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PET瓶吹塑设备及加工工艺概述 吹塑瓶可分为两类，一类是有压瓶，如充装碳酸饮料瓶；另一类为无压瓶，如充装水、茶、油等瓶。茶饮料瓶是掺混了聚萘二甲酸乙二酯(PEN)改性瓶或和热塑性聚芳酯复合瓶，在分类上属热瓶，可耐热80以上；水瓶则属冷瓶，对耐热性无要求。在成型工艺上热瓶和冷瓶相同。笔者关键讨论冷瓶中有压饮料瓶成型工艺1 设备伴随科技不停进步和生产规模化,吹瓶机自动化程度越来越高，生产效率也越来越高。设备生产能力不停提升，由以前每小时生产几千个瓶发展到现在每小时生产几万个瓶。操作也由过去手动按钮式发展为现在全电脑控制，大大降低了工艺操作上难度，增加了工艺稳定性。现在，注拉吹设备生产厂家关键有法国SIDEL企业、德国KRONES企业等。即使生产厂家不一样，但其设备原理相同，通常均包含供坯系统、加热系统、吹瓶系统、控制系统和辅机五大部分。2 吹塑工艺瓶吹塑工艺步骤。 影响瓶吹塑工艺关键原因有瓶坯、加热、预吹、模具及环境等。2.1 瓶坯制备吹塑瓶时，首先将切片注射成型为瓶坯，它要求二次回收料百分比不能过高(5以下)，回收次数不能超出两次，而且分子量及粘度不能过低(分子量31000-50000，特征粘度0.78-0.85cm3g)。注塑成型瓶坯需存放48h以上方能使用。加热后没用完瓶坯，必需再存放48h以上方能重新加热使用。瓶坯存放时间不能超出六个月。瓶坯优劣很大程度上取决于材料优劣，应选择易吹胀、易定型材料，并制订合理瓶坯成型工艺。试验表明，一样粘度PET材料成型瓶坯，进口原料要比国产料易吹塑成型；而同一批次瓶坯，生产日期不一样，吹塑工艺也可能有较大差异。瓶坯优劣决定了吹塑工艺难易，对瓶坯要求是纯洁、透明、无杂质、无异色、注点长度及周围晕斑适宜。2.2 加热瓶坯加热由加热烘箱来完成，其温度由人工设定，自动调整。烘箱中由远红外灯管发出远红外线对瓶坯辐射加热，由烘箱底部风机进行热循环，使烘箱内温度均匀。瓶坯在烘箱中向前运动同时自转，使瓶坯壁受热均匀。灯管部署在烘箱中自上而下通常呈区字形，两头多，中间少。烘箱热量由灯管开启数量、整体温度设定、烘箱功率及各段加热比共同控制。灯管开启要结合预吹瓶进行调整。 要使烘箱愈加好地发挥作用，其高度、冷却板等调整很关键，若调整不妥，吹塑时易出现胀瓶口(瓶口变大)、硬头颈(颈部料拉不开)等缺点。PET注坯及吹瓶工艺关键点公布：-6-4 17:13:53来自：模具网浏览： 218 次PET在饮料包装领域应用推进了饮料包装业高速发展。和此同时，饮料包装业发展也为PET应用提供了发展空间。严格控制PET注坯及吹瓶工艺是确保PET瓶外观和其经济性关键。 PET特征 PET是乙二醇和对苯二甲酸缩合产物，是饱和热塑性聚合物。PET分子有线性和半结晶状态。 生产PET最简单过程，就是对苯二甲酸和乙二醇反应形成单体（酯化），然后缩聚成长链聚合物PET。聚合度随温度和压力而改变。 PET和很多塑料一样，加工过程中有三态改变，即玻璃态、高弹态、粘流态。其中包含到三个温度转变：玻璃化温度Tg、结晶温度Tc、熔点Tf。 从无定型玻璃态到橡胶态转变叫玻璃化转变，它表示长链段开始运动。外部加热能够增加分子（链节）自由度，在玻璃态凝固分子现在能够移动了。玻璃态转变依靠于PET形态。当特征粘度（IV）高时结晶较显著，分子链自由度受到限制，同时Tg较高。 伴随温度升高逐步产生局部球晶，造成局部分子链因分子间力而重排，即结晶。对PET而言，最大结晶度约55%，该极限是由芳香环重排缓慢造成，所以说该芳香环妨碍晶区形成。 