《包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》李連進(jìn)馮 梅(PPT-144)

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1、 包 裝 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 李 連 進(jìn)馮 梅天津商學(xué)院包裝工程系 本 章 內(nèi) 容 介 紹 :第 一 節(jié) 塑 料 包 裝 容 器第 二 節(jié) 注 塑 容 器 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)第 三 節(jié) 模 塑 容 器 的 尺 寸 精 度 與 表 面 質(zhì) 量第 四 節(jié) 中 空 吹 塑 容 器 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)第 五 節(jié) 熱 成 型 塑 料 容 器 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)第 六 節(jié) 其 它 成 型 方 式 的 塑 料 容 器 與 制 品第 七 節(jié) 塑 料 包 裝 容 器 的 表 面 整 飾 與 著 色 第 一 節(jié) 塑 料 包 裝 容 器 一 、 塑 料 包 裝 容 器 的 類 型 按 塑 料 容 器 的 結(jié) 構(gòu) 和 形 體 特 征

2、 分 類 , 塑 料容 器 可 以 分 為 : 箱 類 , 桶 類 , 瓶 、 罐 類 , 杯 、碗 、 盤 、 罩 類 , 盒 類 , 軟 管 , 發(fā) 泡 制 品 及 塑料 袋 等 八 大 類 。 二 、 塑 料 包 裝 容 器 的 材 料 選 用 1、 材 料 選 用 要 求 ( 共 七 點(diǎn) ) : 力 學(xué) 性 能 熱 性 能 物 理 性 能 化 學(xué) 阻 抗 性 能 光 學(xué) 性 能 結(jié) 構(gòu) 加 工 性 能 經(jīng) 濟(jì) 性 二 、 塑 料 包 裝 容 器 的 材 料 選 用 2、 塑 料 包 裝 容 器 的 常 用 材 料 三 、 塑 料 包 裝 容 器 的 加 工 成 型 方 法 1、 注 射

3、 成 型 1) 定 義 將 粉 狀 或 粒 狀 塑 料 從 注 射 機(jī) 的 料 斗 送 入 加熱 的 料 筒 內(nèi) , 加 熱 熔 融 塑 化 后 , 借 助 柱 塞 或螺 桿 的 推 力 , 物 料 被 壓 縮 并 向 前 移 動(dòng) , 通 過料 筒 前 端 的 噴 嘴 , 以 很 快 的 速 度 注 入 溫 度 較低 的 閉 合 模 具 型 腔 中 ,經(jīng) 過 一 定 時(shí) 間 的 冷 卻 定型 后 , 開 啟 模 具 即 得 制 品 。 2) 特 點(diǎn) 適 應(yīng) 廣 泛 ( 主 要 表 現(xiàn) 為 原 料 廣 和 產(chǎn) 品廣 ) ; 成 型 周 期 短 、 生 產(chǎn) 效 率 高 , 易 于 實(shí)現(xiàn) 自 動(dòng) 化

4、 ; 能 成 型 形 狀 復(fù) 雜 , 尺 寸 精 確 的制 品 。 但 設(shè) 備 投 資 大 , 模 具 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 、 制造 費(fèi) 用 低 。 適 用 于 周 轉(zhuǎn) 箱 、 集 裝 箱 、 托 盤 、手 提 箱 、 包 、 盒 和 蓋 子 等 包 裝 容 器 的 成 型 。 2、 吹 塑 成 型 吹 塑 成 型 , 簡(jiǎn) 稱 吹 塑 。 是 利 用 氣 體 的 壓 力 , 將 閉 合 在 模具 中 的 半 溶 融 狀 態(tài) 的 管 狀 型 坯 , 吹 脹 成 為 中 空 塑 料 制 品 的 成型 方 法 吹 塑 成 型 適 于 不 同 口 徑 、 不 同 容 量 的 瓶 、 罐 類 塑 料 中空

5、容 器 的 成 型 , 是 生 產(chǎn) 率 高 , 質(zhì) 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 為 : 1) 擠 出 吹 塑 2) 注 射 吹 塑 3) 拉 伸 吹 塑 4) 多 層 吹 塑 吹 塑 成 型 的 基 本 工 藝 條 件 , 對(duì) 不 同 的 塑 料 材料 、 不 同 的 吹 塑 形 式 而 有 所 不 同 。 擠 出 吹 塑 : 型 坯 溫 度 涉 及 因 素 較 多 , 需 實(shí) 驗(yàn) 確 定 ;吹 塑 壓 力 0.2 1MPa; 模 具 溫 度 20一 50 ; 吹 脹比 2 4。 注 射 吹 塑 : 型 坯

6、 注 射 壓 力 10 40MPa; 型 坯 溫度 65135 ; 吹 塑 壓 力 0.7 1.2MPa; 吹 塑 模具 溫 度 20 60 ; 吹 脹 比 2 3。 拉 伸 吹 塑 : 不 同 塑 料 拉 伸 吹 塑 型 坯 溫 度 是 不 同 的 ,如 PET在 90 110 范 圍 內(nèi) ; 空 氣 壓 力 , 擠 拉 吹塑 個(gè) 小 于 0.2MPa, 注 拉 吹 塑 一 般 調(diào) 控 在 1.37 1.47MPa之 內(nèi) 。 3、 熱 成 型1) 真 空 成 型 2) 壓 力 成 型 3、 熱 成 型 3、 熱 成 型 3) 對(duì) 模 成 型 4) 組 合 成 型 ( 1) 凸 模 助 壓 真

7、 空 成 型 ( 2) 氣 脹 真 空 成 型 ( 3) 雙 片 中 空 制 品 熱 成 型 5) 熱 成 型 工 藝 條 件 第 一 節(jié) 塑 料 包 裝 容 器 4、 滾 塑 成 型 5、 預(yù) 發(fā) 泡 珠 粒 的 模 塑 成 型 第 二 節(jié) 注 塑 容 器 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)一 、 塑 料 熔 體 的 充 模 流 動(dòng) 與 成 型 1、 熔 體 流 動(dòng) 特 性 1) 塑 料 熔 體 的 層 流 形 式 6-1 式 中 : Re: 雷 諾 數(shù) ; D: 導(dǎo) 管 直 徑 ; v : 液 體 平 均 速 度 ; : 液 體 密 度 ; : 液 體 剪 切 黏 度 。/ vDRe 2) 熔 體 流 動(dòng) 速

