塑料包装结构设计与制造.pptx

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1、塑料容器按外形结构可分为塑料容器按外形结构可分为箱、盒、瓶箱、盒、瓶、桶、罐、软管、袋、半壳形状容器桶、罐、软管、袋、半壳形状容器以以及及集装箱、托盘集装箱、托盘等；按成型方法可分为等；按成型方法可分为模压成型、注射成型、挤出成型、中空模压成型、注射成型、挤出成型、中空吹塑、旋转成型、热成型容器吹塑、旋转成型、热成型容器等。等。第1页/共156页第一节第一节 塑料包装容器概述塑料包装容器概述一、塑料包装容器的类型1.箱类第2页/共156页第3页/共156页第4页/共156页第5页/共156页第6页/共156页箱类包装容器多为正方形、长方形或六方形截面，由于容量相对较大，四面箱壁上一般都设计有加

2、强筋，箱壁面积过大时还设计开窗，避免加工成型时产生翘曲。口缘也加宽加厚。箱类塑料包装容器可用于农产品、工业品、工厂半成品的盛装和周转，也可用于展销。材料主要采用聚丙烯、高密度聚乙烯、ABSABS及尼龙等热塑性材料，用注塑或模压加工而成，具有较高的强度、刚度和耐冲击性能。第7页/共156页2.2.桶类桶类塑料包装容器有圆桶、方桶、扁方桶及提桶等类型。容量从1L-250L多种规格，有整体式、安装式、端手等不同结构的提手。口径大小是根据内装物的物态、性质和容量大小决定的，盛装食品、医药的多采用较大口径，而盛装液体危险品的则采用小口径。各类塑料桶一般都采用螺纹塑料盖进行封盖。材料采用高密度聚乙烯、乙烯

3、醋酸共聚物、PET等塑料材料。通过挤出吹塑、注塑吹塑、旋转模塑等加工方法制造成型。第8页/共156页第9页/共156页第10页/共156页第11页/共156页第12页/共156页广泛用于饮料、化妆品、洗洁用品、文化用品、医药品、其他液体和膏状产品的包装。材料主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、PET、聚苯乙烯、聚酯等塑料材料，用中空吹塑或注射成型。3.3.瓶、罐类瓶、罐类第13页/共156页第14页/共156页第15页/共156页第16页/共156页第17页/共156页第18页/共156页4.4.杯、碗、盘、罩类杯、碗、盘、罩类主要用于快餐食品、冰淇淋、调味品、日用品、药品等的包装，多以热塑性片材

4、经热成型加工而成，口部可采用塑料扣盖或粘贴符合材料进行封合。此类产品价格低廉，有些有卫生标准要求。第19页/共156页第20页/共156页第21页/共156页第22页/共156页5.5.盒类盒类采用聚乙烯、聚氯乙烯ABS等材料制成。通过压制、注塑的方法成型。第23页/共156页第24页/共156页6.6.软管软管用于各种膏状、乳剂产品包装。采用低密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或复合材料制成。管身挤出成型，管颈、管肩注射成型，然后把两部分熔接在一起形成软管。第25页/共156页第26页/共156页第27页/共156页第28页/共156页7.7.发泡制品发泡制品用于运输包装内衬。其结构根据所衬产品性

5、质决定。外形尺寸根据运输包装的内尺寸决定。第29页/共156页8.8.塑料袋塑料袋第30页/共156页第31页/共156页第32页/共156页第33页/共156页第34页/共156页二、塑料包装容器成型工艺与方法二、塑料包装容器成型工艺与方法类别类别成型方法成型方法制品特性制品特性制品制品1注射成型注射成型尺寸精度高尺寸精度高瓶盖、广口瓶、罐、周转箱瓶盖、广口瓶、罐、周转箱2模压成型模压成型壁厚、开口容器壁厚、开口容器盘、盆、碟、小型托盘盘、盆、碟、小型托盘3挤出成型挤出成型尺寸精度低尺寸精度低管状制品管状制品4中空吹塑成型中空吹塑成型挤出吹塑挤出吹塑外形不规则外形不规则小口瓶类，带把手的壶小

6、口瓶类，带把手的壶注射吹塑注射吹塑外形不规则外形不规则化妆品，药剂大口瓶化妆品，药剂大口瓶拉伸吹塑拉伸吹塑形状简单的薄壁容形状简单的薄壁容器器薄壁饮料瓶薄壁饮料瓶5真空成型真空成型开口薄壁容器开口薄壁容器泡罩、贴体包装，一次性口泡罩、贴体包装，一次性口杯杯6旋转成型旋转成型大型、奇特外形大型、奇特外形大型容器大型容器7发泡成型发泡成型壁厚发泡、保温性壁厚发泡、保温性保温箱、盒，缓冲衬垫保温箱、盒，缓冲衬垫第35页/共156页三、塑料包装容器结构设计考虑的因三、塑料包装容器结构设计考虑的因素素1.1.塑料原材料的选用塑料原材料的选用2.2.塑料包装容器的成型工艺与模具塑料包装容器的成型工艺与模具

