包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)李連進(jìn)馮 梅

《包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)李連進(jìn)馮 梅》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)李連進(jìn)馮 梅（144頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)李連進(jìn)李連進(jìn)馮馮 梅梅天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系 本章內(nèi)容介紹本章內(nèi)容介紹:第一節(jié)第一節(jié) 塑料包裝容器塑料包裝容器第二節(jié)第二節(jié) 注塑容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三節(jié)第三節(jié) 模塑容器的尺寸精度與表面質(zhì)量模塑容器的尺寸精度與表面質(zhì)量第四節(jié)第四節(jié) 中空吹塑容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中空吹塑容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第五節(jié)第五節(jié) 熱成型塑料容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)熱成型塑料容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第六節(jié)第六節(jié) 其它成型方式的塑料容器與制品其它成型方式的塑料容器與制品第七節(jié)第七節(jié) 塑料包裝容器的表面整飾與著色塑料包裝容器的表面整飾與著色第一節(jié)第一節(jié) 塑料包裝容器塑料包裝容器 一、塑料包裝容器的類型一、塑料包裝容器的

2、類型 按塑料容器的結(jié)構(gòu)和形體特征分類，塑料按塑料容器的結(jié)構(gòu)和形體特征分類，塑料容器可以分為：箱類，桶類，瓶、罐類，杯、容器可以分為：箱類，桶類，瓶、罐類，杯、碗、盤(pán)、罩類，盒類，軟管，發(fā)泡制品及塑碗、盤(pán)、罩類，盒類，軟管，發(fā)泡制品及塑料袋等八大類。料袋等八大類。 二、塑料包裝容器的材料選用二、塑料包裝容器的材料選用 1、材料選用要求（共七點(diǎn)）：、材料選用要求（共七點(diǎn)）： 力學(xué)性能力學(xué)性能 熱性能熱性能 物理性能物理性能 化學(xué)阻抗性能化學(xué)阻抗性能 光學(xué)性能光學(xué)性能 結(jié)構(gòu)加工性能結(jié)構(gòu)加工性能 經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性 二、塑料包裝容器的材料選用二、塑料包裝容器的材料選用 2、塑料包裝容器的常用材料、塑料包裝容

3、器的常用材料 三、塑料包裝容器的加工成型方法三、塑料包裝容器的加工成型方法 1、注射成型、注射成型 1) 定義定義 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(guò)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(guò)一定時(shí)間的冷卻定型后，開(kāi)啟模具即得制品。 2) 特點(diǎn)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；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(pán)、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 吹塑成型，簡(jiǎn)

4、稱吹塑。是利用氣體的壓力，將閉合在模吹塑成型，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、罐類塑料中空容器的成型，是生產(chǎn)率高，質(zhì)量易于控制的成型方法?？杖萜鞯某尚停巧a(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：吹塑成型按其型坯制作方法的不同，可分為： 1）擠出吹塑）擠出吹塑 2）注射吹塑）注射吹塑 3）拉伸吹塑）拉伸吹塑 4）多層吹塑）多層吹塑 吹塑成型的基本工藝條件，對(duì)不

5、同的塑料材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。料、不同的吹塑形式而有所不同。 擠出吹塑：擠出吹塑：型坯溫度涉及因素較多，需實(shí)驗(yàn)確定；型坯溫度涉及因素較多，需實(shí)驗(yàn)確定；吹塑壓力吹塑壓力0.21MPa；模具溫度；模具溫度20一一50；吹脹；吹脹比比2 4。 注射吹塑：注射吹塑：型坯注射壓力型坯注射壓力10 40MPa；型坯溫；型坯溫度度65135；吹塑壓力；吹塑壓力0.7 1.2MPa；吹塑模；吹塑模具溫度具溫度20 60；吹脹比；吹脹比2 3。 拉伸吹塑：拉伸吹塑：不同塑料拉伸吹塑型坯溫度是不同的，不同塑料拉伸吹塑型坯溫度是不同的，如如PET在在90 110范圍內(nèi)