8、 率 MI 是 指 在 一 定 溫 度 、 一 定 負(fù) 荷 下 , 10分 鐘 通 過 內(nèi)徑 2.1mm、 長 8mm的 標(biāo) 準(zhǔn) 口 模 的 熔 體 質(zhì) 量 , 單 位 為g/min, MI越 大 , 熔 體 流 動(dòng) 性 越 好 。3) 塑 料 熔 體 表 觀 黏 度 4) 溫 度 、 壓 力 對(duì) 塑 料 熔 體 黏 度 的 影 響 式 中 : : 流 體 在 溫 度 t時(shí) 的 剪 切 黏 度 ; 0: 流 體 在 溫 度 t0時(shí) 的 剪 切 黏 度 ; e: 自 然 數(shù) ; a: 在 t與 t 0的 溫 差 不 大 于 50 時(shí) 為 常 數(shù) 。 ttae 00 一 、 塑 料 熔 體 的 充

9、 模 流 動(dòng) 與 成 型 2、 熔 合 線 熔 合 線 是 在 塑 料 容 器 或 制 品 上 , 當(dāng) 分 流 的 塑 料熔 體 相 遇 后 熔 合 固 化 所 形 成 的 結(jié) 合 痕 跡 。 這 種 熔 合線 產(chǎn) 生 的 原 因 有 多 種 , 如 同 一 制 品 采 用 多 流 道 成 型嵌 件 的 分 流 、 流 體 的 波 狀 重 疊 等 。 熔 合 線 部 位 是 容器 或 制 品 強(qiáng) 度 最 薄 弱 的 地 方 , 此 處 的 強(qiáng) 度 就 是 容 器或 制 品 的 強(qiáng) 度 。 3、 塑 料 熔 體 的 冷 卻 固 化 1) 分 子 定 向 2) 殘 余 應(yīng) 力 二 、 塑 料 容

10、器 注 射 成 型 的 工 藝 要 求 1、 出 模 方 向 2、 脫 模 斜 度 1) 確 定 脫 模 斜 度 的 原 則 2) 脫 模 斜 度 的 確 定 3、 分 型 面 在 注 射 模 中 , 分 開 模 具 取 出 制 品 的 界 面叫 分 型 面 。 二 、 塑 料 容 器 注 射 成 型 的 工 藝 要 求 4、 澆 口 的 位 置 1) 外 觀 影 響 ; 2) 熔 合 線 ; 3) 利 于 排 氣 ; 4) 強(qiáng) 度 ; 5) 澆 口 位 置 。 三 、 塑 料 容 器 的 壁 厚 1、 確 定 壁 厚 的 原 則 1) 滿 足 容 器 強(qiáng) 度 、 剛 度 等 使 用 要 求

11、; 2) 保 證 成 型 件 的 工 藝 性 、 精 度 、 質(zhì) 量 。 3) 滿 足 嵌 件 固 定 及 零 件 配 合 強(qiáng) 度 要 求 ; 4) 順 利 脫 模 , 不 發(fā) 生 局 部 損 傷 ; 5) 節(jié) 約 材 料 、 能 耗 , 提 高 生 產(chǎn) 率 。 2、 壁 厚 的 設(shè) 計(jì) 1) 壁 厚 要 均 勻 2) 壁 厚 差 要 限 制 3) 壁 厚 值 的 確 定 例 : 塑 料 成 型 件 壁 厚 設(shè) 計(jì) 合 理 與 不 合 理 的 對(duì) 比 實(shí) 例 注 射 成 型 塑 料 制 品 的 壁 厚 與 流 程 關(guān) 系 ( 正 比 例 ) : 流 程 是 塑 料 熔 體 從 模 具 進(jìn) 料

12、口 流 向 型 腔 各 處 的 距 離 。 當(dāng) 注 射壓 力 、 注 射 溫 度 、 模 具 溫 度 等 已 確 定 的 情 況 下 壁 厚 越 小 、 熔 體流 動(dòng) 阻 力 越 大 , 成 型 越 困 難 ; 同 樣 , 流 程 越 長 , 成 型 件 結(jié) 構(gòu) 越 復(fù)雜 , 要 求 的 壁 厚 也 就 越 大 。 所 以 , 為 保 證 塑 料 容 器 符 合 設(shè) 計(jì) 的 質(zhì)量 要 求 , 所 確 定 的 壁 厚 符 合 一 個(gè) 較 為 合 理 的 數(shù) 值 。 一 般 情 況 下 、可 根 據(jù) 表 6-10所 列 關(guān) 系 式 由 流 程 計(jì) 算 確 定 。 4) 流 程 比 熔 融 料 流

13、動(dòng) 的 難 易 程 度 對(duì) 塑 料 制 件 壁 厚 的 形 成 影 響 較大 。 物 料 流 動(dòng) 性 除 由 塑 料 本 身 決 定 外 , 還 有 一 個(gè) 重 要 的 因素 流 動(dòng) 比 , 設(shè) 計(jì) 時(shí) 需 要 校 核 。 式 中 : FLR : 流 程 比 ; L i: 第 i段 流 程 長 度 , m m ; ti: 第 i段 流 程 的 通 道 間 隙 或 壁 厚 , m m ; FLRm ax: 最 大 流 程 比 , 可 由 表 6-11查 得 。 m ax1 LRhi iiLR FtLF 5544332211 tLtLtLtLtLFLR 計(jì) 算 流 程 比 時(shí) 應(yīng) 注 意 : 截

14、面 直 徑 不 等 的 錐 形 通 道 , 其 t尺 寸 應(yīng) 取 大 、 小 端 平 均 值 ; 各 段 流 程 均 應(yīng) 取 最 大 值 ; 通 道 間 隙 或 壁 厚 相 等 的 流 程 可 相 加 計(jì) 算 。 四 、 塑 料 容 器 的 局 部 結(jié) 構(gòu) 1) 加 強(qiáng) 筋 的 形 狀 和 尺 寸 1、 加 強(qiáng) 筋 四 、 塑 料 容 器 的 局 部 結(jié) 構(gòu) 1、 加 強(qiáng) 筋 2) 加 強(qiáng) 筋 設(shè) 計(jì) 的 要 求 2、 孔 與 口 沿 1) 孔 的 模 塑 成 型 當(dāng) d1.5mm, H=(1 2)d d 1.5mm, H=(2 4)d ( 注 射 、 模 塑 ) H=(2 2.5)d( 壓

