresión, moldeo por soplado por inmersión, moldeo por soplado de espuma, moldeo por soplado tridimensional, etc. Sin embargo, el 75% de los productos moldeados por soplado se forman mediante moldeo por extrusión y soplado y el 24%.
Moldeo por inyección-soplado, el 1% por otro moldeado por soplado; del total de productos moldeados por soplado, el 75% son productos estirados biaxialmente. Las ventajas del moldeo por extrusión y soplado son la alta eficiencia de producción y el bajo costo del equipo.
Existe una amplia gama de moldes y maquinaria para elegir, pero las desventajas son una alta tasa de desechos, un reciclaje deficiente de los desechos, un control limitado del espesor del producto, materias primas dispersas y operaciones de recorte que deben realizarse después del moldeo.
Trabajo. Las ventajas del moldeo por inyección-soplado son que no hay material de desecho durante el procesamiento, el espesor de la pared del producto y la dispersión del material se pueden controlar bien, la precisión de moldeo de los productos de cuello fino es alta y la superficie del producto es lisa. , y es económico y asequible.
Producción exitosa en pequeños lotes. La desventaja es que el costo del equipo de moldeo es alto y solo es adecuado hasta cierto punto para productos pequeños moldeados por soplado.
Las condiciones del proceso de moldeo por soplado hueco requieren que el aire comprimido en el parisón del molde de soplado esté limpio. La presión de moldeo por inyección-soplado es de 0,55 ~ 65438±0 MPa; la presión de moldeo por extrusión-soplado es de 0,2l ~
0,62MPa, y la presión de moldeo por soplado-estirado a menudo debe ser tan alta como 4MPa. En la solidificación del plástico, la baja presión reduce la tensión interna del producto y la tensión se dispersa uniformemente. Una tensión baja puede mejorar la calidad del producto.
Propiedades de tracción, impacto, flexión y otras. 1.2 Tipo de producto Los productos moldeados por soplado incluyen contenedores y productos industriales. Los contenedores incluyen: contenedores de embalaje, cubos/latas de almacenamiento de gran capacidad, plegables.
Contenedor. Sin embargo, a medida que la tecnología de moldeo por soplado madura, hay cada vez más productos moldeados por soplado para piezas industriales y su rango de aplicación es cada vez más amplio. Los contenedores representan actualmente alrededor del 80% de la cuota de mercado, con un crecimiento anual del 4%.
Cerca del 20% del total son productos industriales y estructurales, con una tasa de crecimiento anual del 12%. El crecimiento en el consumo de contenedores radica en la ampliación del alcance de aplicación de los contenedores de plástico giratorios. El aumento en el consumo de productos de desecho industrial se debe principalmente a la mejora de nuevas tecnologías de procesamiento, como la extrusión de parisón multicapa y la extrusión de doble tornillo. moldeo por soplado axisimétrico, etc. La Tabla 2 enumera algunas aplicaciones para productos moldeados por soplado.
Y sus requisitos de rendimiento.
1.3 Desarrollo del moldeo por soplado
(1) Durante el proceso de moldeo, el polímero en bruto se somete primero a una alta fuerza de corte al pasar a través del molde, y luego el material exhibe expansión por extrusión. y contracción vertical, cuando se forma un parisón hundido, su tasa de expansión aumenta.
Cerca de cero. Luego, el parisón se expande y se adhiere estrechamente al molde, mostrando una tasa de expansión baja. La expansión excesiva del molde puede producir desechos.
Un pandeo excesivo da como resultado un producto con paredes más gruesas de arriba a abajo.
El grado varía y es tan grave que ni siquiera puedes modelar. Por lo tanto, al seleccionar un polímero adecuado para moldeo por soplado, es necesario comprender sus características viscoelásticas de cizallamiento y expansión. Debido a su buena estabilidad térmica, el HDPE presenta diversos productos modificados, lo que lo convierte en el plástico más utilizado en el moldeo por soplado. Gracias al efecto de mezcla de * * poli y * * *, la investigación sobre materias primas para el moldeo por soplado también ha logrado algunos avances en la extrusión continua de resinas de moldeo por soplado, como PA6, PP y PET. El moldeo por soplado de parisón intermitente es teóricamente adecuado para el procesamiento secundario de paneles estructurales y productos grandes, lo que requiere el uso de plásticos de ingeniería, como ABS retardante de llama, PVC reforzado, PPO modificado y PC. , pero la resistencia a altas temperaturas de estos plásticos extruidos es generalmente pobre y solo unas pocas resinas se pueden soplar en productos grandes en equipos convencionales.
Piezas. Cuando se moldean por soplado mezclas de naftalato de polietileno (PEN)/PET ***, es necesario crear una resina a prueba de oxígeno y gases, como el polímero (etileno/acetato de vinilo) *** (EVOH).