假如TTc，PET粘度妨碍链段向有序运动（不许结晶）；TTc，热作用妨碍无定形区形成（趋向结晶）。 熔点Tf即全部晶体解体时温度。 PET干燥 水解 固体PET极易从空气中吸湿。储存时，PET会吸湿直至和环境条件饱和。饱和值可高达0.6%重量份。通常，PET在供给商处发货时，其含水率低于0.1%重量份。为了取得最好产品性能，有必需把含水率降低到0.004%，最好熔化前是30ppm。 树脂中若含有水分，即使很低也会引发一系列反应： 当温度高于PET熔点（约250）时，水会很快地引发聚合物降解（因为水降解造成化学链被切断），这么就会降低分子量，降低表观粘度及相关物理性能。实际上，水解在较低温度下（如150）就开始发生，不过速度较低，其速度随温度升高而升高。在干燥和成型条件下，IV降低不能大于0.02dl/g。粘度太大下降，会造成结晶速度增加，对瓶坯透明度不利，并造成瓶子机械性能下降，承载强度和冲击强度下降。 热降解 温度对干燥PET影响很复杂，它不仅影响水气扩散速度，还对干燥时化学过程有影响，所以最终会影响树脂性能。考虑潜在水解和热过程是很必需，如前所述，伴着IV下降，水解速度在150以上时加紧，因为热转变过程比扩散过程快，干燥时温度过早提升是不利。 一样，即使大部分水气能够抽走，不过过高温度（如高过180）将造成热降解和热氧化（在空气干燥系统中），这么，聚合物链断裂，还释放出副产品物质，造成物理性能下降。 副产品中有AA成份，物理性能改变会在瓶坯上表现出来，如雾状结晶、IV下降、产品发黄等。 PET干燥机干燥原理和基础性能 在带干燥剂床干燥器中，空气先被吸收湿气干燥剂吸湿，一个热空气鼓风机将干燥热空气压至斗中。回风又经过干燥剂干燥循环，被加热后，干燥剂释放出水气，冷却后又吸收湿气。所以，必需将两条分离气路最小化，并有干燥剂存在。 PET干燥机系统简图在该闭环系统中，干燥机组件要用密封管连接至料斗。主料斗圆柱形长径比约2：1，必需绝热，确保能量。干热空气流过充压料斗和分流芯（分流芯是保护料道和空气流道）， 料斗顶部关闭，有一根回风管通到干燥机组件，在环路上过滤器确保干燥剂不被污染。鼓风机将空气鼓至干燥剂床，在那里干燥，直接进入加热筒，最终进入料斗。同时，一只独立风机和加热器对干燥剂进行再生。 当再生后干燥剂冷却下来后，又被切换到干燥系统中去干燥空气流。 常见问题 有效操作系统应该是干燥条件轻易达成、故障最少，但下述区域必需控制： 1、空气过滤器 例行过滤器清洁是必需。过滤器保护干燥剂床不受灰尘污染。要十分小心，不要损伤过滤器，不然，干燥剂床效率将受到影响，造成干燥器效率下降。 2、冷水器故障 假如阻塞或机械不灵，冷水机失效，将限制干燥剂再生能力，造成高露点，不干燥。 3、加热器失效 空气加热器失效将造成：不能达成正确干燥温度或不能达成正确干燥剂再生温度。 4、周围空气进入 较干燥空气而言，周围空气很潮湿。假如让周围空气进入干燥器或切片处理系统，将影响露点和干燥效率。所以，假如干燥器组件被拆下修理，必需小心地安装，有适宜密封圈，并检测是否泄漏。 5、干燥机工艺控制 必需仔细控制两个关键参数：空气干燥温度和空气干燥露点。温度和露点检验必需有规律地进行。 可靠干燥过程中关键条件 1. 正确干燥温度：切片温度必需达成170180，理想是在干燥器出口处测量175。 2. 正确除湿温度：不能超出190200，在干燥器入口处测量。 3. 正确除湿空气露点：露点不能高于-30，最好是低于-40，在干燥器出口处测量。 4. 适宜除湿空气流速：大部分干燥器能力是约1立方英尺/小时/磅切片，这是最低需要。很显著，气流必需是在正确温度和露点下。 5. 