15、塑 ) h d/6 ( a) 型 芯 一 端 固 定( b) 為 兩 個(gè) 一 端 固 定 , 中 間 對(duì) 接 的 動(dòng) 定 型 芯( c) 型 芯 為 一 端 固 定 , 另 一 端 有 導(dǎo) 向 孔 支 撐 2、 孔 與 口 沿 2) 孔 的 方 向 3) 孔 的 尺 寸 2、 孔 與 口 沿 4) 孔 及 口 緣 加 強(qiáng) 3、 凸 臺(tái) 、 角 臺(tái) 及 角 撐 4、 容 器 底 面 5、 圓 角 能 消 除 交 構(gòu) 銳 角 引 發(fā)的 應(yīng) 力 集 中 。 圓 角 過 渡 結(jié)構(gòu) 能 減 少 充 模 阻 力 , 使 熔料 易 于 流 動(dòng) 和 成 型 。 同 時(shí) ,模 具 成 型 件 的 相 應(yīng) 圓 角

16、 結(jié)構(gòu) , 可 避 免 因 淬 火 形 成 開裂 , 延 長 模 具 的 使 用 壽 命 。 R/t0.5, r=0.5t, R=.5t 6、 側(cè) 凸 和 側(cè) 凹 強(qiáng) 制 脫 模 , 是 利 用 塑 料 的 彈 性 變 形 , 把 塑 料 成 型 件 從 模具 中 強(qiáng) 行 脫 出 。 顯 然 , 強(qiáng) 制 性 脫 模 必 須 有 符 合 要 求 的 基 本 條件 。 即 強(qiáng) 制 脫 模 時(shí) , 彈 性 塑 料 的 應(yīng) 變 率 應(yīng) 控 制 在 表 6-15規(guī) 定的 范 圍 內(nèi) 。 強(qiáng) 制 脫 模 , 是 利 用 塑 料 的 彈 性 變形 , 把 塑 料 成 型 件 從 模 具 中 強(qiáng) 行 脫 出

17、。顯 然 , 強(qiáng) 制 性 脫 模 必 須 有 符 合 要 求 的 基本 條 件 。 即 強(qiáng) 制 脫 模 時(shí) , 彈 性 塑 料 的 應(yīng)變 率 應(yīng) 控 制 在 表 6-15規(guī) 定 的 范 圍 內(nèi) 。 根 據(jù) 不 同 材 料 應(yīng) 變 率 在 6% 21%范 圍 內(nèi) 。 7、 螺 紋 1) 模 塑 成 型 的 方 法 2) 螺 紋 尺 寸 及 工 藝 要 求 四 、 塑 料 容 器 的 局 部 結(jié) 構(gòu) 8、 嵌 件 在 塑 料 容 器 或 制 品 的 成 型 過 程 中 , 把 金屬 的 或 非 金 屬 的 零 件 嵌 入 其 中 , 在 塑 料 冷 卻后 得 以 固 定 并 成 為 整 體 的 一

18、 部 件 , 被 嵌 入的 零 件 稱 為 嵌 件 , 通 過 嵌 件 可 改 變 局 部 性 能( 如 硬 度 、 剛 度 、 耐 磨 性 等 ) , 提 高 形 狀 與尺 寸 精 度 等 , 還 可 增 加 做 裝 飾 效 果 。 l(1) 嵌 件 的 定 位 形 式 (2) 嵌 件 相 關(guān) 尺 寸 與 工 藝 要 求 嵌 件 與 容 器 本 體 的 結(jié) 合 應(yīng) 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 , 成 型 后 或 使 用 時(shí) 不 可 松 動(dòng) 、 拔 出 和 旋 轉(zhuǎn) 。 常 用 方 法 是 在 嵌 件 嵌 入 表 面 滾 花 見 圖 6-41(a)、 圖 6-41(b)、 開 環(huán) 形 凹 槽 見 圖

19、 6-41(b), 也 可 打 孔 或 開 窗 等 (見 圖 6-44); 嵌 件 的 嵌 入 部 分 , 以 圓 形 或 對(duì) 稱 截 面 形 狀 為 宜 , 保 證 收 縮 均 勻 ; 嵌 件 嵌 入 部 分 的 端 面 應(yīng) 與 模 具 型 腔 面 結(jié) 合 , 防 止 溢 料 黏 附 在 嵌 什 伸 出 部 分 或 孔 內(nèi) ; 金 屬 嵌 件 周 圍 塑 料 層 的 厚 度 , 應(yīng) 符 合 表 6-17規(guī) 定 的 最 小 壁 厚 條 件 ; 較 大 嵌 件 在 嵌 入 前 應(yīng) 預(yù) 熱 , 防 止 因 溫 差 大 而 收 縮 不 均 勻 、 不 一 致 ; 嵌 件 與 塑 料 容 器 壁 的

20、距 離 不 能 過 小 , 以 保 證 模 具 有 一 定 強(qiáng) 度 (見 圖 6-45); 嵌 件 在 模 具 中 定 位 方 便 、 可 靠 , 在 高 壓 熔 料 沖 擊 下 不 變 形 。 9、 鉸 鏈 鉸 鏈 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 注 意 : 鉸 鏈 厚 度 對(duì) 小 型 容 器 可 薄 , 大 型 容 器 可 厚 , 但 不 得 超 過 0.5mm, 否 則 易 斷 裂 。 鉸 鏈 處 厚 度 要 均 勻 。 模 具 澆 注 系 統(tǒng) 的 設(shè) 置 , 必 須 使 熔 體 沿 鉸 鏈 方 向 從 一 側(cè) 流 向 另 一 側(cè) , 讓 聚 合 物 分 子 鏈 流 經(jīng) 鉸 鏈 而 高 度 取 向 , 不