Crea una capa de anclaje para mejorar la permeabilidad y estabilidad térmica del PEN/PET. Actualmente se está estudiando el moldeo por soplado multicapa de HDPE y PA6.
Producción de tanques de combustible.
(2) Avances en equipos y tecnología.
Se han mejorado enormemente la maquinaria y los equipos de moldeo por soplado. Los logros más recientes son:
①Uso de tecnología mejorada de calentamiento por infrarrojos para el moldeo por soplado secundario;
②Presión de extrusión giratoria de velocidad extremadamente alta, utilizada principalmente para la producción de biberones;
p>
③El molde está unido a la prensa lanzadera para compensar el fenómeno de pulverización;
(4) Moldeo por soplado y extrusión continua multicapa de contenedores impermeables;
⑤Pase estricto Se pueden producir botellas de PET termoendurecidas continuamente controlando la orientación y la cristalización térmica, las temperaturas de la preforma y del molde, la presión de soplado y el tiempo de residencia del parisón en la cavidad del molde.
Producción.
Debido a la demanda del mercado de productos de tubería complejos y retorcidos, se promueve el desarrollo de la tecnología de moldeo por extrusión-soplado fuera de eje, generalmente llamado moldeo por soplado 3D o 3D.
En teoría, el proceso es muy sencillo. Después de extruir el parison, la pieza se expande y se adhiere a un molde, y luego el cabezal o molde del extrusor se gira de acuerdo con un programa programado de 2 o 3 ejes.
Muévete. La dificultad radica en el requisito de que las máquinas de soplado de gran tamaño con una inercia muy grande tengan un error inferior al 10% durante el cierre del molde a alta velocidad. El proceso de moldeo por soplado multicapa se utiliza comúnmente para producir contenedores impermeables. El proceso mejorado añade un sistema de válvulas que permite reemplazar las materias primas plásticas durante el proceso de extrusión continua, de modo que se puedan producir alternativamente productos blandos y duros. Al producir piezas grandes, como tanques de combustible o automóviles
Cuando se utilizan paneles estructurales, es necesario reducir la presión en la cavidad del molde durante el proceso de enfriamiento para ajustar el ciclo de mecanizado. La solución es almacenar la masa fundida en el tanque de fusión en el extremo frontal del tornillo de extrusión y luego extruir el parisón a una velocidad muy alta para minimizar los cambios en el espesor de la pared del parisón, asegurando así la eliminación del pandeo y la expansión de la extrusión.
El molde del barril de almacenamiento se ha mejorado para permitir la extrusión de plásticos sensibles al calor como ABS-R, PPD modificado y PVC. Además, el cabezal de la máquina rediseñado se puede montar y desmontar rápidamente para facilitar la producción.
Limpiar el plástico, analizar las propiedades reológicas del plástico, analizar el canal de flujo por computadora y diseñar un canal de flujo aerodinámico para facilitar el moldeo de plásticos sensibles al calor.
(3) El programa de control y el control del programa de simulación de moldeo por soplado tienen décadas de experiencia.
Los principales problemas son el grado más fino al que se estira el parisón (como un cuello de botella), el grado máximo al que se estira el parisón (como una caja o una esquina) y un
Piezas con variación de espesor de pared, como bordes cóncavos y hombros de botellas. Su trabajo debería centrarse en las propiedades viscoelásticas de los plásticos utilizados. El espesor de pared de la preforma de tubo previamente probado es la base para que la herramienta de diseño seleccione el espesor de pared óptimo del parisón con función antipenetración. Esto se debe al grado de cristalización de la preforma, a las propiedades elásticas de tensión-deformación del plástico utilizado que dependen de la temperatura y a la extensión y distribución de las tensiones de congelación creadas por el proceso de moldeo por inyección. En 1980, GE desarrolló la programación PITA para termoformado y moldeo por soplado.
El software de control del moldeo por soplado del parisón debe considerar de manera integral los siguientes factores: espesor de pared desigual del parisón; corte del parisón y corte del tubo circular de moldeo por soplado; inflar el parisón por adelantado antes de cerrar el molde;
Control del proceso de inflado y posición de la apertura de la abertura de alimentación; y corte y posicionamiento del borde del parisón en moldeo por soplado de piezas estructurales.
Actualmente, el software comercial de simulación de moldeo por soplado incluye principalmente originales estadounidenses.
C-pita de ACTech, POLYFLow de Bélgica, etc. Las dificultades en la simulación numérica son: grandes deformaciones, comportamiento no lineal del material, problemas de contacto y cosas en el proceso de expansión.
La teoría es inestable y estas complejidades conducen a una serie de ecuaciones no lineales que deben resolverse de forma iterativa. Entre ellos, la investigación sobre materiales y mecanismos de moldeo por soplado siempre ha sido un tema difícil y candente.