6、；空氣壓力，擠拉吹范圍內(nèi)；空氣壓力，擠拉吹塑個(gè)小于塑個(gè)小于0.2MPa，注拉吹塑一般調(diào)控在，注拉吹塑一般調(diào)控在1.37 1.47MPa之內(nèi)。之內(nèi)。 3、熱成型、熱成型1）真空成型）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)第二節(jié) 注塑容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、塑料熔體的充模流動(dòng)與成型一、塑料熔體的充模流動(dòng)與成型 1、熔體流動(dòng)特性、熔體流動(dòng)特性 1）塑料熔體的層流形式）塑料熔體的層流形式 6-1 式中：式中

7、： Re：雷諾數(shù)；：雷諾數(shù)； D：導(dǎo)管直徑；：導(dǎo)管直徑； v ： 液 體 平 均 速 度 ；： 液 體 平 均 速 度 ； ：液體密度；液體密度； ：液體剪切黏度。液體剪切黏度。/vDRe2 2）熔體流動(dòng)速率）熔體流動(dòng)速率MIMI 是指在一定溫度、一定負(fù)荷下，是指在一定溫度、一定負(fù)荷下，1010分鐘通過(guò)內(nèi)分鐘通過(guò)內(nèi)徑徑2.1mm2.1mm、長(zhǎng)、長(zhǎng)8mm8mm的標(biāo)準(zhǔn)口模的熔體質(zhì)量，單位為的標(biāo)準(zhǔn)口模的熔體質(zhì)量，單位為g/ming/min，MIMI越大，熔體流動(dòng)性越好。越大，熔體流動(dòng)性越好。3 3）塑料熔體表觀黏度）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

8、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t0的溫差不大于50時(shí)為常數(shù)。 ttae00 一、塑料熔體的充模流動(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(kāi)模具取出制品的界面叫分型面。

9、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； 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)系注射成型塑料制品的壁厚與流程關(guān)系 （正比例）：（正比例）： 流程是塑料熔

10、體從模具進(jìn)料口流向型腔各處的距離。當(dāng)注射流程是塑料熔體從模具進(jìn)料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(zhǎng)，成型件結(jié)構(gòu)越復(fù)流動(dòng)阻力越大，成型越困難；同樣，流程越長(zhǎng)，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)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、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)表可根據(jù)表6-10所列關(guān)系式由流程計(jì)算確定。所列關(guān)系式由流

11、程計(jì)算確定。 4）流程比）流程比 熔融料流動(dòng)的難易程度對(duì)塑料制件壁厚的形成影響較熔融料流動(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)重要的因決定外，還有一個(gè)重要的因素素流動(dòng)比，設(shè)計(jì)時(shí)需要校核。流動(dòng)比，設(shè)計(jì)時(shí)需要校核。 式中：FLR ：流程比； Li：第i段流程長(zhǎng)度，mm； ti：第i段流程的通道間隙或壁厚，mm； FLRmax：最大流程比，可由表6-11查得。 max1LRhiiiLRFtLF5544332211tLtLtLtLtLFLR 計(jì)算流程比時(shí)應(yīng)注意： 截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

12、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)四、塑料容器的局部結(jié)構(gòu) 1 1）加強(qiáng)筋的形狀和尺寸）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)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、孔與口沿 1）孔的模塑成型）孔的模塑成型 當(dāng)當(dāng)d d1.5mm, H=(12)d d1.5mm, H=(2 4)d （注射、模塑）（注射、模塑） H=(2 2.5)d（壓塑）（壓塑） h d/6（a）型芯一端固定）型芯一端固定（b）為兩個(gè)一端固）為兩個(gè)一端固 定，中間對(duì)接定，中間對(duì)接 的動(dòng)定型芯的動(dòng)定型芯（c）型芯為一端固）型芯為一端固 定，另一端有定