21、宜 從 兩 端 相 向 流 匯 而 形 成 熔 合 線 。 塑 料 容 器 脫 模 后 , 應(yīng) 趁 熱 將 鉸 鏈 反 復(fù) 彎 折 數(shù) 次 , 以 獲 得 拉 伸 定 向 效 果 。 10、 圖 案 、 文 字 、 花 紋 圖 案 、 文 字 的 設(shè) 計(jì) 尺 寸 : 線 型 寬 度 在 0.8mm左 右 , 最 窄 不 能 小 于 0.3mm; 凸 型 圖 案 、 文 字 的 高 度 , 線 型 寬 度 小 的 為 0.2 0.4mm, 線 型 寬 度 大 的 為 0.4 0.8mm。 凹 型 圖 案 、 文 字 的 深 度 一 般 為 0.4mm。 線 型 過 高 、 過 深 、 線 型 過

22、 窄 , 都 會(huì) 使 熔 料 充 模 難 度 增 加 ; 線 型 間 的 距 離 應(yīng) 不 小 于 0.4mm; 脫 模 斜 度 為 8 以 上 , 但 不 能 太 大 , 太 大 的 斜 度 線 型 趨 于 扁 平 , 圖 案 、 文 字 的 立 體 感 、 清 晰 感 變 差 ; 凹 凸 型 的 內(nèi) 部 凸 型 圖 案 、 文 字 要 比 塑 件 表 面 低 0.2 0.3mm, 即 凹 型 深 度 為 凸 型 線 型 高 加 上 0.2 0.3mm 見 圖 6 - 48(c) 。 (2) 花 紋 塑 件 表 面 的 花 紋 , 是 常 見 于 瓶 蓋 、 旋 鈕 等 表 面 的 凸凹 紋

23、結(jié) 構(gòu) , 起 增 加 摩 擦 力 和 裝 飾 作 用 。 花 紋 多 為 線 型 排 列 ,截 面 有 半 圓 形 、 三 角 形 和 梯 形 等 形 式 。 設(shè) 計(jì) 時(shí) 應(yīng) 注 意 以 下幾 點(diǎn) : 凸 凹 紋 的 方 向 應(yīng) 與 脫 模 方 向 一 致 ; 凸 凹 紋 之 間 的 間 距 不 可 過 小 ; 凸 凹 紋 寬 度 一 般 不 小 于 0.3 0. 5mm, 高 度 不 超 過 其 寬 度 ; 凸 凹 紋 不 影 響 塑 件 飛 邊 的 去 除 。 不 同 凸 凹 紋 的 結(jié) 構(gòu) 、 尺 寸 可 參 閱 表 6-18和 表 6-19。 標(biāo) 志 、 文 字 和 符 號(hào)A 形 式

24、 凸 字 : 圖 文 凸 起 , 模 具 對(duì) 應(yīng) 部 分 凹 下 , 易 于 加 工 , 字 磨 壞 凹 字 : 圖 文 凹 下 , 模 具 對(duì) 應(yīng) 部 分 凸 起 , 加 工 難 , 字 耐 磨 凹 凸 字 : 凹 坑 的 字 , 可 做 成 鑲 塊 , 常 采 用 B 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn) 凸 出 高 度 應(yīng) 大 于 0.2mm,常 取 0.30.5mm; 線 條 較 寬 時(shí) 0.3mm, 常 取 凸 起 0.8mm; 兩 線 間 距 0.4mm; 凹 凸 字 邊 框 可 比 凸 字 高 出 0.5mm以 上 ; 脫 模 斜 度 大 于 10 o。 五 、 塑 料 容 器 的 剛 性 結(jié) 構(gòu) 一

25、 、 模 塑 制 品 的 尺 寸 公 差 1、 尺 寸 公 差 標(biāo) 準(zhǔn) GB/T14486-1993 2、 模 塑 制 品 的 尺 寸 類 型 3、 塑 料 容 器 尺 寸 公 差 的 確 定 注 射 成 型 的 塑 料 容 器 應(yīng) 根 據(jù) 設(shè) 計(jì) 分 清 尺 寸 類 型 ,然 后 根 據(jù) 所 用 材 料 , 查 表 6- 21確 定 公 差 等 級(jí) , 再 按基 本 尺 寸 和 所 選 用 的 公 差 等 級(jí) 查 表 6- 20, 確 定 相 應(yīng)公 差 等 級(jí) 的 公 差 值 , 根 據(jù) 實(shí) 際 需 要 分 配 偏 差 。 1、 2級(jí) 精 度 要 求 高 , 一 般 不 選 用 。第 三 節(jié)

26、 模 塑 容 器 的 尺 寸 精 度 與 表 面 質(zhì) 量 二 、 模 塑 制 品 的 收 縮 率 ( 一 ) 成 型 收 縮 塑 料 容 器 在 成 型 過 程 中 , 由 于 熱 收 縮 、 結(jié) 晶 收縮 、 分 子 解 定 向 收 縮 以 及 因 彈 性 恢 復(fù) 造 成 的 膨 脹 而引 起 成 型 收 縮 。 成 型 收 縮 表 示 模 具 尺 寸 與 成 型 容 器 尺 寸 之 差 : x = A-B x: 成 型 收 縮 量 ; A: 室 溫 下 模 具 的 直 線 尺 寸 ; B: 室 溫 下 塑 料 容 器 的 直 線 尺 寸 。 1. 熱 脹 冷 縮 成 型 過 程 是 一 個(gè)

27、 加 熱 與 冷 卻 的 過 程 , 所 以 , 按其 固 有 的 熱 脹 系 數(shù) 而 產(chǎn) 生 膨 脹 和 收 縮 , 溫 度 與 膨 脹系 數(shù) 成 線 性 關(guān) 系 。 PS: 非 結(jié) 晶 性 塑 料 , 其 冷 縮 與 密 度 無 關(guān) 。 Fig.5-5, 體 積 V與 溫 度 T成 線 性 關(guān) 系 , 溫 度 下 降 , 體 積 也 下 降 。 PE: 結(jié) 晶 性 塑 料 , 密 度 增 大 , 膨 脹 系 數(shù) 隨 溫 度 的 變 化 速 率 降 低 , 如 Fig.5-6, 溫 度 的 影 響 逐 漸 變 小 。 2. 結(jié) 晶 收 縮 如 Fig.5-7, 塑 料 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 由 不