切片滞留时间（干燥时间）：PET绝对滞留时间推荐大于4小时，最好是68小时。这是经过理论计算出来。 6.尤其注意：要遵守干燥器制造商操作说明。 干燥机计划维护 每日检验： 干燥空气露点控制器； 适宜干燥温度检验； 检验后冷却器前后回风温度； 检验料斗里料位，即加载操作； 清洁回风过滤器，其它过滤器。 每七天检验： 检验气流露点； 检验再生空气温度； 清洁后冷却器过滤器，确保有适宜水流抵达冷却器； 检验是否有泄漏； 更换旧管、破损管。 注意：干燥是最关键工艺步骤，不按正确标准满足工艺要求就不能处理以后过程中问题。 成功干燥PET关键是： 仔细留心，良好维护，遵守干燥器制造商和树脂供给商提议。 PET瓶坯成型 瓶坯成型过程中，最好条件是以尽可能低温度、尽可能短时间，快速均匀并完全熔融，最大程度保持IV少下降，尽可能少产生AA，尽可能透明。和之相关工艺条件有： 温度 成型温度是指料筒、热流道温度。成型过程中热量只有30%是来自外部加热，70%是来自于内摩擦热，所以除了适宜加热外，还要用好剪切热。 注射和保压 注射是为克服流道中阻力，将熔料填充到模具中。对瓶坯来说，最好有三段速度和压力，依次递减。 注射速度太慢，剪切不够，充满前就冷却了，造成产品不饱满或欠注；太快，模腔内排气不及，造成充不满，缩水，AA高。 保压有两个关键作用：预防熔料倒流和确保在压力下冷却（提升冷却效果）。太高会造成充填过量及胀模等，内应力会较高，还可能结晶。太低会造成缩水，瓶坯变形（冷却不够），浇口问题如针孔，气泡等，因为浇口处冷却速率下降。保压时间也要适宜，太短也会造成针孔，拉丝等。 释压 释压是为了降低热流道内压力，预防浇口堵塞，针阀动作不灵活等。但太过则会造成缩水、拉丝、针孔等。 背压 背压是在油马达带动螺杆旋转过程中液压系统经过螺杆施加给熔料捏协力。作用：加强PET塑化，消除气泡。刚开机时能够调到0，等瓶坯出齐后慢慢往上加，加到瓶坯中无气泡或疤点时背压是适宜背压。过高剪切作用就太强，会出现成型不良、堵浇口、热解等问题。 缓冲区 缓冲区是每次注射完成后螺杆头前面余量，过少会造成成型不良，过多会造成PET分解。通常是从少往大慢慢调，到瓶坯不发雾或结晶时量为适宜。 冷却 PET不透明，而瓶坯之所以透明，靠就是冷却。冷却不好将降低瓶坯冷却速率，会造成缩水、瓶坯变形和影响循环时间，为避免此情况，要做好：水质处理，定时清理水道，检验水流量及水压，型芯及型腔拆洗等。 PET瓶坯型常见问题和处理方案 吹瓶 吹瓶过程 吹塑过程是一个双向拉伸过程，在此过程中，PET链呈双向延伸、取向和排列，从而增加了瓶壁机械性能，提升了拉伸、抗张、抗冲强度，并有很好气密性。即使拉伸有利于提升强度，但也不能过分拉伸，要控制好拉伸吹胀比：径向不要超出3.54.2， 轴向不要超出2.83.1。瓶坯壁厚不要超出4.5mm。 吹瓶是在玻璃化温度和结晶温度之间进行，通常控制在90120度之间。在此区间PET表现为高弹态，快速吹塑、冷却定形后成为透明瓶子。在一步法中，此温度是由注塑过程中冷却时间长短决定（如青木吹瓶机），所以要衔接好注吹两工位关系。 吹塑过程中有：拉伸一次吹二次吹，三个动作时间很短，但一定要配合好，尤其是前两步决定了料总体分布，吹瓶质量好坏。所以要调整好：拉伸起始时机、拉伸速度、预吹起始和结束时机，预吹气压力，预吹气流量等，如有可能，最好能控制瓶坯总体温度分布，瓶坯内外壁温度梯度。 在快速吹塑、冷却过程中，瓶壁内有诱导应力产生。对充气饮料瓶来说，它可抗内压，有好处，但对热灌装瓶来说就要确保在玻璃化温度以上让它充足释放。 常见问题和处理方案 1. 上厚下薄：延后预吹时间，或降低预吹压力，降低气流量。 