13、，另一端有 導(dǎo)向孔支撐導(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、容器底面 5、圓角、圓角 能消除交構(gòu)銳角引發(fā)能消除交構(gòu)銳角引發(fā)的應(yīng)力集中。圓角過(guò)渡結(jié)的應(yīng)力集中。圓角過(guò)渡結(jié)構(gòu)能減少充模阻力，使熔構(gòu)能減少充模阻力，使熔料易于流動(dòng)和成型。同時(shí)，料易于流動(dòng)和成型。同時(shí)，模具成型件的相應(yīng)圓角結(jié)模具成型件的相應(yīng)圓角結(jié)構(gòu)，可避免因淬火形成開(kāi)構(gòu)，可避免因淬火形成開(kāi)裂，延長(zhǎng)模具的使用壽命。裂，延長(zhǎng)模具的使用壽命。 R/t0.5， r=0.5t, R=.5t6、側(cè)凸和側(cè)凹、側(cè)凸和側(cè)凹 強(qiáng)制脫模，是利用塑料的彈性變形，把塑料成型件從模強(qiáng)制

14、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)定規(guī)定的范圍內(nèi)。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。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)四、塑料容器的局部結(jié)構(gòu) 8、嵌件、嵌件 在塑料

15、容器或制品的成型過(guò)程中，把金在塑料容器或制品的成型過(guò)程中，把金屬的或非金屬的零件嵌入其中，在塑料冷卻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部件，被嵌入后得以固定并成為整體的一部件，被嵌入的零件稱為嵌件，通過(guò)嵌件可改變局部性能的零件稱為嵌件，通過(guò)嵌件可改變局部性能（如硬度、剛度、耐磨性等），提高形狀與（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。尺寸精度等，還可增加做裝飾效果。l(1) 嵌件的定位形式嵌件的定位形式 (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

16、花見(jiàn)圖6-41(a)、圖 6-41(b)、開(kāi)環(huán)形凹槽見(jiàn)圖6-41(b)，也可打 孔或開(kāi)窗等(見(jiàn)圖6-44)； 嵌件的嵌入部分，以圓形或?qū)ΨQ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?chē)芰蠈拥暮穸?，?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距離不能過(guò)小，以 保證模具有一定強(qiáng)度(見(jiàn)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 鉸鏈設(shè)計(jì)應(yīng)注意：鉸鏈設(shè)計(jì)應(yīng)注意： 鉸鏈厚度鉸鏈厚度 對(duì)小型容器可薄，大型容器可厚，

17、但對(duì)小型容器可薄，大型容器可厚，但 不得超過(guò)不得超過(guò)0.5mm，否則易斷裂。，否則易斷裂。 鉸鏈處厚度要均勻。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，不宜從兩端相向流匯而形成熔合而高度取向，不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。數(shù)次，以獲得拉伸定向效果。10、圖案、文字、花紋、圖案、文字、花紋 圖案、文字的設(shè)計(jì)尺寸：圖案、文字的設(shè)計(jì)尺寸： 線

18、型寬度在線型寬度在0.8mm左右，最窄不能小于左右，最窄不能小于0.3mm； 凸型圖案、文字的高度，線型寬度小的為凸型圖案、文字的高度，線型寬度小的為0.2 0.4mm, 線型寬度線型寬度 大的為大的為0.4 0.8mm。凹型圖案、文字的深度。凹型圖案、文字的深度 一般為一般為0.4mm。線型過(guò)高、過(guò)深、線型過(guò)窄，都會(huì)使熔。線型過(guò)高、過(guò)深、線型過(guò)窄，都會(huì)使熔 料充模難度增加；料充模難度增加； 線型間的距離應(yīng)不小于線型間的距離應(yīng)不小于0.4mm； 脫模斜度為脫模斜度為8以上，但不能太大，太大的斜度線型趨于以上，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；扁平，圖案、文字

19、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，即凹型深度為凸型線型高加上0.2 0.3mm 見(jiàn)圖見(jiàn)圖6 - 48(c) 。 (2) 花紋花紋 塑件表面的花紋，是常見(jiàn)于瓶蓋、旋鈕等表面的凸塑件表面的花紋，是常見(jiàn)于瓶蓋、旋鈕等表面的凸凹紋結(jié)構(gòu)，起增加摩擦力和裝飾作用?；y多為線型排列，凹紋結(jié)構(gòu)，起增加摩擦力和裝飾作用?；y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)：幾點(diǎn)： 凸凹紋的方向應(yīng)與脫模方向一致；凸凹紋的方向應(yīng)與