28、 定 型 變 為 結(jié) 晶 態(tài) , 塑 料 體 積 產(chǎn) 生 了 變 化 , 隨 著 溫 度 下 降 體 積 急 速 收 縮 。 收 縮 率 大 , 結(jié) 晶 化 加 速 了 體 積 收 縮 。 3. 分 子 解 定 向 收 縮 熔 體 : 注 射 成 型 中 , 熔 融 的 熱 塑 性 塑 料 流 動(dòng) 時(shí) 沿 流 道 方 向 分 子 定 向 ( 拉 長 ) , 而 在 冷 卻 過 程 中 , 被 拉 長 的 分 子 恢 復(fù) 到 原 來 的 狀 態(tài) , 產(chǎn) 生 收 縮 。 片 材 : 分 子 沿 拉 伸 方 向 定 向 。 4. 彈 性 恢 復(fù) ( 記 憶 效 應(yīng) ) 塑 件 出 模 后 , 解 除

29、 了 制 品 壓 力 , 制 品 恢復(fù) 到 原 來 狀 態(tài) 而 產(chǎn) 生 彈 性 恢 復(fù) 。 熔 體 ( 在 成 型 壓 力 下 壓 縮 ) , 出 模 后 體積 長 大 ( 但 量 小 ) 。 片 材 拉 伸 解 除 后 縮 小 ( 量 大 ) 。 ( 二 ) 成 型 收 縮 的 主 要 影 響 因 素1. 成 型 工 藝 條 件 加 熱 溫 度 這 一 因 素 與 其 他 因 素 相 比 , 對(duì) 成 型 收 縮影 響 小 , 粒 溫 高 , 易 流 動(dòng) , 各 層 料 流 之 間 的剪 切 作 用 小 ( 粘 度 梯 度 小 ) , 分 子 定 向 程 度低 , 故 收 縮 小 。 成 型

30、力 ( 注 射 壓 力 ) 影 響 中 等 。 注 射 壓 力 增 高 , 塑 料 在 摸 具 內(nèi)熔 融 粘 度 差 下 降 , 因 此 , 各 層 之 間 作 用 的 剪切 力 變 小 , 所 以 , 收 縮 也 小 ; 其 次 , 注 射 壓力 大 , 彈 性 恢 復(fù) 也 大 , 總 體 收 縮 小 。 如 Fig.5-9. 結(jié) 晶 性 塑 料 由 于 結(jié) 晶 化 , 其 收縮 率 與 注 射 壓 力 呈 曲 線 變 化 , PS呈 直 線 變化 。 模 具 溫 度 影 響 大 。 模 具 溫 度 影 響 高 溫 樹 脂 的 固 化 。 對(duì) 于結(jié) 晶 性 塑 料 , 當(dāng) 溫 度 降 低 到

31、 熔 點(diǎn) 以 下 就 開 始 結(jié) 晶 ,結(jié) 晶 速 率 受 到 冷 卻 速 率 的 控 制 , 而 冷 卻 速 率 又 受 到模 溫 的 控 制 , 所 以 , 模 具 溫 度 直 接 影 響 制 品 的 結(jié) 晶度 和 結(jié) 晶 構(gòu) 型 。 模 溫 高 , 料 冷 卻 慢 , 可 充 分 結(jié) 晶 , 收 縮 率 大( 5%) , 而 普 通 非 結(jié) 晶 塑 料 的 收 縮 率 僅 為 1%, 這時(shí) 熱 收 縮 占 主 導(dǎo) 地 位 。 如 果 模 具 溫 度 高 , 則 容 器 脫模 后 的 熱 收 縮 量 大 , 所 以 成 型 收 縮 率 也 大 。 成 型 時(shí) 間 ( 速 度 ) 如 Fig

32、.5-11, 注 射 成 型 時(shí) 間 是 指 螺 桿 在 前進(jìn) 中 壓 縮 熔 體 物 料 充 滿 模 腔 , 并 保 持 一 定 壓力 的 時(shí) 間 。 在 模 腔 內(nèi) 時(shí) 間 長 , 一 般 可 減 少 收 縮 。 ( 結(jié)晶 性 塑 料 除 外 ) 冷 卻 時(shí) 間 冷 卻 時(shí) 間 對(duì) 塑 料 制 品 的 影 響 因 塑 料 種 類 、 制 品厚 度 、 熔 體 溫 度 、 模 具 溫 度 和 結(jié) 晶 過 程 的 不 同 而異 。 對(duì) 于 非 結(jié) 晶 塑 料 來 說 , 冷 卻 時(shí) 間 對(duì) 收 縮 率 的 影響 不 大 , 而 結(jié) 晶 性 塑 料 , 若 冷 卻 時(shí) 間 長 , 結(jié) 晶 能 夠

33、充 分 進(jìn) 行 , 結(jié) 晶 度 增 高 , 成 型 收 縮 率 增 大 。 但 一 般來 說 , 冷 卻 時(shí) 間 長 , 冷 卻 可 以 均 勻 進(jìn) 行 , 模 具 內(nèi) 的物 料 可 以 充 分 固 化 , 制 品 尺 寸 接 近 模 具 尺 寸 , 因 而成 型 收 縮 率 降 低 ( 圖 5-12) 。 2. 容 器 壁 厚 壁 厚 影 響 塑 料 容 器 的 冷 卻 速 度 , 壁 厚 大冷 卻 速 率 慢 , 收 縮 率 隨 壁 厚 的 增 加 而 變 大 。這 是 因 為 當(dāng) 壁 厚 增 大 時(shí) , 模 腔 內(nèi) 溫 度 和 壓 力的 梯 度 也 增 大 , 充 模 壓 力 降 低 ,

34、 同 時(shí) 由 于 塑料 的 導(dǎo) 熱 性 差 , 壁 厚 越 大 , 內(nèi) 部 冷 卻 越 緩慢 , 結(jié) 晶 化 時(shí) 間 越 長 , 所 以 收 縮 率 也 越 大( 圖 5-14) 。 3. 容 器 形 狀 結(jié) 構(gòu) 容 器 形 狀 越 復(fù) 雜 或 內(nèi) 有 嵌 件 的 , 收 縮 率 小 , 內(nèi) 應(yīng) 力 大 ; 薄 壁 容 器 比 厚 壁 容 器 的 收 縮 率 要 小 。 4. 澆 口 尺 寸 所 謂 澆 口 ( 鑄 口 ) , 指 流 道 末 端 將 塑 料 引入 型 腔 的 狹 窄 部 分 , 除 了 主 流 道 澆 口 以 外 的 各種 澆 口 , 其 斷 面 尺 寸 一 般 都 比 分

