吹塑成型是塑料加工的重要方法之一,其原料有高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、硬聚氯乙烯、軟聚氯乙烯、纖維素塑料、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯和聚酯等。吹塑成型加工的方法有擠一吹成型,注一吹成型和雙向拉伸吹塑成型等。吹塑容器在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮吹脹比、延伸比、垂直載荷強(qiáng)度、容器剛性、支承面、瓶口螺紋、形狀和外表面等。
1.吹脹比與延伸比
吹脹比指塑件最大直徑與型坯直徑之比。該比值要選擇適當(dāng),過大會使塑件壁厚不均勻,加工工藝條件不易掌握。一般吹脹比取2:1~4:1,但常用2:1。
在延伸吹塑中空塑料中,塑件長度與型坯長度之比叫延伸比。如圖39所示。延伸比的選擇十分重要。延伸比確定以后,型坯長度就確定了。
垂直載荷強(qiáng)度:對于塑料瓶來說,它必須經(jīng)受來自多方面的垂直載荷,其中首當(dāng)其沖的是來自加料嘴和壓蓋機(jī)構(gòu)的壓力。
強(qiáng)度上的潛在易損因素是瓶肩上的傾斜角。如圖40所示。例如,高密度聚乙烯吹塑瓶,其傾斜角在瓶肩長度(L)為12.7mm時(shí)至少應(yīng)超過12°;瓶肩長度(L)為30.8mm時(shí)就為30°。不同樹脂不同重量,瓶肩造型也不同。另外,在瓶體與瓶肩接合部位,只要允許就盡可能采用較大的彎曲半徑(R),這樣由于降低了轉(zhuǎn)折部分的應(yīng)力,從而提高了瓶子的垂直強(qiáng)度。
2 瓶身結(jié)構(gòu)
瓶底結(jié)構(gòu)對瓶身強(qiáng)度也有明顯的影響,瓶身與瓶底轉(zhuǎn)折處的銳角將削弱瓶子的垂直強(qiáng)度。因此,為了均勻地傳遞垂直載荷,瓶底角隅應(yīng)采用大曲率漸彎。如圖41所示。
瓶身結(jié)構(gòu);對于帶有皮紋或皺折的瓶體,降低了瓶子垂直載荷強(qiáng)度,但能提高瓶身的剛度。如圖42所示;高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)如圖43所示。商標(biāo)區(qū)與非商標(biāo)區(qū)的過渡采用漸變形式則垂直強(qiáng)度高,但商標(biāo)區(qū)不明顯;如采用突變形式,商標(biāo)區(qū)雖然明顯,但徑向突變會導(dǎo)致嵌縫,隨之應(yīng)力開裂。
瓶頸不在瓶子中心,而偏向于一側(cè),則會形成偏頸結(jié)構(gòu)。如圖44所示。這種瓶型在瓶肩處形成拱形及錐形。當(dāng)灌裝時(shí),瓶頸將向后傾斜。這種結(jié)構(gòu)給灌裝、封裝和堆碼帶來一系列不便。但設(shè)計(jì)得當(dāng),拱形結(jié)構(gòu)可以很容易地調(diào)整瓶子的平衡。
剛度:在一些輕量瓶的設(shè)計(jì)中,裝飾性花紋并不僅僅是由于造型和裝潢上的需要,從結(jié)構(gòu)上來說,也是為了提高容器的剛度。例如,在圓形瓶中,瓶身上的溝槽增加了瓶子的剛度;在橢圓形的瓶身上,增加一些裝飾性水平鋸齒狀花紋可以提高容器剛度;在異形瓶中,可以采用設(shè)計(jì)一些壓花紋和漂亮的圖案提高其剛度。如圖45所示。
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