Por ejemplo, el moldeo por soplado y estiramiento se utiliza ampliamente, pero no existe ningún método adecuado para describir la cristalización inducida por tensión necesaria para simular este proceso. Los parisones moldeados por extrusión y soplado son poliméricos.
Cuando la masa fundida fluye a través del troquel anular, la geometría del tubo anular y la viscoelasticidad del material afectarán directamente la expansión del parisón, y el conocimiento viscoelástico existente no puede describir este proceso.
En comparación con la tecnología CAE de moldeo por inyección relativamente madura, el software de moldeo por soplado se encuentra actualmente en la etapa inicial de desarrollo.
1.4 Tendencias de desarrollo del moldeo por soplado
Con la demanda del mercado de sus productos, el moldeo por soplado tendrá las siguientes tendencias de desarrollo en términos de materiales, maquinaria, equipos auxiliares, sistemas de control y software. .
(1) Materias primas Para cumplir con los requisitos funcionales y de rendimiento de los productos de moldeo por soplado (envases de medicamentos y alimentos), las materias primas de moldeo por soplado serán más abundantes y tendrán un mejor rendimiento de procesamiento. Por ejemplo, el material del portalápices no solo es fuerte, sino que también tiene buena resistencia al calor, fuerte barrera a los gases, transparencia y resistencia a la radiación ultravioleta. Es adecuado para soplar varias botellas de plástico, tiene una alta temperatura de llenado y es resistente. al dióxido de carbono y al oxígeno.
Excelente y resistente a químicos.
(2) Los envases de embalaje de productos y los productos industriales aumentarán significativamente, y el moldeo por inyección y soplado se desarrollará rápidamente.
(3) Maquinaria y equipos de moldeo por soplado precisos y eficientes; ayudar en la automatización de equipos de producción (operación). "Precisión y eficiencia" no sólo significa que el equipo mecánico tenga una calidad relativamente alta en el proceso de producción y moldeo.
Se requiere alta velocidad y alta presión, y los productos producidos deben lograr una alta estabilidad en términos de fluctuaciones de apariencia, tamaño y peso, lo que significa que se producen reglas para cada parte del producto.
Alta precisión en tamaño y geometría, pequeñas deformaciones y contracción. La apariencia, la calidad intrínseca y la eficiencia productiva del producto deben alcanzar un alto nivel. Las operaciones auxiliares incluyen poda, corte, pesaje, perforación y automatización de detección de fugas es una de las tendencias de desarrollo.
(4) Simulación de moldeo por soplado La investigación sobre el mecanismo de moldeo por soplado es más profunda. La construcción razonable de modelos matemáticos y algoritmos numéricos rápidos y precisos son la clave para la simulación de moldeo por soplado.
Juega un papel importante en el desarrollo de productos. Juega un papel cada vez más importante en la predicción y el control de la calidad.
2 Factores que afectan a la calidad de los productos de moldeo por soplado y eliminación de defectos comunes
2.1 Factores que afectan al moldeo por soplado
El moldeo en cada etapa se analiza desde el soplado parámetro del proceso de moldeo. El proceso de moldeo por soplado se puede dividir en cuatro etapas:
(1) Etapa de formación del parisón: el polímero se transporta, se funde, se mezcla y se bombea en la extrusora para formar un parisón en esta etapa, el impacto; Los principales parámetros del proceso de distribución del espesor de la pared son:
①Distribución del peso molecular y peso molecular promedio del material;
(2) Sistema de control de temperatura y velocidad del tornillo de la máquina de moldeo por soplado. en el cual control de temperatura El sistema incluye temperatura de la tolva, temperaturas de la zona del barril 1, 2, 3 y 4, temperatura de la brida y almacenamiento.
Las temperaturas de las zonas 1, 2, 3 y 4 del troquel.
(2) Etapa de corte: el espacio en blanco se extruye desde el espacio entre el labio del troquel y el núcleo del troquel. En este momento, los dos fenómenos de expansión del parisón y extensión vertical del parisón afectan la moldura del parisón. Afectando la distribución del espesor de la pared
Los principales parámetros del proceso son el diámetro del troquel y el sistema de control del espesor de la pared de la máquina de moldeo por soplado. El sistema de control incluye un sistema de control del espesor de la pared axial y un sistema de control del espesor de la pared circunferencial para ajustar el espesor de la pared. Muere el labio y muere el espacio entre los núcleos.
Brecha.