35、流 道 的 斷 面 尺寸 小 , 長 度 也 很 短 , 起 著 調(diào) 節(jié) 控 制 料 流 速 度 和補(bǔ) 料 時(shí) 間 的 作 用 。 其 斷 面 形 狀 一 般 呈 圓 形 或 矩形 。 在 注 射 壓 力 一 定 的 情 況 下 , 澆 口 面 積 越 大 ,成 型 收 縮 越 小 。 但 這 種 影 響 不 很 大 (圖 5-15)。 5. 熱 處 理 與 時(shí) 效 時(shí) 效 : 塑 件 剛 出 模 的 尺 寸 和 經(jīng) 過 若 干 小 時(shí) 后 的 尺 寸 , 由 于 時(shí) 效 時(shí) 間 長 短 不 同 其 收 縮 也 不 同 , 一 般 在 脫 模 后 10小 時(shí) 內(nèi) 變 化 最 大 ( 收 縮 7

36、0-80%) , 24小 時(shí) 以 后 基 本 定 型 , 變 化 趨 于 平 緩 , 但 最 后 穩(wěn) 定 要 經(jīng) 過 30-60天 。 熱 處 理 : 進(jìn) 行 熱 處 理 時(shí) 也 會(huì) 產(chǎn) 生 收 縮 。 一 般 模 溫 越 高 , 壁 厚 越 大 , 后 收 縮 越 小 。 加 熱 緩 冷 , 消 除 內(nèi) 應(yīng) 力 , 塑 件 強(qiáng) 度 好 , 但 收 縮 量 增 大 。 ( 三 ) 模 塑 制 品 成 型 收 縮 率 1. 常 用 塑 料 的 線 收 縮 率 式 中 : S: 模 塑 制 品 成 型 收 縮 率 , ; L: 模 塑 成 型 后 , 制 品 在 標(biāo) 準(zhǔn) 環(huán) 境 放 置 24h 后

37、 的 尺 寸 , mm; L M: 模 具 相 應(yīng) 尺 寸 , mm。 2. 體 收 縮 率 SV 3S3. 模 具 線 性 尺 寸 A = SB + B = B(1+S) 一 般 在 模 具 設(shè) 計(jì) 時(shí) , 已 知 數(shù) 據(jù) 為 塑 件 尺 寸 B和 按 材 料 種 類 給 出 的 成 型 收 縮 率 S, 據(jù) 此 計(jì) 算 出 未 知 模 具 尺 寸 A。 三 、 模 具 與 塑 料容 器 的 尺 寸 關(guān) 系 1、 徑 向 尺 寸 2、 深 度 尺 寸 3、 中 心 距 尺 寸 四 、 尺 寸 精 度 及 其 影 響 因 素 實(shí) 際 尺 寸 與 基 本 尺 寸 (或 名 義 尺 寸 )的 差值

38、 , 即 是 實(shí) 際 偏 差 , 亦 即 是 尺 寸 誤 差 。 尺 寸誤 差 越 小 , 尺 寸 精 度 越 高 。 塑 料 容 器 同 其 它 塑 料 制 品 一 樣 , 由 于 材料 性 質(zhì) 和 工 藝 方 法 的 原 因 , 尺 寸 精 度 比 較 低 。 1、 影 響 因 素 1) 成 型 材 料 塑 料 本 身 成 型 收 縮 范 圍 大 , 原 料 中 含 有 水 分 及揮 發(fā) 性 物 質(zhì) 、 原 料 的 配 置 、 批 量 的 大 小 、 結(jié) 晶 形態(tài) 、 保 存 方 法 和 保 存 時(shí) 間 等 的 不 同 都 會(huì) 造 成 收 縮 不穩(wěn) 定 。 2) 成 型 工 藝 條 件 成

39、 型 的 溫 度 、 注 射 壓 力 、 注 射 時(shí) 間及 冷 卻 時(shí) 間 等 條 件 的 波 動(dòng) 都 會(huì) 影 響 到 成型 收 縮 率 的 波 動(dòng) , 從 而 影 響 制 件 定 型 后的 尺 寸 。 3) 塑 料 制 品 的 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 結(jié) 構(gòu) 均 勻 對(duì) 稱 , 加 強(qiáng) 筋 和 其 它 剛 性 結(jié) 構(gòu)設(shè) 計(jì) 合 理 , 壁 厚 均 勻 , 嵌 件 少 塑 料 成 型 收縮 變 形 就 小 。 大 型 塑 料 制 品 要 比 小 型 塑 料 制品 收 縮 變 形 大 , 厚 壁 要 比 薄 壁 的 收 縮 變 形大 。 4) 模 具 的 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 由 于 模 具 和 塑 料 制

40、品 的 形 狀 、 尺 寸 相 關(guān) , 塑 料制 品 的 尺 寸 精 度 要 受 模 具 成 則 零 件 制 造 精 度 及 其 磨損 的 影 響 。 模 具 成 型 零 件 制 造 誤 差 越 大 , 磨 損 越 嚴(yán) 重 , 塑料 制 品 的 誤 差 就 越 大 。 同 時(shí) , 模 具 成 型 零 件 的 裝 配精 度 、 注 塑 機(jī) 的 合 模 精 度 都 會(huì) 通 過 模 具 把 誤 差 反 映到 成 型 的 塑 料 制 品 上 來 。 2 尺 寸 誤 差 的 構(gòu) 成 塑 料 收 縮 率 波 動(dòng) 引 起 的 誤 差 s隨 制 件尺 寸 增 加 成 正 比 地 增 加 ; 模 具 制 造 誤