7、3.3.容器使用环境与条件容器使用环境与条件4.4.经济性经济性第36页/共156页（1 1）根据包装、贮存、运输中环境条件和作业要求物理机械性能：包括拉伸、压缩、弯曲、剪切、冲击强度、硬度、耐磨性、疲劳特性、蠕变载荷变形、收缩性、密度等。热性能：成型温度范围、热膨胀率、热变形温度、燃烧性、脆化温度、低温特性等。化学阻抗性能：吸水吸湿性、透气性、与内装物的化学相容性等。光学性能：光线透过率、透明度、耐光性、防辐射。其他特性：适印性、迁移性、保香、绝缘性等。（2 2）根据包装内装物对材料的形态要求（3 3）根据卫生法规的要求（4 4）包装材料的印刷适印性要求第37页/共156页塑料包装常用材料见

8、书P115P115表3-33-3（新书）第38页/共156页一、模压成型一、模压成型模压成型又称压缩模塑或压制。它是将粉状、粒状或纤维膜塑料加入成型温度下的模具型腔中，然后闭模加压使其成型并固化，启模取出制品。它主要用于热固性塑料的成型.用于热塑性塑料成型时，因模具需要交替加热与冷却，效率低，所以一般使用较少。第二节 模压和注射成型容器第39页/共156页1 1、模压成型设备。模压成型用的主要设备是压机和塑模 (1)(1)压机。压机的作用主要是通过塑模对塑料施加压力、启闭模具和顶出制品。模压成型所用的压机大多是自给式液压机，有上动式和下动式两种，吨位自几十吨至几百吨不等。规格型号用SY-XSY

9、-X表示。（2 2）塑模。按模具的结构特征可分为溢式模、不溢式模和半溢式模三类，其中以半溢式模用的最多。第40页/共156页第41页/共156页第42页/共156页第43页/共156页第44页/共156页2 2、模压成型工艺过程。、模压成型工艺过程。模压工艺过程：准备加料合模排气固化脱模将预压预热的模塑料定量地加入已加热的阴模内，然后闭模，在压机压力的作用下，塑料在型腔内受热受压熔化向型腔各部位充填，多余熔料从分型面溢出成为溢边，经一定时间的交联反应后，塑料固化成为坚硬的制件，启模即得制品。模压过程中型腔内模塑料因受热和交联反应产生的气体应及时排除，通常在模具闭合后再将其松动少许时间，以便排除

10、型腔中的气体。脱模后制品应去除溢边。第45页/共156页模压成型过程中所采用的模压压力、模压温度、模压时间等工艺条件直接影响成品的质量。一般来说模压压力影响成型时塑料的流动性，成品的密实度、收缩率和机械强度等。模压温度和模压时间影响塑料的固化速度以及固化程度，最终会影响制品的机械性能和外观质量。第46页/共156页二、注射成型二、注射成型注射成型又称注射模塑或注塑。它是塑料成型加工中最普遍采用的一种方法。能制得外形复杂、尺寸精确、带有嵌件的制品，其成型周期短、效率高，且易于实现全自动生产。但注射成型设备投资大，模具结构复杂，制造成本高，因此只有在大批量生产时才具有较好的经济性。注射成型适用于各

11、种热塑性塑料和部分品种的热固性塑料。第47页/共156页1、注射成型设备。注射成型设备主要是注射机和塑模。（1 1）注射机。注射机又称注塑机，按其塑化结构不同分为柱塞式和移动螺杆式两类。柱塞式多属小型注射机；移动螺杆式则为大中型注射机。一般一台通用注射机包括注射系统、合模系统、液压传动系统和电器控制系统，如图3-113-11所示。第48页/共156页图311 311 移动螺杆式注塑机结构示意图 11机座 22电动机、油泵 33注射油缸 44齿轮箱 55齿轮传动电机机 66料斗 77螺杆 88加热器 99料筒 1010喷嘴 1111定模板 1212模具 1313动模板 1414锁模机构 1515

12、锁模用油缸 1616螺杆传动齿轮 1717螺杆花键槽 1818油箱 第49页/共156页第50页/共156页 注射系统。它是注射机最主要的部分。其作用是将塑料均匀地塑化，并以足够的压力和速度将塑化好的定量塑料熔体注射到模具的型腔中。注射系统主要由塑化部件(如螺杆、料筒、喷嘴及加热器等)、计量装置、传动装置等组成。合模系统。合模系统的主要作用是实现模具的启闭，在注射时保证成型模具可靠地锁紧，以及顶出制品等。它主要由固定模板、移动模板、合模机构、顶出机构、调模装置、拉杆和安全保护装置等组成。液压系统和电器控制系统。注射机的液压系统主要由各种液压元件和回路及其它附件所组成。电器控制系统则主要由各种电

13、器元件和仪表组成。液压系统和电器控制系统有机地组织在一起，对注射机提供动力和实现控制，以保证注射机按工艺过程预定的要求(温度、压力、速度和时间)和动作程序准确有效地工作。第51页/共156页(2)(2)塑模。塑模。注射成型模具因制品的形状和结构不同而千差万别，但其基本结构是一致的。注射模主要由浇注系统、成型零件和结构零件三大部分所组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，是模具中最复杂、变化最大、要求加工精度最高的部分。浇注系统是指塑料从喷嘴进入型腔前的流道部分，通常包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。成型零件是指构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。