2. 下厚上薄：和上述相反。 3. 瓶颈下有皱折：预吹太晚或预吹压力太低，或此处坯冷却不好。 4. 底发白：瓶坯太冷；过分拉伸；预吹太早或预吹压太高。 5. 瓶底有放大镜现象：瓶底料太多；预吹太迟，预吹压太低。 6. 瓶底里面有皱折：底部温度太高（浇口处冷却不好）；预吹太晚预吹压力太低，流量太小。 7. 整个瓶混浊（不透明）：冷却不够。 8. 局部发白：过分拉伸，此处温度过低，或预吹太早，或碰到拉伸杆了。 9. 瓶底偏心：和瓶坯温度、拉伸、预吹、高压吹等全部可能相关系。降低瓶坯温度；加紧拉伸速度；检验拉杆头和底模间间隙；延后预吹，减小预吹压力；延后高压吹；检验瓶坯是否偏心。塑料瓶新型短瓶颈结构显著降低生产成本公布：-6-4 17:14:08来自：模具网浏览： 77 次对于塑料瓶而言，最大程度地节省材料，除了可针对瓶体本身之外，瓶颈和瓶盖设计全部是不可忽略组成部分，但尤其关键是不要忘记在改变瓶颈设计同时确保或改善瓶型对现有生产线适应性，必需考虑到和现有预成型设备、吹塑设备和罐装设备最大程度兼容。 短瓶颈技术 为了尽可能降低PET瓶材料成本，众多企业陆续推出各自短瓶颈技术。大量技术让加工商常常无所适从：应该选择哪一个为我所用？但有一点是显而易见：在选择瓶型时节省材料并不是唯一需要考虑原因。 首先短瓶颈表面和现有瓶颈结构最大兼容很关键，这将直接影响现有预成型工具、吹塑模具和罐装和封盖生产线。 瓶盖设计教授瑞士EschlikonCorvaglia 设计短瓶颈是现在唯一保持了防盗环到顶端（tamper band）距离和改善前一致短瓶颈。这意味着现有夹紧装置能够直接应用于新瓶罐装。而且，PCO Corvaglia 高度也和三头螺纹26.8mm“Alaska”瓶嘴一致。在同一条生产线上，从现有Alaska瓶切换到PCO Corvaglia所需工作很简单。 瓶盖密封性能也是不可忽略一个关键方面。在热带国家，可能路面情况很差，对于填充了大量CO2软饮料或矿泉水要求瓶盖含有优异密封性能。PCO Corvaglia是唯一在短瓶颈上完成两圈以上螺纹瓶型设计，其密封性能显然不是其它瓶颈结构，如有只有一圈螺纹所能够相提并论。另外，PCO Corvaglia表面能够适应不一样规格瓶型和不一样形式瓶盖。 对于加气饮料，打开瓶盖时内部压力释放也应该是一个受控过程，必需避免瓶盖飞出伤害消费者。在此，PCO Corvaglia744单头螺纹又一次表现出其优越性。而其它短瓶颈结构通常全部少于两圈螺纹，而且采取两头或三头螺纹存在更大喷出风险。 节省材料 和标准PCO28相比，PCO Corvaglia短瓶颈每个瓶颈能够节省1.5gPET原料。另外，瓶盖能够节省0.7-1.2g原料。Corvaglia能够提供三种应用PCO Corvaglia瓶颈瓶盖设计。最轻一款只有1.8g，用于不加气水或饮料；2g和2.3g瓶盖用于加气饮料，其中2.3g用于加气较多饮料。以目前原材料价格计算，使用这一技术在瓶子和瓶盖上节省原料量大约每1000个瓶子能够节省2.9-3.5欧元。 装盖设备能够全效生产 因为防盗环和螺纹短距离设计，只有PCO Corvaglia能够使用PCO 28或PCO 19瓶颈防盗环设计。而其它短瓶颈设计通常全部会受到一些限制，比如，为了不影响封盖性能需要使用折叠防盗环等。 本文版权由雅式持有，如欲转载，请注明出处：“PET吹瓶公布：-6-4 17:13:47来自：模具网浏览： 117 次PET吹瓶过程中节能 Krones作为PET瓶全套处理方案业界领先者之一，对于PET瓶加工不一样步骤节能控制全部有深刻体会。 