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我国PET瓶成型设备发展情况分析

2009年11月09日 10:03中国机床商务网点击:2789

  我国PET瓶成型设备的现状,以科学发展观为指导,重新认识符合市场发展规律的PET瓶成型设备的新特点,研究了国际上先进的PET瓶成型设备的技术进展和发展趋势,提出了我国PET瓶成型设备的科学发展方向。自主创新是PET瓶成型设备科学发展的理念,高速率成型是PET瓶成型设备性能研发的重点,节能环保是PET瓶成型设备功能研发的方向。

  PET瓶向轻量化、功能化、多层化、微型化、大型化、形状多样化等高科技领域发展,以适应各种功能饮料、酒类、药液等包装市场科学进步,平均年增长率20%以上,展现了PET瓶成型设备广阔的市场前景,促进了PET瓶塑料成型设备的科学发展。国际上著名PET成型设备研发公司以不断科学进步的高速高效多功能的高科技PET瓶成型设备占领我国PET瓶成型的广阔市场,国内PET瓶成型设备基本上是进口产品的天下,国产PET瓶塑料成型设备的技术水平及各项性能大都不及国外设备,在中、低端市场上徘徊打游击,无法与国际上著名研发PET瓶塑料成型设备公司的产品抗衡。面对广阔的PET瓶市场,科学发展创新PET瓶成型设备,已经成为一个当务之急的重大课题。本文从PET瓶坯注射成型、瓶坯吹拉成型、成型瓶的后处理、成型设备的在线生产等方面,分析了我国PET瓶主要成型设备的现状,研究了国际上先进的PET瓶成型设备的先进技术和发展趋势,提出了自主创新科学发展PET瓶成型设备的方向。

  1PET瓶坯注射成型设备的科学发展

  PET瓶坯的注射成型设备包括注射机、模具及控制系统。国内PET瓶坯注射成型设备主要研发单层PET瓶坯的注射成型设备,技术含量低,生产效率低,以一模96腔为例,国际上先进的瓶坯的注射成型产能已达到每小时48,800支,国内先进水平才刚达到28800支,而且产品合格率有较大的差距。国产瓶坯模具基本上以4腔~8腔的普通模具为主,48腔的瓶坯模也已成熟,72腔、96腔的瓶坯模也日趋成熟。国内虽研发了有一定量的PET注射成型设备,但其质量及技术水平与国际先进水平相比,至少相差10年。上海紫江、珠海中富等PET瓶生产的老大单位,没有一台设备是国产的,说明必须努力创新提高国产PET瓶坯的注射成型设备的技术水平。

  1.1开发思路转型

  PET瓶坯注射成形设备是高端设备,开发的思路不同于研发普通的注射成形设备。国内一些单位把研发PET瓶坯注射成形设备作为研发普通的注射成形设备来进行,一开始就走上了一条错误的开发路线,所以搞来搞去总是在低端水平上徘徊,成不了气候。
  PET瓶坯注射成型设备主要关系到三个方面:瓶坯注射机、瓶坯模具、控制系统。表明PET瓶坯注射成型设备的开发是三位一体化开发,为用户提供从型坯设计到瓶坯成型的全套方案和设备的研发制造公司才有生存活力。Husky、SIPA等国际上著名的PET瓶坯注射设备开发制造商,都是把两者结合起来综合开发,不断开发各自的性能,发挥各自的长处,结合两者的长处,提高瓶坯成型设备的性能。国内的塑料机械制造公司研发PET瓶坯注射设备,只知开发注射机,不知开发模具,PET瓶坯注射机规格从小到大一大串,不知配何种规格的模具,这种所谓的灵活性,实际上对PET瓶坯注射设备市场需要不了解的盲目性开发,其结果是不能为市场提供所需要的设备,技术跟不上市场,只能越来越落后,最后退出市场。1.2PET瓶坯注塑设备性能的科学发展

  1.2.1高稳定运行精度合模机构的开发

  开发高刚度、高运行、重复精度的合模机构,实现群腔模具运行的稳定精度。

  PET瓶坯热流道群腔模具相对于普通塑料制品的成形模具,具有精度高及刚性小的固有特征。合模机构必须根据PET瓶坯群腔模具的特点能起到良好保护模具的作用,移动模板的运行的几何精度要优于普通注射机同吨位的移动模板的运行几何精度,保证模具的运行精度。高精度、高性能的肘杆合模机构有待于开发及应用。在制造精度达不到要求的情况下,应用全液压合模机构运用于瓶坯注塑机上。具有当代国际代表性的PET瓶坯注射机制造公司——加拿大的Husky公司,合模机构采用液压式。泓利公司也把4缸锁模的液压合模机构应用到PET瓶坯注射机上。