14、典型注射模结构如图312312所示。第52页/共156页第53页/共156页第54页/共156页2 2注射成型工艺过程注射成型工艺过程(1)(1)塑化。塑化即塑料在料筒内经加热达到流动状态，并具有良好可塑性的全过程。因此可以说塑化是注射成型的准备过程。对塑化的要求是：塑料在进入模腔之前应达到规定的成型温度，并能在规定时间内提供足够数量的熔融塑料，且熔料温度应均匀一致，不发生或极少发生热分解。上述要求与塑料的品种、工艺条件的控制以及注射机的塑化结构均密切相关，而且直接决定着成型制品的质量。第55页/共156页(2)(2)注射。注射即柱塞或螺杆前移将塑化好的熔料推压注入闭合模腔的过程。注射过程中所

15、采用的工艺条件如注射压力、注射速度等与塑料的特性、制品结构以及其它工艺条件等密切相关，它也直接影响成型制品的质量。(3)(3)定型。定型过程从塑料熔体进入模腔开始，而后经过模腔注满，熔体在控制条件下冷却定型，直至制品从模腔中脱出。具体可分为充模、压实、倒流和浇口冻结后的冷却等几个连续阶段。注射成型较为重要的工艺参数为影响熔体流动和冷却的温度、压力及相应的作用时间。第56页/共156页三、注射和模压塑料容器结构设计与工艺性三、注射和模压塑料容器结构设计与工艺性在进行塑料制品结构的工艺性设计时的原则：（1 1）应考虑原料的成型工艺性，如流动性、收缩率等；（2 2）在保证使用性能、物理与力学性能、电

16、性能、耐热性和耐化学腐蚀性能等的前提下，力求结构简单，壁厚均匀，使用方便；（3 3）在设计塑料制品时应同时考虑其成型模具的总体结构，使模具型腔易于制造，抽芯和推出机构简单；（4 4）当设计的塑料制品外观要求较高时，应先通过造型，而后逐步绘制图样。第57页/共156页1.1.塑料制品尺寸的大小取决于:塑料的熔体流动性:流动性差尺寸不能设计过大塑件的壁厚成型设备的规格与型号 （一）塑料制品的尺寸精度和表面质量（一）塑料制品的尺寸精度和表面质量第58页/共156页2.2.影响塑料制品尺寸精度的因素原因分类原因分类误差原因误差原因与模具直接有关的原因与模具直接有关的原因模具的形式或基本结构模具的形式或

17、基本结构模具的加工制造误差模具的加工制造误差模具的磨损、变形、热膨胀模具的磨损、变形、热膨胀与塑料原料有关的原因与塑料原料有关的原因不同种类塑料收缩率的变化不同种类塑料收缩率的变化不同批次塑料的成型收缩率、流动性、结晶化程度的差别不同批次塑料的成型收缩率、流动性、结晶化程度的差别再生料的混合、着色剂等添加剂的影响再生料的混合、着色剂等添加剂的影响塑料中水分以及挥发和分解的影响塑料中水分以及挥发和分解的影响与成型工艺有关的原因与成型工艺有关的原因由于成型工艺条件的变化造成成型收缩率的变化由于成型工艺条件的变化造成成型收缩率的变化成型操作变化的影响成型操作变化的影响脱模顶出时的塑料变形、弹性恢复脱

18、模顶出时的塑料变形、弹性恢复与成型后时效有关的原因与成型后时效有关的原因周围温度、湿度不同造成的尺寸变化周围温度、湿度不同造成的尺寸变化塑料的塑性变形及外力作用产生的蠕变、弹性恢复塑料的塑性变形及外力作用产生的蠕变、弹性恢复残余应力、残余变形引起的变化残余应力、残余变形引起的变化第59页/共156页影响塑料制品尺寸精度的因素很多，所以塑料制品的精度通常较低，且总是低于成型零件的制造精度。在确定制品的尺寸精度时，应根据制品的使用要求和具体结构形状，合理地确定各部分尺寸精度。为了便于生产、降低制品成本，应尽可能选用低精度等级。第60页/共156页2.塑料制品的尺寸精度和公差3.塑料制品的表面粗糙度

19、(表面粗糙度是指制品实际表面微观几何形状的误差。)塑料制品的表面粗糙度主要根据制品的使用要求和美观要求确定。塑料成型制品的表面粗糙度主要取决于模具型腔表面的粗糙度，同时还与塑料品种以及成型工艺有关。类别类别塑料品种塑料品种建议采用的精度等级建议采用的精度等级高精度高精度一般精度一般精度低精度低精度1 1PSPS，ABSABS，PMMAPMMA，PCPC，PFPF3 34 45 52 2PA6PA6，6666，610610，10101010；PVCPVC（硬质）（硬质）4 45 56 63 3POMPOM，PPPP，HDPEHDPE5 56 67 74 4PVCPVC（软质）、（软质）、LDPE

