关于吹塑模具的设计要求

挤出吹塑模主要由两半阴模构成，一般由模体、模颈、模腔、切坯套、截坯口、导柱等组成，对于模具结构设计主要有如下要求
 

(1) 模具分型面设计的要求

挤出吹塑模具的结构设计模具分型面位置选择应使模具对称，减小吹胀比，易于制品脱模。因此，分型面的位置通常由吹塑制品模腔的形状确定。大多数吹塑模具是设计成以分型面为界相配合的两个半模，对于形状不规则的瓶类和容器，分型面位置的确定特别重要，如位置不当将导致产品无法脱模或造成瓶体划伤。这时，需要用不规则分型面的模具，有时甚至要使用三个或更多的可移动部件组成的多分型面模具，利于产品脱模。对横截面为圆形的容器，分型面通过直径设置;对椭圆形容器，分型面应通过椭圆形的长轴;矩形容积的分型面可通过中心线或对角线，其中后者可减小吹胀比，但与分型面相对的拐角部位壁厚较小。对有些制品，则需要设置多个分型面。容器把手应沿分模面设置。把手的横截面应呈方形，拐角用圆弧过渡，优化壁厚分布。把手孔一般采用嵌块来成型。还可用注射法单独成型把手。
 

(2)型腔的设计要求

吹塑模具型腔直接确定制品的形状、尺寸与外观性能。用于PE吹塑的模具型腔表面应稍微有点粗糙。否则，会造成模具型腔排气不良，夹留有气泡，使制品出现“橘皮纹”的表面缺陷。还会导致制品的冷却速率低且不均匀，使制品各处的收缩率不一样。由于PE吹塑模具的温度较低，加上型坯吹胀压力较小，吹胀的型坯不会楔人粗糙型腔表面的波谷，而是位于或跨过波峰，这样，可保证制品有光滑的表面，并提供微小的网状通道，使模腔易于排气。对模腔做喷砂处理可形成粗糙的表面。喷砂粒度要适当，对HDPE的吹塑模具，可采用较粗的粒度，LDPE要采用较细的粒度。蚀刻模腔也可形成粗糙的表面，还可在制品表面形成花纹。吹塑高透明或高光泽性容器(尤其采用PET、PVC或PP)时，要抛光模腔。对工程塑料的吹塑，模具型腔一般不能喷砂，除可蚀刻出花纹外，还可经抛光或消光处理。
 

模具型腔的尺寸主要由制品的外形尺寸并同时考虑制品的收缩率来确定。收缩率一般是指室温(22℃)下模腔尺寸与成型24h后制品尺之间的差异。如HDPE瓶的吹塑成型其收缩率的80％～90％是在成型后的24h内发生的。
 

(3)模具切口

吹塑模具的模口部分应是锋利的切口，以利切断型坯。切断型坯的夹口的最小纵向长度为0.5～2.5mm，过小会减小容器接合缝的厚度，降低其接合强度，甚至容易切破型坯而不易吹胀，过大则无法切断尾料，甚至无法使模具完全闭合。切口的形状，一般为三角形或梯形。为防止切口磨损，常用硬质合金材料制成镶块嵌紧在模具上，切口尽头向模具表面扩大的角度随塑料品种而异，LDPE可取30°～50°，HDPE取12°～15。模具的启闭通常用压缩空气来操纵，闭模速度最好能调节，以适应不同材料的要求。如加工PE时，模具闭合速度过快，切口容易切穿型坯，使型坯无法得到完好的熔接。这就要在速度和锁模作用之间建立平衡，使得夹料部分既能充分熔接，又不致飞边难去除。
 

在夹坯口刃下方开设尾料槽，位于模具分型面上。尾料槽深度对吹塑的成型与制品自动修整有很大影响，尤其对直径大、壁厚小的型坯。槽深过小会使尾料受到过大压力的挤压使模具尤其是夹坯口刃受到过高的应变，甚至模具不能完全闭合，难以切断尾料;若槽深过大，尾料则不能与槽壁接触，无法快速冷却，热量会传至容器接合处，使其软化，修整时会对接合处产生拉伸。(每半边模具的尾料槽深度最好取型坯壁厚的80％～90％。尾料槽夹角的选取也应适当，常取30°～90°。夹坯口刃宽度较大时，一般取大值
 

(4)模具中的嵌块

吹塑模具底部一般设置单独的嵌块，以挤压封接型坯的一端，并切去尾料。设计模底嵌块时应主要考虑夹坯口刀与尾料槽，它们对吹塑制品的成型与性能有重要影响。因此，应满足以下几方面的要求。
 

①要有足够的强度、刚性与耐磨性，在反复的合模过程中承受挤压型坯熔体产生的压力。

②夹坯区的厚度一般比制品壁的厚度大些，积聚的热量较多。因此，夹坯嵌块要选用导热性能高的材料来制造。同时考虑夹坯嵌块耐用性，铜铍合金是一种理想的材料。对软质塑料来说，夹坯嵌块一般可用铝制成，并可与模体做成一体。

③接合缝通常是吹塑容器最薄弱的部位，要在合模后但未切断尾料前把少量熔体挤入接合缝，适当增加其厚度与强度

④应能切断尾料，形成整齐的切口。

成型容器颈部的嵌块主要有模颈圈与剪切块，剪切块位于模颈圈之上，有助于切去颈部余料，减小模颈圈的磨损。剪切块开口为锥形的，夹角一般取60°，模颈圈与剪切块由工具钢制成，并硬化至56～58HRC。
 

(5)模具的排气

成型容积相同的容器时，吹塑模具内排出的空气量比注射成型模具的大许多，要排除的空气体积等于模腔容积减去完全合模瞬时型坯已被吹胀后的体积，其中后者占较大比例，但仍有一定的空气夹留在型坯与模腔之间，尤其对大容积吹塑制品。另外，吹塑模具内的压力很小。因此，对吹塑模具的排气性能要求较高(尤其是型腔抛光的模具)。若夹留在模腔与型坯之间的空气无法完全或尽快排出，型坯就不能快速地吹胀，吹胀后不能与模腔良好地接触，会使制品表面出现粗糙、凹痕等缺陷，表面文字、图案不够清晰，影响制品的外观性能与外部形状，尤其当型坯挤出时出现条痕或发生熔体破裂时。排气不良还会延长制品的冷却时间，降低其力学性能，造成其壁厚分布不均匀。因此，要设法提高吹塑模具的排气性能。
 

(6)模具加热与冷却

在吹塑时，塑料熔体的热量将不断传给模具，模具的温度过高会严重影响生产率。为了使模温保持在适当的范围，一般情况下，模具应设冷却装置，合理设计和布置冷却系统很重要。
 

一般原则是:冷却水道与型腔的距离各处应保持一致，保证制品各处冷却收缩均匀。对于大型模具，为了改进冷却介质的循环，提高冷却效应，应直接在吹塑模的后面设置密封的水箱箱上开设一个人水口和一个出水口。对于较小的模具，可直接在模板上设置冷却水通道，冷却水从模具底部进去，出水口设在模具的顶部，这样做一方面可避免产生空气泡;另一方面可使冷却水按自然升温的方向流动。模面较大的冷却水通道内，可安装折引导水的流向，还可促进湍流的作用，避免冷却水流动过程中出现死角。
 

对于一些工程塑料，如PC、POM等，模具不仅不需要冷却，有时甚至要求在一定程度上升高模温，以保证型坯的吹胀和花纹的清晰，可在模具的冷却通道内通入加热介质或者点式的采用电热板加热。