浅谈中空吹塑制品常见问题及解决方案

时间：2020-02-22作者：常州市塑料厂有限公司浏览：180

以下为本公司品管部宋经理在2018塑料中空制品行业市场与技术交流会上的发言稿：



诸位行业**、*：

大家好！

中空吹塑成型技术是塑料加工常见技术之一，吹塑制品广泛应用于各行各业中，容器、薄膜、饮料瓶、玩具...可以说中空制品已经融入了我们的生活。本文将就中空吹塑产品容易出现的质量问题进行汇总，并简要阐述解决方案，以供探讨。

首先，中空吹塑产品遇到的**个问题通常是制品质（重）量波动大，该问题产生的原因主要有以下几点：（1）型坯突然变化；（2）原料混合不均匀；（3）进料段堵塞或架桥，造成挤出量不稳；（4）挤出机转速不稳定。针对上面的几点问题，我们可以通过如下方法加以排查和解决：检查、维修壁厚控制装置，使型坯控制更稳定；采用恰当的原料拌合装置，适当延长拌合时间，使原料各组分拌合均匀；检查进料口处是否有块状物或其他异物堵塞了进料口；适当降低进料口温度，避免“搭桥”现象的发生；检查挤出机电机是否异常、电机与变速箱联结是否松动、打滑，保证稳定的螺杆转速。与此同时，我们还需定期对电子秤进行校验，避免计量器具的波动影响质量判断。

部分中空吹塑制品被用于盛装液体，期间经常会遇到容量不达标的情况，模具设计尺寸错误；制品收缩率过大，导致制品尺寸缩小；制品壁厚过厚或制品壁厚不均匀，导致制品变形、凹瘪；吹胀压力过小，制品没有吹胀到设计尺寸等都是容积不达标的原因。而我们可以通过修理改进模具，先在理论上符合容积要求；再更换收缩率较小的原料，适当延长吹气时间，降低模具冷却温度，使成品尺寸收缩率尽可能降低；调节壁厚控制器，使壁厚分布均匀，解决个别部位凹瘪、变形的问题；适当调整吹气时间，使制品外形符合设计初衷；或者适当提高吹气压力等方式来进行解决。我公司在生产对容量有很高要求的某产品时，遇到了容量**标、容量不达标问题反复出现的情况，该产品外观如下图：

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            图1 原型品           图2 **改进              图3 二次改进

图1为本次改进产品原型，我们通过对把手结构的改进（图2），将吹塑把手改为注塑把手，不仅提高了原料利用率也降低了成型难度。但是**次改进存在桶体灌装溶液后胀大的问题，于是我们在产品中体增加了加强筋（图3），**、二次改进产品容量及尺寸检测见表1：

表1

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    由上述图表我们可以很清晰的看到：通过对桶体加强筋的改进，有效缓解了桶注水后尺寸膨胀的问题；通过对桶体壁厚、重量的微调，同时满足了客户**尺寸、容量达标的质量要求。

通过上面的案例，我们简单了解了尺寸与容积的关系，原料收缩率太大；制品壁厚过厚；模具温度太高；熔体温度太高；吹塑压力不足；吹塑定型时间太短等情况都会导致制品尺寸**出标准范畴的问题，我们可以通过选用收缩率较低的树脂；适当减少壁厚，尽量使壁厚分布均匀；适当降低模具温度；适当降低熔体温度；适当提高吹塑压力；适当延长定型时间等方式加强对制品尺寸的管控。图4产品对尺寸要求较高，但不同的是，该产品控制尺寸为内径，而在中空吹塑过程中，无法直接对如此大口径产品进行定型，只有通过调整恰当的工艺时间、制品壁厚、选用合适的原料，甚至于使用模外定型进行控制，以满足质量要求。

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图4

制品外观是客户对制品质量的**印象，制品表面有黑点、黑线问题大部分是由于温度设定不恰当，原料碳化；蓄料器或机头流道内堆积的碳化物被带出；原料内有异物所导致的。通过适当降低加工温度；清理流道系统，或降低注射压力；净化原料、及时清理过滤板等措施可有效解决该类问题。除黑点黑线外，注射压力过高；壁厚控制器壁厚跟踪不准确；口模粗糙等问题会造成型坯挤出时遇阻，导致制品表面有横向条痕。可通过适当降低注射压力；检查维修壁厚控制器，或重新设定型坯壁厚，减缓壁厚变化波动；清理、抛光口模等方式进行解决。与此同时，口模处有异物；模套或模芯边缘有毛刺或缺口；蓄料器或机头内有异物等情况会造成制品表面有纵向条痕，我们需要清理口模；修整模芯模套；清理蓄料器、机头，或适当提高注射压力，用熔融物料将异物带出，从而进行解决。