20、LDPE6 67 78 8塑料制品精度等级的选用SJ/T10628-1995第61页/共156页（二）塑料制品的几何形状与成型工艺及模具的制约1.塑料制品的内外形状出模方向：指塑料熔体在模具内冷却成型后，将动模、定模分离，使塑料成型件脱出模腔的方向。避免相对出模方向的侧凹、侧凸或侧孔结构，以免给制品带来脱模的困难。第62页/共156页左图侧孔改为右图侧凹避免塑件表面凸台,便于脱模左图塑件有外侧凹,必须采用瓣合凹模,使塑料模具结构复杂,塑件表面有接缝塑件内侧凹,抽芯困难改变塑件形状,侧孔抽侧型芯将横向侧孔改为垂直向孔,可免去侧抽芯机构第63页/共156页2.2.脱模斜度脱模斜度脱模斜度是为了把塑

21、料成型件顺利地从模具中取出，在塑料容器或制品的出模方向上设计加工的倾斜角度。（1）脱模斜度不包括在制品公差范围之内。（2）确定脱模斜度的原则：塑料制件的精度要求高，脱模斜度应取小值；对收缩率大、刚性大、韧性小，结构复杂的制件，应取较大的脱模斜度；对尺寸大而深，型芯较长的制品，应取较小的脱模斜度；制品的壁厚较厚时，脱模斜度应取大些，特别是内表面；内表面一般要大于外表面的脱模斜度；表面有花纹、图案及文字的，应取较大脱模斜度。第64页/共156页第65页/共156页常见制品的脱模斜度的经验数据如下:(1)(1)塑料制品沿脱模方向常用的斜度值为1-1-1.51.5。（2 2）当使用上有特殊要求时，斜度

22、可采用外表面55，内表面10-2010-20，只有塑料制品高度不大时才允许不设计斜度。（3 3）凸台和加强筋单边应有4-54-5的斜度。（4 4）沿脱模方向有几个孔或呈矩形格状，而使脱模阻力增大时，宜采用4-54-5的斜度。（5 5）侧壁带有皮革花纹时，应有4-64-6的斜度。第66页/共156页3.塑料制品的壁厚塑料制品的壁厚塑料容器的壁厚不仅是重要的结构要素，对成型的工艺过程也有着重要影响。（1 1）.确定壁厚的原则：满足容器强度、刚度等使用要求；结合结构和尺寸设计，使成型件具有较为合理的工艺性，保证精度、质量；满足嵌件固定，孔、凹型口沿及零件配合强度要求；顺利脱模，不发生局部损伤；节约材

23、料、能耗，提高生产率。第67页/共156页（2 2）壁厚与成型时间：成型的冷却时间与制品壁厚的平方成正比。因此增加塑料制品的壁厚，必然使成型周期延长，生产效率降低。（3 3）壁厚与制品强度：对热塑性塑料制品来说，当壁厚在5mm5mm以下时，强度一般随壁厚的增加而增大；当壁厚大于5mm5mm时，壁厚增大其强度不一定增加，且还会出现缩孔、塌坑、翘曲、应力、结晶度过大等成型弊病，影响制品质量。因此靠增大壁厚来提高制品的强度有一定的限度。一般对壁厚较大的制品通常靠设加强筋来保证其强度。（4 4）壁厚与熔体流动性：制品的最小壁厚是由塑料的熔体流动性来决定的，当小于允许的制品最小壁厚时，成型时会出现充不满

24、模而不能成型的现象。第68页/共156页（5 5）壁厚与流程的关系：流程是指熔料从进料口流向型腔各处的距离。壁厚越小，熔体流动阻力越大，成型越困难；同样，流程越长，成型件结构越复杂，要求的壁厚也就越大。壁厚与流程大小成正比关系。即塑料制品的壁厚越大，则允许最大流程越长。图3-17，表3-10（P139）第69页/共156页图3-17 壁厚与流程的关系第70页/共156页塑料品种 t、L的关系流动性好（如PE、PA）t=(L/100+0.5)0.6流动性中等（如POM、PMMA）t=(L/100+0.8)0.7流动性差（如PC）t=(L/100+1.2)0.9表3-10 壁厚t与流程L的经验公式

25、 单位：mm第71页/共156页（6 6）壁厚的设计）壁厚的设计（a a）壁厚要均匀（b b）壁厚差要限制：按经验，壁厚比（薄壁：厚壁）一般为 热塑性塑料1 1：1.51.5（注射）热固性塑料1 1：3 3（压塑），1 1：5 5（挤塑）同时，不同壁厚的相接过渡要平缓，避免直角形突然过渡。（c c）壁厚值的确定：P139P139表3-113-11、3-123-12（新书）第72页/共156页塑料名称塑料名称 塑料外部高度尺寸塑料外部高度尺寸100粉状填料的酚醛塑料粉状填料的酚醛塑料 0.70.7 2.02.02.02.03.03.05.06.5 纤维状填料的酚醛塑料纤维状填料的酚醛塑料 1.5