41、 差 引起 的 誤 差 z隨 制 件 尺 寸 增 加 成 立 方 根 增 加 ;模 具 磨 損 引 起 的 誤 差 c隨 制 件 尺 寸 增 加 而緩 慢 地 增 加 。 因 此 , 收 縮 率 波 動(dòng) 對(duì) 大 中 型塑 件 公 差 影 響 最 大 。 由 于 各 項(xiàng) 誤 差 的 積 累 , 塑 件 的 精 度 總 低 于 模 具 成 型 部 件 的 制 造 精 度 。 為 了 可 靠 ,塑 件 設(shè) 計(jì) 時(shí) 選 用 的 公 差 必 須 大 于 成 型 的最 大 公 差 , 即 。 五 、 模 塑 容 器 的 表 面 質(zhì) 量 1、 表 面 粗 糙 度 2、 表 面 缺 陷 常 見 的 表 面 缺

42、 陷 有 : 凹 陷 、 氣 孔 、 斑 紋 、 剝 層 、 燒 焦 、 翹 曲 、 無 光 澤 、 顏 色 不 均 、 龜 裂 及 飛 邊 等 。 第 四 節(jié) 中 空 吹 塑 容 器 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 一 、 概 念 二 、 中 空 吹 塑 容 器 的 型 坯 1、 吹 脹 比 中 空 容 器 最 大 外 形 尺 寸 與 型 坯 最 大 尺 寸 之 比 . 式 中 : BR: 吹 脹 比 ; D: 中 空 容 器 最 大 外 形 尺 寸 , m m ; D P: 型 坯 最 大 尺 寸 , m m 。 PR DDB 1、 吹 脹 比 第 三 節(jié) 注 射 和 模 壓 成 型 容 器 結(jié) 構(gòu) 設(shè)

43、計(jì) 2、 延 伸 比 容 器 的 長 度 與 型 坯 長 度 之 比 , 即 是 延 伸 比 延伸 比 ,反 映 了 型 坯 在 軸 向 的 延 伸 倍 數(shù) 。 式 中 : SR: 延 伸 比 ; C: 容 器 長 度 , m m ; b: 型 坯 長 度 , m m 。 bCSR 3、 型 坯 截 面 形 狀 對(duì) 縱 截 面 為 非 柱 形 輪 廓的 中 空 容 器 , 其 型 坯 的 壁 厚按 軸 向 也 應(yīng) 是 變 化 的 。 一 定高 度 的 徑 向 尺 寸 越 大 , 型 坯壁 厚 越 厚 , 保 證 不 同 的 徑 向尺 寸 按 同 一 吹 脹 比 吹 脹 成 型(見 圖 655)

44、。 4、 機(jī) 頭 尺 寸 當(dāng) 擠 出 機(jī) 機(jī) 頭 擠 出 型 坯 時(shí) , 按 熔 體 流 動(dòng) 的 黏 彈 特性 , 型 坯 尺 寸 要 大 于 口 模 尺 寸 。 用 膨 脹 率 表 示 型 坯 的膨 脹 程 度 。 式 中 : S: 聚 合 物 熔 體 的 膨 脹 率 ; DP: 型 坯 實(shí) 際 尺 寸 , m m ; DK: 機(jī) 頭 口 模 直 徑 , m m 。%100 K KPD DDS 機(jī) 頭 的 芯 軸 ( 模 芯 ) 直 徑 由 下 式 確 定 : 式 中 : DX: 機(jī) 頭 芯 軸 直 徑 , m m ; DK: 機(jī) 頭 口 模 直 徑 , m m ; W: 中 空 容 器 質(zhì)

45、 量 , kg; : 聚 合 物 密 度 , g cm 2; L: 中 空 容 器 長 度 , m m 。 LWDD KX 32 104101 模 口 的 間 隙 尺 寸 由 下 式 確 定 : 式 中 : G: 模 口 間 隙 , mm; t: 中 空 容 器 壁 厚 , mm; BR: 吹 脹 比 ; S: 膨 脹 率 。 2 XK DDG 三 、 吹 塑 模 具 型 腔 尺 寸 中 空 吹 塑 容 器 的 外 形 及 尺 寸 要 求 并 不 很 嚴(yán) 格 ,但 對(duì) 容 器 瓶 口 的 成 型 ( 或 是 表 面 設(shè) 計(jì) 有 圖 案 、 花紋 的 容 器 , 有 定 量 要 求 的 容 器

46、等 ) , 必 須 考 慮 成型 收 縮 率 的 影 響 。 一 般 地 講 , 模 具 型 腔 尺 寸 等 于 容 器 外 形 尺 寸與 收 縮 率 之 和 。 常 用 塑 料 吹 塑 成 型 的 收 縮 率 見 表6-33。 四 、 吹 塑 容 器 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 1、 容 器 的 外 形 吹 塑 容 器 的 外 形 , 應(yīng) 橫 向 、 縱 向 統(tǒng) 一 考 慮 ,力 求 整 體 造 型 美 , 保 證 必 要 的 強(qiáng) 度 、 剛 度 , 同時(shí) 要 便 于 脫 模 。 常 見 吹 塑 容 器 截 向 有 圓 形 、 正 方 形 、 長 方形 、 三 角 形 、 橢 圓 形 、 球 形 及 異

47、 型 等 。 2、 容 器 的 壁 厚 中 空 吹 塑 制 品 , 特 別 是擠 出 吹 塑 制 品 其 壁 厚一 般 難 于 達(dá) 到 均 勻 一 致 。所 以 , 設(shè) 計(jì) 上 給 出 的 壁厚 要 求 一 般 是 指 最 小 壁厚 或 平 均 壁 厚 。 3、 容 器 瓶 口 1) 螺 紋 瓶 口 2) 非 螺 紋 瓶 口 4、 過 渡 圓 角 容 器 不 同 面 交 接 的 棱 邊 、 棱 角 , 如 側(cè) 壁 與底 部 、 側(cè) 壁 與 側(cè) 壁 、 側(cè) 壁 與 頂 面 、 壁 與 把 手 的交 接 , 都 應(yīng) 設(shè) 計(jì) 成 圓 弧 過 渡 結(jié) 構(gòu) 。 三 角 界 面 設(shè)計(jì) 成 球 面 過 渡