制品壁厚是对产品质量影响较大的因素之一，当出现制品壁厚不均匀或某处壁厚过薄的问题时，我们要及时对以下原因进行分析：①机头口模间隙调整不当，型坯挤出时歪斜；②模具与机头中心不一致；③型坯挤出时下垂；④挤出型坯长短波动大；⑤型坯吹胀比过大；⑥模具设计不合理；⑦模具温度分布不均匀。并及时通过①根据壁厚分布情况调整口模间隙；②调整机头位置或调整模具安装位置；③适当提高挤出速度或合模速度，选用熔体流动速率低的原料；④检查料斗有无堵塞或架桥，若使用不同牌号的混合料，尽量拌和均匀；⑤适当降低吹胀比；⑥重新改进模具；⑦根据产品特性，适当调整不同部位模具冷却温度等方式进行解决，另外，原料在熔融状态下的延展性能也是我们必须考虑的问题。在未彻底解决问题前，应避免批量生产，以免质量问题的扩大。

密封只是一个程度的问题，而不是**的。目前，采用较多的密封方式主要有3种，分别是内盖密封、密封圈密封、垫片密封，这三者各有优劣，内盖密封效果略差，但稳定耐用；垫片密封较好，但反复利用率略差；密封圈密封性能较好，但在设计时需注意干涉、摩擦等问题。在进行密封方式选择时，还需对材质、密封能力、密封时效等多个问题进行综合考虑。常见密封失效的原因如下：①制品密封部位平面或内壁差；②制品密封面高度前后左右有偏差；③密封材质与内容物发生化学反应；④密封器与口部配合不当。我们可通过调整密封部位平面或内壁，使其平整；调整高度偏差，使接触面高度一致；选用恰当的密封材质，避免内容物腐蚀；调整密封器与口部的配合等方式进行解决。图5是一种密封圈密封方式的剖面图，图6是一种垫片密封方式的剖面图，通过对密封状态的研究，有助于提高对密封失效的预防，而在研究过程中，我们需要注意，实践才是检验理论的一途径，过于相信理论会导致很难生产出合格产品，过于依赖经验则不易发现潜在问题。

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             图5 一种密封圈密封                 图6 一种垫片密封

产品在装运过程中，一定会碰到堆码、运输的问题，在运输过程中，若产品不慎从高处跌落，则很容易发生破裂问题，通常破裂问题是由于壁厚调整不恰当；成型温度设定不恰当；原料牌号选用不合理；模具设计不合理等原因导致的。通过重新调整制品壁厚，加强受力处的壁厚控制；重新设定成型温度，过高会导致原料分解过低会导致塑化不良；重新选用适用的原料牌号；对产品结构进行改进等方式可解决跌落性能差的问题。与此同时，若壁厚调整不恰当；原料牌号选用不合理；模具设计不合理会致使产品堆码性能差，影响产品的运输，通过重新调整制品壁厚，加强受力处的壁厚控制；重新选用适用的原料牌号；对模具进行改进，根据需要加加强筋等方式可进一步提高产品堆码性能。图7、8是新旧两种堆码桶的示例图，改进桶型中加强筋的加入进一步提高了产品堆码性能。在进行堆码性能改进时，将中空容器看做一个壳体结构进行研究，相对会简化研究过程。通常情况下，在产品结构已经确定的情况下，跌落性能与堆码性能是相辅相成而又相互对立的，我们需在其中找到合适的平衡点，以满足堆码性能佳、跌落性能好的要求。

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                       图7 原堆码桶型                       图8 改进堆码桶型

最后，随着产品使用条件的不同，产品的耐环境应力开裂性能越来越被重视，原料牌号选用不恰当；模具设计不合理成型温度不恰当，造成应力集中等原因都会导致产品的耐环境应力开裂性能差。通过选用适当牌号的原料；对模具进行改进，尤其是尖锐转角处；设定适当的成型温度，并对壁厚进行调整，避免应力集中问题等方式可进行解决。环境应力开裂问题由于其特殊性，很难在生产过程中及时发现，待检测发现时可能损失已经造成，因此必须在生产初期考虑好该问题。在选材时，尽量选用分子量分布较宽、支化度较高的材质；在模具设计时，尽量避免尖锐转角等应力易集中结构；在工艺设定时，设定合适的温度与冷却速率。大部分原材料生产商都会提供原料的F50时间，该数值可有效反映原料的耐环境应力开裂性能，但实际生产时，该数据仅能作为参考，不能过分依赖。

吹塑制品生产过程中会出现各种各样的状况，本次仅仅是挑选了几个成品较容易发生的问题进行探讨，提出几个不成熟的解决方案供大家参考，原料、设备、塑化、成型等吹塑制品生产的各个方面、每个细节都值得我们深入进行研究。以上仅为个人的浅薄之见，敬请行业**、*的批评、指导，感谢诸位的聆听，谢谢大家！


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