26、1.5 2.02.02.52.53.53.56.08.0 氨基塑料氨基塑料 1.01.01.31.32.02.03.04.0聚酯玻纤填料的塑料聚酯玻纤填料的塑料 1.01.0 2.02.02.42.43.23.2 4.84.8聚酯无机物填料的塑料聚酯无机物填料的塑料 1.01.0 2.02.03.23.24.84.8 4.84.8表3-11 热固性塑料制品壁厚第73页/共156页改善塑料制品壁厚典型实例容器壁厚平缓过渡避免突变容器壁厚平缓过渡避免突变第74页/共156页4.4.塑料制品的加强筋与防变形结构塑料制品的加强筋与防变形结构（1）加强筋加强筋的设计原则：可设在制品的内壁、外壁以及底面上

27、；以矮一些、多一些为好；布置时应避免或减少塑料局部集中，否则会产生缩孔或凹痕；加强筋的方向应与料流方向一致，避免扰乱料流，保证塑料的韧性；尺寸一般不宜设计得过大，否则会在筋对应的壁上产生凹陷缩孔等；加强筋必须有足够的脱模斜度，筋的底部应呈圆弧过渡。第75页/共156页增加加强筋，可提高塑件强度采用加强筋，可避免因壁厚不均而产生的缩孔第76页/共156页平板状塑件，加强筋应与料流方向平行，以免造成充模阻力过大和降低塑件韧性非平板状塑件，加强筋应交错排列，以免塑件产生翘曲变形加强筋应设计得矮一些，与支撑面应有大于0.5mm的间隙第77页/共156页（2）防变形结构平板状塑件变形的原因有：因材料刚性

28、较小，容易发生变形而扭曲；成型中料流方向与垂直于料流方向的收缩差引起塑性变形；（可采用多点浇口进料打乱料流方向）塑料箱和塑料盒侧壁变形的原因有：材料刚性；成型时型芯温度高于型腔温度而引起箱侧壁内外两面的收缩差；（型芯温度高，内表面收缩大，受内侧作用的拉伸力，使侧壁呈弓形翘曲）第78页/共156页第79页/共156页第80页/共156页第81页/共156页第82页/共156页5.5.圆角圆角在制品上两个面相交的尖角处由于应力集中，在受力或受冲击振动时会发生破裂，甚至在脱模过程中由于模塑内应力而开裂。为了防止因尖角而引起的应力集中，制品的角隅处都设计成圆角，且圆角的半径一般不应小于0.5mm。第8

29、3页/共156页6.6.支撑面、孔及其他局部结构支撑面、孔及其他局部结构（1）支撑面第84页/共156页（2 2）孔孔成型时容易使制件上出现熔接线，是制品强度减弱的原因之一。所以设计孔时应注意以下几点：第85页/共156页第86页/共156页（3）铰链塑料包装容器的盖与体采用铰链连接时，有两种结构形式：容器盖与体单独成型，然后用一个金属和非金属铰链连接装配成一体（是独立结构）利用PPPP塑料独特的挠曲性，将容器盖与体用薄膜状铰链连接，可经受几十万次弯折而不断裂第87页/共156页第88页/共156页（4）螺纹第89页/共156页第90页/共156页第91页/共156页（三）成型工艺对制品设计的

30、影响（三）成型工艺对制品设计的影响1 1、制品壁厚与流动阻力。制品壁厚的大小就意味着熔体在模型中流道的大小，它决定了熔体充模时阻力的大小。一般制品壁厚越小，熔体充模阻力越大；相反壁厚越大，充模阻力越小。在成型过程中，由于模具的温度相对于塑料熔体的温度要低得多。因此，熔体在充模过程中温度会不断降低，致使粘度增大、流动性下降。如果制品的壁很薄，型腔中流动阻力很大，可能会出现塑料熔体尚未充满型腔之前就已经冻结，造成充不满模。第92页/共156页对于薄壁大面积制品，由于熔体的流动阻力大，其成型困难。一般采用在制品上沿料流方向增设筋条来起辅助流道的作用，以减小熔体充模时的阻力，同时还可以提高制品的刚度。

31、在某些情况下，筋条还可以起到类似波纹状的表面装饰作用，或者隐蔽在制品的边缘起到增强的作用。图是提高模塑制品流动性的典型设计。第93页/共156页 制品上的筋增加流追面积 a辐射状筋 b平行状筋第94页/共156页另外，在制品的料流方向有厚薄连接区时，一般把浇口设在制品较厚的部分，以利于熔体充满型腔。当制品上有多处厚薄交替的情况时，可采用多个浇口进料，以减小熔体的流动阻力和缩短流程。但采用多点进料时，在几股料流的汇合处产生的熔接线会影响制品的强度和外观。第95页/共156页2.2.分子取向分子取向在大多数情况下，分子取向对制品性能不利。分子取向使制品的力学性能呈现各向异性，取向方向上的强度增大，