加热中节能 在拉伸吹塑工艺中，首先，最好间隔一定时间就更换灯；其次，需要检验灯和型坯距离，从而可将加热用能量费用降低。研究表明：旧灯（使用约11,000小时后）比新灯多花费高达30%能量，所以，对灯常常性检验和立即更换是明智。第二个节省费用要素是灯和型坯间距离。在Krones新提出灯案例中，灯是紧靠着型坯放置。这种新塑化炉标准，能够促进在加热过程中降低近10%能量消耗。 将吹塑工艺成本消费减至最小 在吹塑过程中，降低死角空间体积也可降低相关消费成本。依据加工工程学，将500ml到250ml容器阀区和吹塑喷嘴体积缩小不会产生任何缺点，因为用于流动横截面面积仍是相同。这个区域缩小是Contiform机械一个标准特徵，而且对于已经安装拉伸吹塑设备也能够进行更新。将必需充满压缩气体容积缩小，气体消耗成本可节省7%以上（在500ml容器时可高达25%），这一点取决于相关容器尺寸。 空气再利用 在吹塑中另一个显著降低成本做法是利用Air Wizard来再利用空气，这包含3或4个阶段。假如将最终吹塑空气再用于预先吹胀中，能量成本可降低约9%。假如这一再利用不仅仅用于预先吹胀中，还用于拉伸话，能源节省可达成22%。假如反覆利用空气再回喂到操作空气网络中，能源节省能够达成30%。假如将再利用空气直接回喂到压缩机中，十二个月能量成本甚至能够降低40%。 操作Contiform机械用户，从S系列开始， 全部能够经过更新降低死角空间体积，显著地降低操作费用PET瓶重量越来越轻 在PET瓶生产过程中，降低瓶子重量不只意味着原料成本降低，同时在加工过程中多种能源消耗也能够显著降低。 十二个月前，PET Engineering企业生产出10克单次服务瓶。今天，该企业为Brau Beviale又提供了一个更轻处理方案：一个100ml瓶子只有5g重。这个专为乳类和功效性饮料设计新容器，是PET Engineering企业和合作伙伴，加拿大赫斯基注塑技术企业、美国Invista企业和Sleever International联合设计。这一工艺使得花费原材料显著降低，且一些产品需要高性能抗氧化剂需求也得到优化。 该产品是一个高性能瓶子，含有很好视觉冲击力，且经过采取适宜衬套就能很轻易地实现定制化生产。这一单剂量瓶相对于现在巿场上相同容器来说，重量轻了2g左右，从而降低了生产费用，并降低容器对环境影响。 这个容器设计最关键是瓶坯设计，由Husky企业和PET Engineering企业联合进行，从而使重量减至最小，而维持优异技术性能。 这个新单剂量瓶设计成两种版本：一个是用PET树脂，另一个用是PolyShield PET树脂。 因为乳饮料单剂量瓶优异性能和降低生产成本，该瓶将有望替换巿场上广泛使用HDPE瓶塑料挤出吹塑冷却阶段温度场有限元分析公布：-6-4 17:13:20来自：模具网浏览： 51 次挤出吹塑过程可分为三个关键步骤：型坯成型；夹持及吹胀型坯；冷却制品。对于厚度尺寸中等制品，所需冷却时间约占整个成型周期60，对于厚壁制品更是高达90%。冷却时间太长将降低生产效率；冷却时间太短，制品出模后和空气对流冷却过程相对缓慢，造成制品各部分收缩率有较大差异，最终制品翘曲过大。不一样冷却速率会影响制品内部微观形态演化和最终残余应力分布，从而影响制品使用性能。对挤出吹塑冷却过程温度场进行数值模拟，能够分析制品不一样部位温度随时间改变和制品壁厚分布，这对于合理设计冷却工艺，缩短开模时间，提升制品合格率有着关键意义。 本文采取有限元法对聚丙烯(PP)挤出吹塑冷却过程温度场进行数值模拟，在有限元模型基础上分析不一样内冷方法、制品壁厚和初始温度对制品温度场影响。 