吹塑機原理及概述
吹塑 (blow moulding )也稱(chēng)中空吹塑,一種發(fā)展迅速的塑料加工方法。熱塑性樹(shù)脂經(jīng)擠出或注射成型得到的管狀塑料型坯,趁熱(或加熱到軟化狀態(tài)),置于對開(kāi)模中,閉模后立即在型坯內通入壓縮空氣,使塑料型坯吹脹而緊貼在模具內壁上,經(jīng)冷卻脫模,即得到各種中空制品。吹塑薄膜的制造工藝在原理上和中空制品吹塑十分相似,但它不使用模具,從塑料加工技術(shù)分類(lèi)的角度,吹塑薄膜的成型工藝通常列入擠出中。吹塑工藝在第二次世界大戰期間,開(kāi)始用于生產(chǎn)低密度聚乙烯小瓶。50年代后期,隨著(zhù)高密度聚乙烯的誕生和吹塑成型機的發(fā)展,吹塑技術(shù)得到了廣泛應用。中空容器的體積可達數千升,有的生產(chǎn)已采用了計算機控制。適用于吹塑的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯等,所得之中空容器廣泛用作工業(yè)包裝容器。
機器分類(lèi):
吹塑機可分為擠出吹塑機、注射吹塑機和特殊結構吹塑機三大類(lèi)。拉伸吹塑機可歸屬于上述每一類(lèi)中。擠出吹塑機是擠出機與吹塑機和合模機構的組合體,由擠出機及型坯模頭、吹脹裝置、合模機構、型坯厚度控制系統和傳動(dòng)機構組成。型坯模頭是決定吹塑制品質(zhì)量的重要部件之一,通常有側進(jìn)料型模頭和中央進(jìn)料型模頭。大型制品吹塑時(shí)多采用蓄料缸式型坯模頭。蓄料缸容積*小為1kg,*大可達240kg。型坯厚度控制裝置用于控制型坯壁厚,控制點(diǎn)*多達128點(diǎn),一般為20~30點(diǎn)。擠出吹塑機可生產(chǎn)容積范圍為2.5ml~104l的空心制品。
注射吹塑機是注塑機與吹塑機構的組合體,包括塑化機構、液壓系統、控制電器及其它機械部件。常見(jiàn)的類(lèi)型有三工位注射吹塑機和四工位注射吹塑機。三工位機有預制型坯、吹脹和脫模三個(gè)工位,每工位相隔120°。四工位機則多一預成型工位,每工位相隔90°。此外,還有工位間相隔180°的雙工位注射吹塑機。注射吹塑機生產(chǎn)的塑料容器尺寸精確,無(wú)需二次加工,但模具費用較高。
特殊結構吹塑機是用片材、熔融料和冷坯為型坯吹塑具有特殊形狀和用途的空心體的吹塑機。由于生產(chǎn)的制品的形狀和要求不同,吹塑機的結構也各異。
運作原理:
在吹塑薄膜生產(chǎn)過(guò)程中,薄膜厚薄均勻度是一個(gè)很關(guān)鍵的指標,其中縱向厚薄均勻度可以通過(guò)擠出和牽引速度穩定性加以控制,而薄膜橫向厚薄均勻度一般依耐于模頭精密制造,且隨著(zhù)生產(chǎn)工藝參數變化而變化,為了提高薄膜橫向厚薄均勻度,須引進(jìn)自動(dòng)橫向厚薄控制系統,常用控制方法有自動(dòng)模頭(熱膨脹螺絲控制)和自動(dòng)風(fēng)環(huán),這里主要介紹自動(dòng)風(fēng)環(huán)原理與應用。
基本原理
自動(dòng)風(fēng)環(huán)結構上采用雙風(fēng)口方式,其中下風(fēng)口風(fēng)量保持恒定,上風(fēng)口圓周上分為若干個(gè)風(fēng)道,每個(gè)風(fēng)道由風(fēng)室、閥門(mén)、電機等組成,由電機驅動(dòng)閥門(mén)調整風(fēng)道開(kāi)口度,控制每個(gè)風(fēng)道風(fēng)量大小。
控制過(guò)程中,由測厚探頭檢測到薄膜厚薄信號傳送到計算機,計算機把厚薄信號與當前設定平均厚度進(jìn)行對比,根據厚薄偏差量以及曲線(xiàn)變化趨勢進(jìn)行運算,控制電機驅動(dòng)閥門(mén)移動(dòng),當薄膜偏薄時(shí),電機正向移動(dòng),風(fēng)口關(guān);相反,電機反向移動(dòng),風(fēng)口增大,通過(guò)改變風(fēng)環(huán)圓周上各點(diǎn)風(fēng)量大小,調整各點(diǎn)冷卻速度,使薄膜橫向厚薄偏差控制在目標的范圍。
控制方案
自動(dòng)風(fēng)環(huán)是一種在線(xiàn)實(shí)時(shí)控制系統,系統被控對象為分布在風(fēng)環(huán)上的若干個(gè)電機。由風(fēng)機送來(lái)的冷卻氣流經(jīng)風(fēng)環(huán)風(fēng)室恒壓后分配到每個(gè)風(fēng)道上,由電機驅動(dòng)閥門(mén)作開(kāi)合運動(dòng)以調整風(fēng)口及風(fēng)量的大小,改變模頭出料處膜坯的冷卻效果,從而控制薄膜厚度,從控制過(guò)程看,薄膜厚度變化與電機控制量之間找不到明確關(guān)系,不同厚度薄膜以及閥門(mén)不同位置厚薄變化與控制量之間程非線(xiàn)性無(wú)規律變化,每調整一個(gè)閥門(mén)時(shí)對相鄰點(diǎn)影響都很大,且調整有滯后性,使不同時(shí)刻之間又互相關(guān)聯(lián),對于這種高度非線(xiàn)性、強耦合、時(shí)變性和控制不確定性系統,其精確數學(xué)模型幾乎無(wú)法建立,即使能建立數學(xué)模型,也非常復雜,難以求解,以致沒(méi)實(shí)用價(jià)值,而傳統控制對較確定控制模型控制效果較好,而對于高度非線(xiàn)性,不確定性,復雜反饋信息控制效果很差甚至無(wú)能為力。鑒于此我們選擇了模糊控制算法。同時(shí)采用改變模糊量化因子方式更好適應系統參數的改變。