32、而垂直于取向方向上的强度降低，严重时还会顺着取向方向开裂。由于取向方向与垂直于取向方向上存在着收缩差，使制品容易产生翘曲、变形。另外取向还会影响制品的耐热性能，即使温度不高时也有消除定向的趋向，其结果将引起制品翘曲变形等，如图所示。第96页/共156页 取向引起制品翘曲变形 a制品取向 b变形前的制品 c变形后的制品第97页/共156页3 3、冻结应力、冻结应力注射成型的充模过程中产生的冻结应力，在薄壁制品中尤为突出。如图所示，沿着模壁流动的塑料熔体，由于与冷模壁的热交换作用，使其急速冷却形成凝固层。而在两凝固层之间的熔体仍继续流动，结果使凝固层表面受到拉伸应力。当流动停止时，模塑件的表面被拉

33、伸，而中间层材料处于压缩状态，结果形成冻结应力。带有冻结应力的制品，在低负荷作用下即损坏。带有冻结应力的制品表面往往呈现银纹即在垂直于应力方向的面上出现许多细小的微裂纹。第98页/共156页充模过程中冻结应力的形成 第99页/共156页 合理安排浇口位置避免喷射 a不合理 b合理4、浇口区第100页/共156页第三节第三节 中空吹塑容器中空吹塑容器一、中空容器的类型及制造 中空容器吹塑工艺是将挤出或注射成型所得的半熔融态管坯(型坯)置于各种形状的模具中，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成型方法。其成型过程包括塑料型坯的制造和型坯的吹塑。这种成型方法可

34、生产口径不同，容量不同的瓶、壶、桶等各种包装容器。吹塑工艺可分为挤出吹塑、注射吹塑和拉伸吹塑等三种方法。第101页/共156页1、挤出吹塑、挤出吹塑 （1 1）、挤出吹塑工艺过程。如图所示，挤出吹塑制造中空容器的工艺过程如下：通过挤出机将塑料熔融并成型管坯。闭合模具夹住管坯，并将吹塑头插入管坯一端，管坯另一端被切断。通入压缩空气吹胀管坯，成型制品。冷却吹塑制品。启模取出制品，切断尾料。第102页/共156页第103页/共156页第104页/共156页第105页/共156页（2 2）.挤出吹塑的特点挤出吹塑的特点 挤出吹塑的优点：适合多种塑料。生产效率高。管坯温度均匀，制品破裂减少。适合生产大容

35、器。壁厚可连续控制。挤出吹塑的缺点：螺杆及机头对制品质量影响大。制品重量受加工因素影响大。制品有飞边，需要修整。第106页/共156页 （3 3）管坯壁厚的控制）管坯壁厚的控制管坯壁厚程序是通过改变挤出管坯横截面的壁厚，以达到控制吹塑中空容器制品壁厚和重量的一种方法。管坯在复杂形状阴模中吹胀成型中空制品，制品壁厚取决于管坯各部位的吹胀比，吹胀比愈大，该部位制品壁面愈薄，反之，吹胀比愈小，该部位壁面愈厚。吹胀比一般不超过3 3，细颈瓶类吹胀比可大些。管坯壁厚程序第107页/共156页为获得壁厚均匀的吹塑制品，不同部位管坯横截面的壁厚应按吹胀比的大小而变化。管坯横截面壁厚决定于机头芯棒和外套之间的

36、环形间隙，间隙愈大，管坯横截面的壁厚愈大。变化机头芯棒和外套之间的环形间隙，就能改变管坯横截面壁厚。第108页/共156页图所示的管坯程序表示出吹塑瓶与管坯横截面的壁厚变化关系 右一挤出管坯壁厚 左一吹塑瓶壁厚第109页/共156页 （4 4）管坯长度控制 管坯长度直接影响挤出吹塑制品质量和切去尾料的长度，尾料长度关系着材料的损耗。管坯长度决定于在确定的吹塑周期内挤出机螺杆转速。转速愈快，管坯长度愈长，反之，转速愈慢，管坯愈短。第110页/共156页(5)多层复合吹塑成型工艺是用吹塑方法制造器壁由多层塑料组成的中空容器的成型方法.采用多层共挤法制造热融型坯或采用多次注射法制造热融型坯.(6)片

37、材的吹塑中空成型工艺第111页/共156页2、注射吹塑、注射吹塑 （1 1）注射吹塑工艺。第112页/共156页第113页/共156页第114页/共156页第115页/共156页（2 2）注射吹塑的特点。注射吹塑制品具有以下优点：吹塑制品不需要修整。吹塑制品尺寸精度高。吹塑制品重量偏差小。吹塑周期易控制。生产效率高。注射吹塑制品的缺点：适合吹塑小型中空容器，容器容积一般不超过2L2L。适合吹塑形状简单的容器，如圆柱或椭圆形的塑料瓶。不能吹塑成型带手把的容器。模具制造要求高。第116页/共156页3、拉伸吹塑、拉伸吹塑（1 1）拉伸吹塑工艺。拉伸吹塑又称双向吹塑，管坯除了吹塑使其径向拉伸外，借助