20、脫模方向一致； 凸凹紋之間的間距不可過(guò)??；凸凹紋之間的間距不可過(guò)??； 凸凹紋寬度一般不小于凸凹紋寬度一般不小于0.3 0. 5mm，高度，高度 不超過(guò)其寬度；不超過(guò)其寬度； 凸凹紋不影響塑件飛邊的去除。凸凹紋不影響塑件飛邊的去除。 不同凸凹紋的結(jié)構(gòu)、尺寸可參閱表不同凸凹紋的結(jié)構(gòu)、尺寸可參閱表6-18和和 表表6-19。標(biāo)志、文字和符號(hào)標(biāo)志、文字和符號(hào)A A形式形式 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 B設(shè)計(jì)要點(diǎn)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

21、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10o。五、塑料容器的剛性結(jié)構(gòu)五、塑料容器的剛性結(jié)構(gòu) 一、模塑制品的尺寸公差一、模塑制品的尺寸公差 1、尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)、尺寸公差標(biāo)準(zhǔn) GB/T14486-1993GB/T14486-1993 2、模塑制品的尺寸類型、模塑制品的尺寸類型 3、塑料容器尺寸公差的確定、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，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，查表然后根據(jù)所用材料，查表6- 21確定公差等級(jí)，再按確定公差等級(jí)，再按基本尺寸和所選用的公差等

22、級(jí)查表基本尺寸和所選用的公差等級(jí)查表6- 20，確定相應(yīng)，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。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。級(jí)精度要求高，一般不選用。第三節(jié)第三節(jié) 模塑容器的尺寸精度與表面質(zhì)量模塑容器的尺寸精度與表面質(zhì)量二、模塑制品的收縮率二、模塑制品的收縮率 （一）（一）成型收縮成型收縮 塑料容器在成型過(guò)程中，由于熱收縮、結(jié)晶收塑料容器在成型過(guò)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。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：成型收縮表示模具

23、尺寸與成型容器尺寸之差： x = A-B x: 成型收縮量；成型收縮量；A: 室溫下模具的直線尺寸；室溫下模具的直線尺寸； B: 室溫下塑料容器的直線尺寸。室溫下塑料容器的直線尺寸。1. 熱脹冷縮熱脹冷縮 成型過(guò)程是一個(gè)加熱與冷卻的過(guò)程，所以，按成型過(guò)程是一個(gè)加熱與冷卻的過(guò)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。系數(shù)成線性關(guān)系。 PS: 非結(jié)晶性塑料，其冷縮與密度無(wú)關(guān)。非結(jié)晶性塑料，其冷縮與密度無(wú)關(guān)。 Fig.5-5, 體積體積V與溫度與溫度T成線性關(guān)系，成線性關(guān)系， 溫度下降，體積溫度下降，體積 也下降。也下降。 P

24、E: 結(jié)晶性塑料，密度增大，膨脹系數(shù)隨溫度的結(jié)晶性塑料，密度增大，膨脹系數(shù)隨溫度的 變化速率降低，如變化速率降低，如Fig.5-6，溫度的影響逐漸，溫度的影響逐漸 變小。變小。2. 結(jié)晶收縮結(jié)晶收縮 如如Fig.5-7，塑料內(nèi)部結(jié)構(gòu)由不定型變?yōu)榻Y(jié)，塑料內(nèi)部結(jié)構(gòu)由不定型變?yōu)榻Y(jié) 晶態(tài)，塑料體積產(chǎn)生了變化，隨著溫度下降體積晶態(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。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)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(zhǎng)），而在冷

25、沿流道方向分子定向（拉長(zhǎng)），而在冷 卻過(guò)程中，被拉長(zhǎng)的分子恢復(fù)到原來(lái)的卻過(guò)程中，被拉長(zhǎng)的分子恢復(fù)到原來(lái)的 狀態(tài)，產(chǎn)生收縮。狀態(tài)，產(chǎn)生收縮。 片材：分子沿拉伸方向定向。片材：分子沿拉伸方向定向。4. 彈性恢復(fù)（記憶效應(yīng)）彈性恢復(fù)（記憶效應(yīng)） 塑件出模后，解除了制品壓力，制品恢塑件出模后，解除了制品壓力，制品恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)而產(chǎn)生彈性恢復(fù)。復(fù)到原來(lái)狀態(tài)而產(chǎn)生彈性恢復(fù)。 熔體（在成型壓力下壓縮），出模后體熔體（在成型壓力下壓縮），出模后體積長(zhǎng)大（但量?。７e長(zhǎng)大（但量?。?。 片材拉伸解除后縮?。看螅?。片材拉伸解除后縮?。看螅?。（二）成型收縮的主要影響因素（二）成型收縮的主要影響因素1. 成型工藝條