1 数学模型 1.1基础方程 挤出吹塑冷却过程热传输问题可用以下方程描述： 式中：为密度；C为比热容；为温度对时间偏导，r为因为外界作用单位体积产生热量；k为热导率；v为哈密顿运算子。 1.2边界条件 挤出吹塑冷却方法可分为内冷却和外冷却。内冷却是指使用冷却介质（在本文中内冷却介质为空气）经过热对流冷却吹塑制品内壁，故内壁边界条件可用对流项表示；外冷却是指在模具壁内开设冷却系统，制品热量经过模具传导至冷却通道，然后由冷却通道内冷却介质（在本文中外冷却介质为水）将热量带走。严格意义上来说，制品外壁边界条件为热传导，不过热传导问题包含到接触热阻间题，难以建模，考虑到外壁热量多由冷却水带走，将模具材料热传导率转化为等效传热系数。 内外壁边界条件： 式中：x=0和x=L制品内外表面；ho、hn为制品内壁和外壁传热系数；T0 、Tn为冷却空气和冷却水温度。 2 数学模型求解 2.1初始条件 在热分析过程中不考虑密度改变，取PP密度为840 kg/m3。 PP热导率随温度改变，图1所表示。在本文研究范围内热导率改变不是很大，改变范围为0.23 W/mk0.33 W/mk。不过当pp制品由粘流态转变成高弹态时，内能发生改变，内能改变即为固化潜热。固化潜热在比热容图上表现出一峰值，由图2能够看出，PP相变发生在90周围。 挤出吹塑冷却过程微分方程在通常情况下全部难以求出解析解，建立在有限元基础上求解方法因为对边界条件适应能力强，能够方便合理地描述模具形状，已成一个关键数值解析方法。本文采取POLYFLOW有限元分析软件对上述数学模型进行求解。制品为100 ml轴对称吹塑瓶，所以只需分析1/4部分即可。为了正确地求解厚度方向温度场，将厚度方向尺寸划为12等分，沿圆周方向尺寸划为20等分，将1/4部分吹塑瓶划为6060个单元。外冷却水温度（Tn）为20，内冷却空气温度（T0 ）为25。外冷却传热系数为(hn）1175 Wm-2K-1。分析不一样内冷方法、壁厚和初始温度对吹塑瓶温度场影响时，考虑三种内冷却方法：自然对流、强制对流和增强式对流（即经过增强冷却空气流动速率以深入提升传热系数），相对应传热系数（h0）为10 W m-2K-1 、100 W m-2K-1、250W m-2K-1；吹塑瓶初始温.度（Ti）180、200、220 ；壁厚分别为2mm、3mm、4mm。 2.2材料参数 3 结果和讨论 3.1轴向截面上温度场 图3为吹塑瓶在吹塑模中冷却30s后截面上温度场等值线图，图4为转角处等值线局部放大图。因为内冷却传热系数低于外冷却传热系数，所以，吹塑瓶内壁温度显著高于外壁温度。内壁温度约为86，壁厚中部约为71，外壁温度约为30。从吹塑瓶厚度中部到外壁，温度梯度较大，不过由内壁至厚度中部这段距离内，温度改变不大，温度梯度值小。在瓶身部分没有形成局部过热现象，等值线均为直线。在瓶颈和瓶底转角处，等值线组成一环形等值曲线，在这些区域温度和其周围区域温度相比高出4-8。 在轴向方向，瓶身部分温度等值线均较为平直，温度分布比较有规律。能够经过研究瓶身上某一高度壁厚方向温度随时间改变来考察温度场演化。选择距离瓶底40 mm处，考察其30s内温度场随时间改变过程。图5中每一条直线表明时间间隔为5s时厚度方向温度分布。在冷却开始至5s，内外壁温度下降全部比较大，外壁温度由180降至54，内壁温度也下降至145。在5s-15s冷却时间内各曲线间间距较大，表明温度下降得比较多；从15s开始后曲线间距较小，这说明冷却效率较低，温度下降较少。伴随冷却时间增加，最高温度对应壁厚位置向内壁靠近。 对于PP料，由图2能够看出，其相变发生在92左右，能够认为当吹塑瓶温度低于90时，吹塑瓶大部分热量已经经过模具冷却水和冷却空气带走，在图3条件下进行温度场模拟，冷却30s后吹塑瓶温度低于92。