38、拉伸芯管使管坯轴向也产生拉伸，拉伸应变为100200100200。第117页/共156页第118页/共156页第119页/共156页 （2 2）拉伸吹塑特点。）拉伸吹塑特点。拉伸吹塑工艺的优点：减少废品。降低螺纹粗糙度生产效率高。管坯预制，制品重量容易控制。制品冲击强度高，透明性、气密性较好。制品壁厚降低、节省原料。拉伸吹塑工艺的缺点：拉伸温度的控制要求高。材料及制造要求高。设备投资大。拉伸吹塑适合于制造形状简单的小型容器，容器容积不超过2L2L。第120页/共156页（二）、（二）、壁厚设计强度与刚度壁厚设计强度与刚度 1 1、吹胀比吹胀比(BR)(BR)是指吹塑制品最大直径与型坯直径之比。

39、这个比值要选择适当，过大会使吹塑制品壁厚不均匀，加工工艺条件不易掌握。一般BRBR取2 2：1 14 4：l l，多用2 2：1 1左右。吹胀比表示了吹塑制品径向最大尺寸和挤出机机头口模尺寸之间的关系，当吹胀比确定后，便可根据吹塑制品的最大径向尺寸(圆管形制品即直径)来确定坯口模的尺寸。机头口模与芯轴的间隙可用下式表示：第121页/共156页 G GtBtBR R 式中；G G一口模与芯轴的间隙宽度(mm)(mm)t t一吹塑制品壁厚(mm)(mm)BR BR一吹胀比，一般取2 24 4；一修正系数，一般取l l一1.51.5。它与加工的塑料粘度有关，对于粘度大的塑料取偏小值。第122页/共1

40、56页型坯断面形状一般要求制成与吹塑制品的外型轮廓大体一致。如吹塑制品是圆型截面的瓶子，型坯应是圆管形的；若截面是方型的，则型坯也应制成方管型的；对于异型瓶上必须拉伸得较远才能到充模的部位，型坯在该处的壁厚要做得厚一些，其目的是使型坯各部位塑料的吹胀情况趋于一致，以使吹塑制品的壁厚均匀，不会出现过薄或过厚的部分(老书图911)911)。第123页/共156页 异型瓶型坯形状 1型坯 2模具第124页/共156页2 2、延伸比、延伸比在延伸吹塑中空容器中，制品长度c c与型坯长度b b之比称为延伸比(S(SR R)，延伸比的选择十分重要。延伸比确定后，型坯长度就能确定。延伸比大的吹塑制品，其纵向

41、和横向的强度都大，也就是说，延伸比S SR R越大，壁厚越薄，制品的强度越高。然而，在实际应用中，制品的实用刚度和实用壁厚必须保证，因此延伸比不可过大，一般SRBRSRBR4 46 6为宜。第125页/共156页3 3、垂直载荷强度、垂直载荷强度影响瓶子垂直载荷强度的因素有：瓶肩 瓶底与内凹底 瓶身第126页/共156页4 4、刚度、刚度在圆形瓶中，瓶身上的沟槽增加了瓶子的刚度。在椭圆形瓶身上，增加一些装饰性水平锯齿状花纹也可以提高刚度。第127页/共156页（三）、中空吹塑容器结构设计（三）、中空吹塑容器结构设计吹塑容器的结构设计应满足内装物的容量和防护要求，在生产、罐装和流通过程中的强度、

42、刚度要求，以及在使用上的方便功能等。1.1.容器的外形吹塑容器的外形，应横向、纵向统一考虑，力求整体造型美，保证必要的强度、刚度，同时又便于脱模。常见的吹塑容器截面有圆形、正方形、长方形、三角形、椭圆形、球形及异形等。第128页/共156页圆形椭圆形方形第129页/共156页异形第130页/共156页第131页/共156页第132页/共156页第133页/共156页第134页/共156页2.2.容器的壁厚容器的壁厚中空吹塑制品，特别是挤出吹塑制品，其壁厚一般难于达到均匀一致。设计上所给出的壁厚要求，一般指最小壁厚或平均壁厚。第135页/共156页3.3.容器瓶口容器瓶口（1 1）螺纹瓶口：v（

43、2）非螺纹瓶口第136页/共156页4.4.把手把手把手是为了方便提携和倾倒内装液体而设计的，把手分连体和分体两种基本形式。第137页/共156页5.瓶肩结构第138页/共156页第139页/共156页6.瓶底结构第140页/共156页第141页/共156页第四节第四节 其它塑料容器制品结构与成型工艺其它塑料容器制品结构与成型工艺一、热成型容器结构设计与成型工艺对热塑性片材，先进行加热使其软化到近熔融状态，在成型力作用下塑料分子产生流动成型，经冷却后定型，形成容器，叫热成型容器。热成型容器在包装应用中占据相当的分量，尤其是一次性使用包装物。塑料可以制成杯、盘、碗、盒、桶等用于食品和冷冻食品的包