26、件成型工藝條件 加熱溫度加熱溫度 這一因素與其他因素相比，對(duì)成型收縮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)，各層料流之間的影響小，粒溫高，易流動(dòng)，各層料流之間的剪切作用?。ㄕ扯忍荻刃。?，分子定向程度剪切作用小（粘度梯度?。?，分子定向程度低，故收縮小。低，故收縮小。 成型力（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??；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(shù)脂的固化。對(duì)于結(jié)晶性塑料

27、，當(dāng)溫度降低到熔點(diǎn)以下就開(kāi)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.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(zhǎng)，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(guò)程的不同而異。對(duì)于非結(jié)晶塑料來(lái)說(shuō)，冷卻時(shí)間對(duì)收縮

28、率的影響不大，而結(jié)晶性塑料，若冷卻時(shí)間長(zhǎng)，結(jié)晶能夠充分進(jìn)行，結(jié)晶度增高，成型收縮率增大。但一般來(lái)說(shuō)，冷卻時(shí)間長(zhǎng)，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?yàn)楫?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，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(zhǎng)，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

29、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流道的斷面尺寸小，長(zhǎng)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(guò)若干小時(shí)后的尺 寸，由于時(shí)效時(shí)間長(zhǎng)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70-80%），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(guò)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

30、件強(qiáng)度好， 但收縮量增大。（三）模塑制品成型收縮率（三）模塑制品成型收縮率 1. 常用塑料的線收縮率常用塑料的線收縮率 式中：式中： S：模塑制品成型收縮率，；：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：模塑成型后，制品在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境放置24h 后的尺寸，后的尺寸，mm； LM：模具相應(yīng)尺寸，：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、模具與塑料三、模具與塑料容器的尺寸關(guān)系容器的尺寸關(guān)系 1、徑向尺寸、徑向尺寸

31、2、深度尺寸、深度尺寸 3、中心距尺寸、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，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、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?qū)ΨQ，加強(qiáng)筋和

32、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(guò)模具把誤差反映到成型的塑料制品上來(lái)。2尺寸誤差的構(gòu)成 塑料收縮率波動(dòng)引起的誤差塑料收縮率波動(dòng)引起的誤差ss隨制件隨制件尺寸增加成正比地增加；模具制造誤差引尺寸增加成正比地增加；模具制造誤差引起的誤差起的誤差zz隨制件尺寸增加成立方根增加；隨制

33、件尺寸增加成立方根增加；模具磨損引起的誤差模具磨損引起的誤差cc隨制件尺寸增加而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。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，于模具成型部件的制造精度。為了可靠，塑件設(shè)計(jì)時(shí)選用的公差塑件設(shè)計(jì)時(shí)選用的公差必須大于成型的必須大于成型的最大公差最大公差，即，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(jiàn)的表面缺陷有：凹陷、氣孔、斑紋、 剝層、燒焦、翹曲、無(wú)光澤、顏色不均、 龜裂及飛邊等。 第四節(jié)第四

34、節(jié) 中空吹塑容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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，mm； DP：型坯最大尺寸，mm。 PRDDB1、吹脹比、吹脹比 第三節(jié)第三節(jié) 注射和模壓成型容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注射和模壓成型容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2、延伸比、延伸比 容器的長(zhǎng)度與型坯長(zhǎng)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(zhǎng)度，mm； b：型坯長(zhǎng)度，mm。 bCSR3、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