48、。 圓 弧 、 球 面 結(jié) 構(gòu) 易 于 成 型 ,力 學(xué) 性 能 良 好 。 圓 弧 半 徑 的 大 小 可 根 據(jù) 整 體 造型 和 強(qiáng) 度 要 求 確 定 。 5、 把 手 把 手 分 連 體 和 分 體 兩 種 基 本 形 式 , 如 圖 所 示 。 6、 瓶 肩 結(jié) 構(gòu) 四 、 吹 塑 容 器 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)7、 瓶 底 結(jié) 構(gòu) 8、 器 壁 結(jié) 構(gòu) 1) 商 標(biāo) 區(qū) 商 標(biāo) 區(qū) 可 以 作 為 標(biāo) 貼 區(qū) ,也 可 以 在 區(qū) 內(nèi) 直 接 吹 塑 成 型 文字 或 圖 案 (見 圖 6-67)。 容 器 表 面 的 凹 凸 棱 邊 、 階形 面 、 文 字 標(biāo) 記 和 花 紋 圖 案

49、等 、 應(yīng) 設(shè) 1/15的 脫 模 斜 度 , 方便 開 模 。 2) 剛 性 結(jié) 構(gòu) 五 、 吹 塑 容 器 設(shè) 計(jì) 實(shí) 例 PET軟 飲 料 瓶 : 1) PET軟 飲 料 瓶 的 性 能 2) PET軟 飲 料 瓶 的 類 型 3) PET軟 飲 料 瓶 的 規(guī) 格 尺 寸 4) PET軟 飲 料 瓶 的 技 術(shù) 要 求 六 、 多 層 吹 塑 容 器 1、 多 層 吹 塑 容 器 的 性 能 改 善2、 多 層 吹 塑 容 器 的 壁 厚 結(jié) 構(gòu) 1) 基 層 2) 功 能 層 3) 粘 合 層 3、 多 層 復(fù) 合 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 1) 材 料 的 選 用 2) 壁 厚 的 確 定4

50、、 常 見 多 層 吹 塑 結(jié) 構(gòu) 示 例 1) HDPE/LDPE 2) PC/EVOH/PC 3) PC/黏 合 樹 脂 /EVOH/黏 合 樹 脂 /回 收 料 /PC 注 射 拉 伸 吹 塑 示 意 圖( a)型 胚 成 型 ; (b)型 胚 加 熱 ; (c)型 胚 拉 伸 ; (d)吹 塑 成 型 ; (e)脫 模1、 注 塑 機(jī) ; 2、 熱 流 道 ; 3、 冷 卻 水 孔 ; 4、 加 熱 體 ; 5、 模 芯 加 熱 ; 6、型 芯 棒 第 五 節(jié) 熱 成 型 塑 料 容 器 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 一 、 特 點(diǎn) 1、 優(yōu) 點(diǎn) 2、 缺 點(diǎn) 3、 適 用 范 圍 二 、 熱 成

51、型 常 用 材 料 三 、 熱 成 型 塑 料 容 器 的 結(jié) 構(gòu) 特 征 第 五 節(jié) 熱 成 型 塑 料 容 器 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)三 、 熱 成 型 塑 料 容 器 的 結(jié) 構(gòu) 特 征 1、 材 料 特 性 和 工 藝 的 限 制 2、 容 器 角 部 的 過 渡 圓 弧 限 制 3、 容 器 的 側(cè) 面 的 局 部 結(jié) 構(gòu) 限 制 4、 脫 模 斜 度 限 制 5、 口 徑 、 側(cè) 壁 及 底 面 積 較 大 的 容 器 的 特 點(diǎn) 6、 熱 成 型 塑 料 容 器 的 限 制四 、 熱 成 型 塑 料 容 器 的 壁 厚 1、 壁 厚 特 征 2、 片 材 厚 度 的 計(jì) 算五 、 熱 成

52、 型 塑 料 容 器 的 尺 寸 精 度 第 六 節(jié) 其 它 成 型 方 式 的 塑 料 容 器 與 制 品 一 、 滾 塑 成 型 容 器 二 、 泡 沫 塑 料 包 裝 制 品 三 、 塑 料 包 裝 袋 四 、 鈣 塑 瓦 楞 箱 五 、 復(fù) 合 軟 管 六 、 泡 罩 包 裝 第 七 節(jié) 塑 料 包 裝 容 器 的 表 面 整 飾 與 著 色一 、 塑 料 的 表 面 整 飾 1、 概 述 2、 機(jī) 械 整 飾 3、 表 面 涂 飾 4、 表 面 金 屬 化 5、 表 面 印 刷 6、 表 面 印 刷 前 的 處 理 : 火 焰 處 理 、 電 暈 處 理二 、 塑 料 著 色 1、

53、著 色 劑 2、 塑 料 著 色 的 方 法 1 塑 料 包 裝 容 器 按 外 形 結(jié) 構(gòu) 特 征 進(jìn) 行 分 類 時(shí) , 可 分 為 哪 幾 大 類 ? 簡(jiǎn) 述 其 各 采 用 何 材 料 和 成 型 方 法 ? 2 簡(jiǎn) 述 影 響 壁 厚 的 因 素 有 哪 些 ? 壁 厚 設(shè) 計(jì) 的 一 般 原 則 是 什 么 ? 3 在 中 空 吹 塑 瓶 設(shè) 計(jì) 中 , 為 了 提 高 其 垂 直 載 荷 強(qiáng) 度 , 在 結(jié) 構(gòu) 上 可 從 哪 些 方 面 著 手 ? 并 簡(jiǎn) 述 之 。4 簡(jiǎn) 述 壁 厚 設(shè) 計(jì) 與 塑 料 制 品 的 工 藝 性 的 關(guān) 系 。5 在 中 空 吹 塑 瓶 設(shè) 計(jì) 中 , 為 了 提 高 其 剛 度 , 在 設(shè) 計(jì) 上 可 從 哪 些 方 面 著 手 ? 并 簡(jiǎn) 述 之 。 6 簡(jiǎn) 述 注 射 成 型 的 工 藝 過 程 。 7 簡(jiǎn) 述 塑 料 容 器 為 什 么 必 須 有 較 高 的 垂 直 載 荷 強(qiáng) 度 ? 主 要 影 響 因 素 有 哪 些 ? 8. 模 具 對(duì) 塑 料 制 品 的 設(shè) 計(jì) 有 什 么 制 約 作 用 ?

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