44、装。第142页/共156页（一）、热成型容器材料具有良好的热温度(即加热到熔融温度以下，玻璃化温度以上，塑料具有类似橡胶的良好延伸性能)的热塑性塑料都可以用于制造热成型制品常用材料有PEPE、PPPP、PSPS、PMMAPMMA（聚甲基丙烯酸甲脂）、PAPA、ABSABS、PETPET、HIPSHIPS（高抗冲聚苯乙烯）等。第143页/共156页具体使用时要根据内装物对容器的不同要求和场合选用。常用塑料片材的适宜用途如下表：片材厚片材厚/mm/mm适宜用途适宜用途选用材料选用材料0.15-0.250.15-0.25包装用品、薄壁容器、冰淇淋杯包装用品、薄壁容器、冰淇淋杯SPVCSPVC、PEP

45、E、PPPP0.25-0.50.25-0.5泡置、食品、冷饮的杯、盘、碗、盒、箱、盖及泡置、食品、冷饮的杯、盘、碗、盒、箱、盖及小商品包装小商品包装RPVCRPVC、PPPP、PSPS、ABSABS、APETAPET0.5-1.00.5-1.0箱体、罐类容器、罩壳、文具、玩具箱体、罐类容器、罩壳、文具、玩具PPPP、PEPE、ABSABS、PMMAPMMA1.5-3.01.5-3.0冷库用箱、周转箱冷库用箱、周转箱HIPSHIPS、RPVCRPVC、ABSABS第144页/共156页热成型薄片可分为片材(厚度在0 02 21 15mm)5mm)和薄膜材(厚度小于0 02mm)2mm)。塑料片材

46、可采用辊压成型、挤压成型和压制成型等技术制得。第145页/共156页（二）、真空热成型工艺及方法塑料片材的成型加工技术有三种。一是把塑料片材加热，用模型造型，这叫热成型二 是片材本身不加热，按模具的实样成型，这叫冷加工。三是机械加工。本节介绍热成型加工，真空成型法是先把热塑性片材加热，再放到成型模具上，然后用真空泵把模具与塑料片材之间的空气抽走。依靠抽真空形成的压差使塑料片材在模面上紧贴，然后使之冷却，硬化后进行脱模，修饰余边，便得到所要求的成型品，如图所示。第146页/共156页真空成型法1-加热器 2成型片材 3模具 4空气排出前加热片材的状态 5真空泵 6边缘的切断位置第147页/共15

47、6页(三)热成型塑料容器的结构特征由于成型方法及受热塑料片材流动性的限制，其横截面多为方形、圆形、椭圆形，为纵向宽口、窄底且深度相对较浅的敞开式型体。为避免容器角部壁厚过薄和应力集中，适宜采用较大半径的圆弧过渡；圆弧半径一般不小于塑料片材厚度的4-5倍。侧面不宜设计凹凸尺寸较深的局部结构，为加强结构可采用纵向的凹凸结构以便顺利脱模；凹凸结构越宽、越浅为好。阳模成型时取较大脱模斜度（2-3度）；阴模成型时制品收缩会形成离模间隙，但考虑侧面结构及图案等因素，也应考虑0.5-1度的脱模斜度。第148页/共156页对口径较大、侧壁和底面积较大的容器，应设计强化刚性的结构，防止容器瘪陷。热成型容器无分型

48、面飞边和浇口的痕迹，与模具表面接触的面粗糙，不与模具表面接触的面相对光洁。第149页/共156页（四）真空成型制品设计要点几何形状外观模壁斜度切槽片材厚度角部与大平面的设计边的修饰片材厚度的调整尺寸精度及热变形第150页/共156页二、泡沫塑料制品及发泡成型 泡沫塑料是以树脂为基础制成的内部含有无数微小泡孔的塑料制品，又称为微孔塑料或多孔塑料。现代技术几乎能把所有的热固性和热塑性树脂加工制成泡沫塑料。目前，主要品种有聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等泡沫塑料。第151页/共156页泡沫塑料的特点是：质轻，比强度(强度和比重的比值)高。导热性低，绝热，保温性能高。回弹性好，防震性能强。隔音。在

49、包装业中泡沫塑料制品广泛用来作缓冲防震材料。泡沫塑料按制品的软硬程度不同可分为软质、硬质和半硬质三种。按泡孔结构的不同又可分为开孔和闭孔泡沫塑料凡是泡孔互相接通、能互相通气的称为开孔泡沫塑料，开孔泡沫塑料具有良好的吸收声波和缓冲性能。凡是泡孔不互相连通、互不相干的称为闭孔泡沫塑料，闭孔泡沫塑料具有很低的导热系数和吸水率。第152页/共156页（一）泡沫塑料发泡方法物理发泡法化学发泡法机械发泡法第153页/共156页（二）泡沫塑料包装制品结构设计壁厚：应保持基本一致；防止壁厚突变；在模具的最薄部位发泡粒子必须有三粒以上并列。边缘部位：不可过薄。圆角：避免锐角。形状：避免在开模方向的侧面设计有凹坑。脱模斜度：最少要有2度的脱模斜度，一方面容易脱模，另一方面是为了避免侧面在脱模时划伤而影响表面质量。分型面：应放在直壁相接处。第154页/共156页充料口：应放在外表面不明显的位置。蒸气孔：规定在0.5mm左右。发泡倍率：一般70倍以内。着色：第155页/共156页感谢您的观看！第156页/共156页