  PET瓶坯注射机为适应热流道及群腔模具的发展,拉杆间距大于普通同合模力的合模机构的拉杆间距,并且向加大趋势发展。移模速度更快更稳定,有的已在移模油路上设置了蓄能器,达到提高移模速度的目的。高速移模速度的提高给系统的动态反映能力及控制技术又提出了新的研发课题。

  1.2.2高速率高性能挤注复合PET瓶坯注射塑化系统的开发

  高速率注射塑化是PET瓶坯注射设备的首要特点,没有高速率产能,市场就不能接受。高速率注射塑化并不是高速注射和高速塑化,而是从塑化注射的机构、结构、控制方面上进行开拓创新,达到注射和塑化的总时间最小。开发大容量熔融热比容均一的塑化注射系统,实现群腔化瓶坯的注射成型。

  群腔化PET瓶坯的注射成型,是达到高速率生产的唯一途径。群腔化PET瓶坯的塑化注射量大,要求熔融料的塑化质量达到均一,以保证瓶坯质量的一致性,提高吹瓶的质量,普通的往复式螺杆的塑化注射系统达不到这一要求。

  国内PET瓶坯注射塑化机构基本上都采用传统的普通注塑机的往复式螺杆装置形式,多数单位的所谓PET瓶坯注塑机基本上只是把螺杆的长径比加大及在其它的螺杆参数方面作一些改动,塑化注射行程比太大,大大超出了实际使用的行程比范围,既浪费了塑化注射的功能,又提高了制造成本,没有显示出瓶坯成型的塑化注射的性能特征,设计的塑化注射容量再大也不能实现大容量的群腔化的瓶坯成型。往复式螺杆塑化注射的致命的缺陷是塑化熔融料的轴向温差大、热比容相差大,塑化注射行程比越大,轴向温差越大、热比容相差越大,为弥补这一缺陷,保证PET塑化质量,塑化注射行程比不超过2,即塑化注射行程不超过2D(螺杆直径),塑化注射容量受到限制,说明了往复式螺杆塑化注射系统不适宜大容量的PET塑化注射群腔瓶坯的注射成型。加大PET塑化注射容量,又要缩小熔融料的轴向温差,一种方法是加大螺杆直径,减小塑化注射的行程(行程比),使塑化注射行程在2D之内;另一种是开发新的结构,满足群腔瓶坯塑化注射的热比容均一性的要求。

  挤注复合PET瓶坯注射系统是达到PET塑化质量轴向均一的高速高效系统,塑化为挤出螺杆纯塑化挤出,注射由柱塞完成。在整个塑化过程中,物料塑化经历的螺杆长径比不变,减小熔融料的轴向温差,塑化质量前后一致,克服了常规螺杆往复式塑化注射的物料塑化经历的螺杆长径比变化而造成的塑化质量前后不均的缺点,使物料在熔融状态下的比容一致性得到了保证,极大提高了塑化质量。提供了挤出实现低温塑化的足够时间,避免了普通往复式螺杆因物料过度剪切造成急剧升温和乙醛热分解率增加的缺陷。挤出塑化的塑化量与螺杆的直径、螺杆的长径比无关,仅与塑化的时间及转速的两个参数有关,克服了常规螺杆往复式塑化量受到螺杆的直径、螺杆的长径比的限制。用较小的螺杆达到超大的塑化量。

  节能高速电液混合驱动挤注复合塑化注射系统。交流伺服电机驱动挤出塑化,液压动力驱动注射活塞实现熔融料注射,各自独立动力驱动互不干扰的系统,缩短了注射塑化时问,提高了生产率;提高了计量精度和塑化质量;降低了能耗。由于塑化独立于周期之外,可延长熔料在机筒中的滞留时问,提高了物料混炼塑化的均匀性,提供了实现低温塑化的足够时间,减少因物料经受过度剪切可能造成物料急剧升温产生热分解的几率。交流伺服电机驱动挤出塑化形式有两种:交流同步伺服电机和减速机构就组成驱动系统,以降低伺服电机扭矩;交流伺服同步电机直接驱动系统。

  加拿大Husky公司注射PET瓶坯的PET400瓶坯专用注塑机,应用挤注复合塑化注射系统,交流伺服电机直接驱动挤出螺杆塑化,系统结合该公司的国际领先的热流道模具,成形一模96个瓶坯,周期不到7.5秒,即每小时产量达到46000支;PET300瓶坯专用注塑机,成形一模72个瓶坯,周期不到5.5秒,即每小时产量达到47,100支。泓利PET630—96高速瓶坯注塑机,注射塑化系统采用同步塑化双阶式挤注复合系统,塑化与注射同时进行,缩短了生产周期,提高了生产率。
(来源:中国行业研究网)

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