挤压吹塑的溢料控制

陈工

控制溢料的不利影响对于成功挤压操作而言极为重要。生产过程中的任何变化，会使型坯受到挤压，在顶部和底部出现夹断现象，进而吹塑出一个模具腔的物品。而且，顶部和底部的夹断还会产生过量的溢料。
3 P' {% g7 b& U0 V% V  c溢料限制了吹塑的效率，如在模制后，额外需用专用设备进行的去除溢料，可能还会损坏好的成品；因为溢料较厚区域所需冷却时间的增加，因此还会大大延长模制生产的周期。
- G5 h2 P  g  e" N; O$ N溢料冷却缓慢
& ^: H2 V" i  K4 L7 P$ x溢料产生于窄点，这就意味着溢料的厚度通常是产品最大厚度的两倍。这样，溢料的冷却时间至少是模制过程所需总时间的两倍。
实际上，大多数生产厂商用溢料在完全冷却之前就抽出产品的方法法来减少冷却时间上的损失，即，在溢料还处于松软状态时就抽出产品。但这样做也会引起一些其他问题：一是在模制过程中抽出产品，溢料容易打卷并粘附在产品之上；二是溢料太热也很难做修整处理。这两种情形的总损失都会大大增加产品的不合格率。
& _% X& F. {: Q. J8 l4 ?$ j& T  J8 ~理论上讲，解决这个难题的方法在于减少溢料冷却时间与产品冷却时间之间的范围差异。要想达到这个目的，需要懂得冷却和挤压吹塑的力量，以及将其中的专有技术转化成工具设计及工具改进的方法。
6 n. _. B4 {0 U7 f$ o冷却时间受模具撤热速率的影响，该速率反过来可通过空气、水或者冷却油道模具加工的巧妙设计得到优化。冷却介质最常用的是水。
模具内的水流动形式（以及与水流动形式相关的冷却率）可以用雷诺数（RE）来定义。雷诺数的基本方程式为：
; k- X6 ]2 o( d* f. f: d8 sRE=pVd/N
其中，
P：代表流体密度
V：代表平均流速
( |: u$ {0 X) cD：代表管道直径
' j/ x& Q8 x3 Z$ I1 I4 pN：代表流体粘度
一般来讲，如果雷诺数小于等于2100，管线内的水流会出现层流现象，这对撤热（BTUs）的效率来说比较差；相反，雷诺数如果大于2100，管线内的水流可能会出现湍流形式，这使撤热效果极其显著。显而易见，在设计吹塑冷却管道时，首先要考虑导致产生或者改善水流的湍流形式的设计。对于有些情况比如注模，可以使用机械装置（比如螺杆）在冷却管道中帮助产生湍流。
& [- V9 l( [9 K较为困难的是在低温下，加速冷却速率、减少冷却时间的模制工作。实际上，这种做法不会成功，原因有两个：其一，在产品上可能会出现积累的内应力；其二，模具内的水温如果低于大气温度，可能会导致“模具出汗”或者模具上冷凝有小水珠，这样，在产品表面会产生“橘皮”缺陷，必须要杜绝出现这种严重缺陷的根源。工业上通常的做法是，使用的工具必须有一个安全限度。
( h4 M/ e' V4 W! C" `( q& p# a溢料补救措施
先分析得出减少溢料所致的时间损失的几种可行补救方法。对于大多数的瓶塑而言，在出现溢料的地方设计成单独的插件，这样做是因为夹断之处通常需要一个专用的金属插件（比如QC7铝制插件），不但耐用，而且还可以增加热传递速率。
这样可使瓶塑的设计者在设计插件（或者重新设计现有插件）时的工作简单化，将这种插件作为单独的冷却区域进行设计，其冷却效率可大大得到提高。包括冷却插件在内的更新做法，通常是合理可行的。
5 F/ H! _' P+ u8 m传统吹塑插件接合线的截面通常采取水平方式，这样做的主要原因是：对于模具制造商来说，制造更简单，而且加工成直线形式投资更少。但是，梯形截面可以大大增加模具与溢料的接触面积，因此撤热的效果会更好。梯形插件的截面也能增加溢料的稳定性，使“热尾”在稠热状态下更不易打卷。
对于1加仑63g的瓶子而言，上述的双重补救方法结合使用，效果会更好。将插件作为单独冷却区域的设计和插件梯形形状的机械加工两种措施一起使用，可以将冷却时间减少4s，这样，整个工作时间可由原来的13s减少到9s，或者说减少了31%，可以大大弥补其他方面所增加的投资。
梯形截面接合线也有助于解决在吹塑花盆中所碰到的问题。厂商采用的五点分度轮设备，能每隔2.5s将产品放置在传送装置上（借助于冷却风机），即完成冷却。然而，在“热尾”抵达修整处时，因为太稠而得不到有效的切割。模具上额外增加的梯形截面凹槽夹断插件，这样可以提高冷却的效率。对于不规则形状的部件，可将整个接合线设计成梯形截面，两个半块的接合线得以弥补，以此确保接合线碰在一起，这样既可以提高溢料的稳定性，又可降低产品的不合格率。
文章关键词： 挤压、吹塑