所以在考察初始温度、壁厚及内壁传热系数.三个因子对吹塑瓶温度分布影响时，经过模拟在不一样条件下距吹塑瓶底部40 mm处冷却30s后沿厚度方向温度分布，以评定各因子对其温.度分布影响。 3.2内壁传热系数对制品温度分布影响 内冷却传热系数对于PP吹塑瓶温度分布影响很显著。由图6能够看出，当内冷却传热系数由100Wm-2K-1增至250Wm-2K-1时，冷却30s后内壁温度由84降至57。若内壁采取自然冷却方法，对吹塑瓶冷却不利，当外壁冷至靠近模具温度时，内壁还处于110左右。冷却水传热系数即使远大于内冷却空气传热系数，不过PP传导率较低，距离外壁较远材料热量极难在短时间内传导至外壁，所以增强内壁传热系数能够大大提升冷却速率。 3.3初始温度对制品温度分布影响 从图7能够看出，在不一样初始温度下，吹塑瓶冷却30s后沿壁厚方向温度值差异很小。吹塑瓶外壁温度值相差最小，瓶壁中部相差较大。这是因为即使初始温度从180增加到220，不过内外壁和吹塑瓶之间温度梯度也对应增大，加紧了热量传输，造成初始温度由180增至220时对吹塑瓶温度分布影响不是很显著。 3.4壁厚对制品温度分布影响 图8表明壁厚改变对吹塑瓶温度分布影响很大。吹塑瓶外壁因为冷却水对流冷却，温度相差较小；沿外壁至内壁，温度差值逐步增大。当厚度由4 mm降至3 mm时，曲线间距较小，最高温度间差值仅为17。不过当壁厚降至2 mm时，壁厚方向上最高温度为42，和壁厚3mm和4mm吹塑瓶最高温度差值达52和68。 4 结论 在建立挤出吹塑冷却过程数学模型基础上，应用POLYFLOW软件对PP吹塑瓶冷却过程进行数值求解，分析了不一样内冷传热系数、初始温度、壁厚对冷却过程影响。在本文研究范围内，各因子对吹塑瓶温度分布影响依次为：壁厚内冷传热系数初始温度。从减小开模时间角度考虑，在满足制品性能要求基础上应尽可能减小壁厚，提升内冷却传热系数。吹塑机自动风环原理及应用公布：-6-4 17:13:14来自：模具网浏览： 77 次在吹塑薄膜生产过程中，薄膜厚薄均匀度是一个很关键指标，其中纵向厚薄均匀度能够经过挤出和牵引速度稳定性加以控制，而薄膜横向厚薄均匀度通常依耐于模头精密制造，且伴随生产工艺参数改变而改变，为了提升薄膜横向厚薄均匀度，须引进自动横向厚薄控制系统，常见控制方法有自动模头（热膨胀螺丝控制）和自动风环，这里关键介绍自动风环原理和应用。 1.基础原理： 自动风环结构上采取双风口方法，其中下风口风量保持恒定，上风口圆周上分为若干个风道，每个风道由风室、阀门、电机等组成，由电机驱动阀门调整风道开口度，控制每个风道风量大小。 控制过程中，由测厚探头检测到薄膜厚薄信号传送到计算机，计算机把厚薄信号和目前设定平均厚度进行对比，依据厚薄偏差量和曲线改变趋势进行运算，控制电机驱动阀门移动，当薄膜偏厚时，电机正向移动，风口关小；相反，电机反向移动，风口增大，经过改变风环圆周上各点风量大小，调整各点冷却速度，使薄膜横向厚薄偏差控制在目标范围。 2.控制方案设计 自动风环是一个在线实时控制系统，系统被控对象为分布在风环上若干个电机。由风机送来冷却气流经风环风室恒压后分配到每个风道上，由电机驱动阀门作开合运动以调整风口及风量大小，改变模头出料处膜坯冷却效果，从而控制薄膜厚度，从控制过程看，薄膜厚度改变和电机控制量之间找不到明确关系，不一样厚度薄膜和阀门不一样位置厚薄改变和控制量之间程非线性无规律改变，每调整一个阀门时对相邻点影响全部很大，且调整有滞后性，使不一样时刻之间又相互关联，对于这种高度非线性、强耦合、时变性和控制不确定性系统，其正确数学模型几乎无法建立，即使能建立数学模型，也很复杂，难以求解，以致没实用价值，而传统控制对较确定控制模型控制效果很好，而对于高度非线性，不确定性，复杂反馈信息控制效果很差甚至无能为力。