35、，保證不同的徑向尺寸按同一吹脹比吹脹成型(見(jiàn)圖655)。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，mm； DK：機(jī)頭口模直徑，mm。%100KKPDDDS 機(jī)頭的芯軸（模芯）直徑由下式確定：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，mm； DK：機(jī)頭口模直徑，mm； W：中空容器質(zhì)量，kg； ：聚合物密度，gcm2； L：中空容器長(zhǎng)度，mm。 LWDDKX32104101 ?？诘拈g隙尺寸由下式確定：模口的間隙尺寸由下式確定： 式中：式中：G：?？陂g隙，

36、：?？陂g隙，mm； t：中空容器壁厚，：中空容器壁厚，mm； BR：吹脹比；：吹脹比； S：膨脹率。：膨脹率。 2XKDDG三、吹塑模具型腔尺寸三、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?chē)?yán)格，中空吹塑容器的外形及尺寸要求并不很?chē)?yán)格，但對(duì)容器瓶口的成型（或是表面設(shè)計(jì)有圖案、花但對(duì)容器瓶口的成型（或是表面設(shè)計(jì)有圖案、花紋的容器，有定量要求的容器等），必須考慮成紋的容器，有定量要求的容器等），必須考慮成型收縮率的影響。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(jiàn)表與收縮率之和。常用塑料吹塑成型的收

37、縮率見(jiàn)表6-336-33。 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(jiàn)吹塑容器截向有圓形、正方形、長(zhǎng)方形、三角形、橢圓形、球形及異型等。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(guò)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(guò)渡結(jié)構(gòu)。三角界面設(shè)計(jì)成球面過(guò)渡。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

38、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(jiàn)圖6-67)。 容器表面的凹凸棱邊、階形面、文字標(biāo)記和花紋圖案等、應(yīng)設(shè)1/15的脫模斜度，方便開(kāi)模。 2）剛性結(jié)構(gòu)五、吹塑容器設(shè)計(jì)實(shí)例五、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

39、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、常見(jiàn)多層吹塑結(jié)構(gòu)示例 1）HDPE/LDPE 2）PC/EVOH/PC 3）PC/黏合樹(shù)脂/EVOH/黏合樹(shù)脂/回收料/PC 注射注射拉伸拉伸吹塑示意圖吹塑示意圖（a)a)型胚成型；型胚成型；(b)(b)型胚加熱；型胚加熱；(c)(c)型胚拉伸；型胚拉伸；(d)(d)吹塑成型；吹塑成型；(e)(e)脫模脫模1 1、注塑機(jī)；、注塑機(jī)；2 2、熱流道；、熱流道；3 3、冷卻水孔；、冷卻水孔；4 4、加熱體；、加熱體；5 5、模芯加熱；、模芯加熱；6 6、型芯棒型芯棒第五節(jié)第五節(jié) 熱成型塑料容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)熱成型塑料容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、特點(diǎn)一、特

40、點(diǎn) 1 1、優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn) 2 2、缺點(diǎn)、缺點(diǎn) 3 3、適用范圍、適用范圍 二、熱成型常用材料二、熱成型常用材料 三、熱成型塑料容器的結(jié)構(gòu)特征三、熱成型塑料容器的結(jié)構(gòu)特征第五節(jié)第五節(jié) 熱成型塑料容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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、材料特性和工藝的限制 2、容器角部的過(guò)渡圓弧限制、容器角部的過(guò)渡圓弧限制 3、容器的側(cè)面的局部結(jié)構(gòu)限制、容器的側(cè)面的局部結(jié)構(gòu)限制 4、脫模斜度限制、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)、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、熱成型塑料容器的限制四、熱成

41、型塑料容器的壁厚四、熱成型塑料容器的壁厚 1、壁厚特征、壁厚特征 2、片材厚度的計(jì)算、片材厚度的計(jì)算五、熱成型塑料容器的尺寸精度五、熱成型塑料容器的尺寸精度 第六節(jié)第六節(jié) 其它成型方式的塑料容器與制品其它成型方式的塑料容器與制品 一、滾塑成型容器一、滾塑成型容器 二、泡沫塑料包裝制品二、泡沫塑料包裝制品 三、塑料包裝袋三、塑料包裝袋 四、鈣塑瓦楞箱四、鈣塑瓦楞箱 五、復(fù)合軟管五、復(fù)合軟管 六、泡罩包裝六、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、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(guò)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？