(3) En la etapa de presoplado del parisón, para evitar el contacto y la adhesión de la superficie interior del parisón y mejorar la uniformidad del espesor de la pared del producto, el parisón debe ser presoplado. . Durante la etapa de presoplado del parisón, se inyecta aire desde debajo del parisón hacia el interior del parisón para proteger el parisón y reducir su extensión vertical. En esta etapa, los principales parámetros del proceso que afectan la distribución del espesor de la pared son: presión previa al soplado y tiempo previo al soplado.
(4) El parisón se expande bajo alta presión durante la etapa de moldeo por soplado a alta presión, acercándolo a la cavidad del molde para lograr la etapa de moldeo plástico del producto.
En esta etapa, lo que afecta el moldeado del producto es la expansión y deformación a alta presión del parisón, y la deformación por contacto entre el parisón y la cavidad del molde. Los principales parámetros del proceso que afectan la distribución del espesor de la pared son: tasa de contracción del material; presión y tiempo de soplado; material del molde, estructura, sistema de escape del molde y sistema de enfriamiento del molde, como la distribución del canal de agua de enfriamiento; , refrigeración Temperatura de entrada del agua, etc. Aunque hay muchos factores que afectan la calidad de los productos de moldeo por soplado, cuando se determinan las condiciones de producción y los requisitos del producto, el ajuste de los parámetros del proceso de moldeo por soplado puede incluir la mejora efectiva de la calidad del producto. Los parámetros de proceso optimizados pueden mejorar la eficiencia de la producción, reducir el consumo de materia prima y optimizar el rendimiento general del producto.
2.2 Configuración de las condiciones del proceso de moldeo por soplado
El propósito de ajustar las condiciones del proceso es hacer que el espesor de la pared del producto sea lo más uniforme posible y minimizar el peso del producto en función del cumplimiento de los requisitos. Requisitos mínimos de espesor de pared del producto. Posiblemente pequeños (consumo de material reducido). Parámetros del proceso
El método de configuración razonable es combinar la experiencia con la tecnología de análisis numérico. El proceso básico es:
①Utilizar el modelo informático establecido para simular el estado del molde de soplado, el preformado y la madera contrachapada;
(2) Ingresar los factores que afectan el espesor de la pared del preformado en cada etapa Parámetros distribuidos;
(3) Analizar los resultados de la simulación y utilizar la simulación por computadora para mostrar qué partes tienen un espesor de pared que no cumple con los requisitos y qué partes tienen un espesor de pared excesivo;
(4) Utilice la experiencia manual para ajustar los parámetros de entrada y repita el proceso de (1) a (3) para garantizar que el espesor de la pared de cada parte del producto se reduzca tanto como sea posible mientras se logra el espesor de pared mínimo.
⑤ Analice y compare los resultados de varios planes de proceso y finalmente determine los parámetros optimizados del proceso. El moldeo por soplado y estiramiento, también conocido como moldeo por soplado con orientación biaxial, se realiza por medios mecánicos en el estado altamente elástico del polímero.
Un método que utiliza aire comprimido para estirar el parisón en la dirección normal y expandir (estirar) el parisón en la dirección radial para formar un recipiente de embalaje. Existen métodos de uno y dos pasos para el moldeo por soplado y estiramiento.
2.3 Aquí se detallan los defectos comunes del producto en el moldeo por soplado y sus mejoras. Los problemas comunes, las causas y las soluciones en el moldeo por extrusión y soplado, el moldeo por inyección y el moldeo por soplado.
(1) Moldeo por extrusión-soplado El moldeo por extrusión-soplado es el método de moldeo más importante. Existen dos métodos: extrusión continua y extrusión discontinua. La Tabla 5 muestra los defectos comunes y los métodos de mejora de los productos moldeados por extrusión y soplado.
(2) Moldeo por inyección-soplado El moldeo por inyección-soplado utiliza un método de inyección para hacer un parison con fondo, que luego se sopla en un molde de soplado para formar un producto hueco. El moldeo por inyección y soplado puede controlar con precisión los productos y producir productos de superficie lisa, de alta precisión y sin rayones sin la necesidad de un procesamiento secundario. El peso del producto se puede controlar a 0,1 gy la precisión del hilo puede alcanzar los 100 μm. Sistema general para moldeo por inyección-soplado
Los defectos del producto y los métodos de mejora se muestran en la Tabla 6.
(3) Moldeo por soplado
3 Conclusión
La tecnología de moldeo por soplado se ha desarrollado con el avance de la industria del plástico, la fabricación de maquinaria y otras tecnologías. En el proceso de diseño y producción de productos moldeados por soplado se integran constantemente ideas de diseño modernas.
Las herramientas de diseño, el personal técnico y de ingeniería deben hacer pleno uso de conceptos de diseño avanzados y combinar la experiencia manual para mejorar la eficiencia del diseño y la fabricación del producto, mejorando así la eficiencia de los productos de moldeo por soplado.
Calidad y competitividad en el mercado.