鉴于此我们选择了模糊控制算法。同时采取改变模糊量化因子方法愈加好适应系统参数改变。 3.模糊控制结构原理及实施 模糊控制工作原理： 模糊控制过程中，依据厚度设定值s和反馈值y偏差量e和偏差量改变率e，按模糊控制算法运算，得出输出控制量u，再转换为电机控制脉冲，驱动阀门开口量，调整风量，控制薄膜厚薄度。 实际控制过程中，偏差量e及偏差量改变率e分别乘以量化因子Ke，Ke得出模糊量E，E再调用查表程序，从控制表中查出对应模糊控制量输出值u，再乘以量化因子Ku得出实际控制量。 模糊控制量表是依据现场调试经验总结出来控制规律，利用输入输出各量隶属函数表，计算出不一样E、E和U对应模糊关系，并将它们关系合并，再经过合并运算，求出多种输入状态所对应控制决议隶属函数向量，然后由隶属函数最大标准进行判定，得出对应控制量模糊值U，当求出多种输入状态所对应模糊控制量输出值时，就能够得出模糊控制量表。 为了使薄膜不一样工艺参数下能得到很好控制效果，量化因子Ke、Ke、Ku依据系统参数改变而自动调整，在调试过程中，量化因子Ke、Ke、Ku对控制系统性能指标影响规律以下： a)Ke越大，稳态情况下误差较小，系统响应越快，但超调量会增加，甚至产生厚薄振动现象，Ke越小则反之； b)Ke越大，系统快速性能减低，反应较慢，超调量会减小，对偏差量改变率灵敏度增加，Ke越小则反之； c)Ku越大，系统响应越快，超调量会增加，对输出反应最为显著。 依据以上规律，为了顾及系统快速动态性能和静态精度，运行过程中依据对被控制对象偏差值大小，对量化因子Ke、Ke、Ku进行动态修改，修改方法是预先对于不一样偏差值各个量化因子Ke、Ke、Ku设置对应分段曲线，控制过程中经过偏差值对应找出Ke、Ke、Ku，各条曲线是在生产过程中依据经验调整后得出。 控制过程中另一个难点是自动找点，厚度检测反馈信号和风环上风道是否对应将影响整个控制，每一次投入自动前全部必需做一次自动找点，控制上是选择检测到曲线中改变比较平缓，且较能反应控制效果那一段区域做为检测对象，将相邻3个风道风量调小，其中中间风道为全关闭状态，左右开口度为50，经过几周扫描测量稳定后，检测出区域内最薄点，该点就是对应全关闭状态风道，控制软件再依据检测出来偏移量进行赔偿，另外，自动找点还和旋转牵引旋转速度，旋转方向，和测厚传感器旋转速度，旋转方向相关，软件对这些全部要进行赔偿。 4.系统组成 电气控制系统由旋转扫描式测厚传感器、计算机、工业控制器（PCC）、显示器、驱动器、控制器及电机、风道风口位置检测传感器等组成。 5硬件介绍 旋转扫描式测厚传感器采取电容式测厚仪，依据不一样厚度薄膜介电常数不一样原理进行测量，测量范围为0200um，本系统采取计算机、PCC控制器。其中cpu采取CP380，CP476,步进控制采取高速I/O模块DO135，开关输入输出采取DM465模块，系统采取多cpu CAN网络总线结构，计算机和PCC之间采取以太网连接，PCC和扫描式测厚传感器之间采取PCD-LINK通讯方法传输数据，CP380关键进行数据采集运算处理，CP476，DO135关键完成步进电机驱动控制，计算机关键完成测厚传感器数据采集、运算、统计、历史数据统计，运行状态监控等。 经过数次试验、调试，自动风环研发取得成功，从使用情况上，能够使吹塑薄膜厚薄均匀全部提升35%，平均极限偏差达成4%，取得很好控制效果。