 Formowanie z rozdmuchiwaniem Formowanie z rozdmuchiwaniem (formowanie BrE ) jest specyficznym procesem produkcyjnym, w którym formowane są puste części z tworzywa sztucznego i które można łączyć ze sobą. Służy również do formowania szklanych butelek lub innych pustych kształtów. Zasadniczo istnieją trzy główne typy rozdmuchiwania: wytłaczanie z rozdmuchiwaniem, wtrysk z rozdmuchiwaniem i wtrysk z rozdmuchiwaniem z rozciąganiem. Proces formowania z rozdmuchiwaniem rozpoczyna się od stopienia tworzywa sztucznego i uformowania go w kształtkę wstępną lub, w przypadku formowania wtryskowego z rozdmuchem z rozciąganiem (ISB), preformy. Parison jest rurowym kawałkiem plastiku z otworem na jednym końcu, przez który może przepływać sprężone powietrze. Więź jest następnie zaciskana w formie i wdmuchiwane do niej powietrze. Ciśnienie powietrza wypycha plastik w celu dopasowania do formy. Po ochłodzeniu i stwardnieniu plastiku forma otwiera się i część zostaje wyrzucona. Koszt części formowanych przez rozdmuchiwanie jest wyższy niż koszt części formowanych wtryskowo, ale niższy niż części formowane obrotowo. |
Historia
Zasada procesu wynika z idei dmuchania szkła . Enoch Ferngren i William Kopitke wyprodukowali maszynę do rozdmuchu i sprzedali ją Hartford Empire Company w 1938 roku. Był to początek komercyjnego procesu formowania z rozdmuchiwaniem. W latach 40. XX wieku różnorodność i liczba produktów była nadal bardzo ograniczona, dlatego formowanie z rozdmuchiwaniem rozpoczęło się dopiero później. Gdy wzrosła różnorodność i tempo produkcji, wkrótce pojawiła się liczba produktów.
Mechanizmy techniczne potrzebne do wytwarzania pustych elementów przy użyciu techniki rozdmuchu zostały ustalone bardzo wcześnie. Ponieważ szkło jest bardzo kruche, po wprowadzeniu plastiku w niektórych przypadkach zastosowano szkło zastępujące szkło. Pierwszą masową produkcję plastikowych butelek przeprowadzono w Ameryce w 1939 r. Niemcy zaczęły stosować tę technologię nieco później, ale obecnie są jednym z wiodących producentów maszyn do formowania z rozdmuchiwaniem.
W amerykańskim przemyśle napojów bezalkoholowych liczba plastikowych pojemników wzrosła z zera w 1977 r. Do dziesięciu miliardów sztuk w 1999 r. Obecnie produkuje się jeszcze większą liczbę produktów i oczekuje się, że będzie nadal rosła.
W przypadku metali amorficznych , zwanych również masowymi szkłami metalowymi, formowanie z rozdmuchiwaniem zostało ostatnio zademonstrowane pod ciśnieniami i temperaturami porównywalnymi z formowaniem z rozdmuchiwaniem z tworzywa sztucznego.
 Typologie Wytłaczanie z rozdmuchem W wytłaczaniu z rozdmuchiwaniem (EBM) tworzywo sztuczne topi się i wytłacza do pustej rurki (kształtka wstępna). Ta więź jest następnie chwytana przez zamknięcie jej w schłodzonej metalowej formie. Powietrze jest następnie wdmuchiwane do parisonu, nadając mu kształt pustej butelki , pojemnika lub części. Po wystarczającym ochłodzeniu tworzywa sztucznego forma jest otwierana, a część jest wypychana. Ciągły i przerywany to dwie odmiany wytłaczania z rozdmuchem. Podczas ciągłego wytłaczania z rozdmuchiwaniem kształtka jest wytłaczana w sposób ciągły, a poszczególne części są odcinane odpowiednim nożem. W przerywanym formowaniu z rozdmuchiwaniem występują dwa procesy: prosty przerywany jest podobny do formowania wtryskowego, w którym śruba obraca się, a następnie zatrzymuje i wypycha stopiony materiał. W metodzie akumulatorowej akumulator gromadzi stopione tworzywo sztuczne, a gdy poprzednia forma ostygnie i zgromadzi się wystarczająca ilość tworzywa sztucznego, pręt popycha stopione tworzywo sztuczne i tworzy więź. W takim przypadku śruba może obracać się w sposób ciągły lub przerywany. Przy ciągłym wytłaczaniu ciężar pary wodnej ciągnie ją i utrudnia kalibrację grubości ściany. Metody głowic akumulatorowych lub śrub tłokowych wykorzystują układy hydrauliczne do szybkiego wypchnięcia pryzmy, szybko zmniejszając wpływ ciężaru i umożliwiając precyzyjną kontrolę grubości ścianki poprzez dostosowanie szczeliny matrycy za pomocą urządzenia do programowania parisów. Procesy EBM mogą być ciągłe (ciągłe wytłaczanie parytetu) lub przerywane. Rodzaje sprzętu EBM można podzielić na następujące kategorie: Urządzenia do ciągłego wytłaczania systemy rozdmuchowe z wirującymi kołami Przerywane maszyny do wytłaczania maszyny z głowicą akumulatorową Przykłady części wytwarzanych w procesie EBM obejmują większość pustych produktów polietylenowych, butelek mleka, butelek szamponu, przewodów samochodowych, konewek i pustych części przemysłowych, takich jak bębny. Zalety formowania z rozdmuchiwaniem obejmują: niski koszt narzędzia i matrycy; szybkie tempo produkcji; zdolność do formowania złożonej części; Uchwyty mogą być włączone do projektu. Wady formowania z rozdmuchiwaniem obejmują: ograniczone do pustych w środku części, niską wytrzymałość, w celu zwiększenia właściwości barierowych stosowane są wielowarstwowe konstrukcje z różnych materiałów, dlatego nie nadają się do recyklingu. Aby słoiki z szeroką szyjką były konieczne przycinanie. Przycinanie wirowania Pojemniki takie jak słoiki często mają nadmiar materiału z powodu procesu formowania. Jest to przycinane przez obrócenie noża wokół pojemnika, który odcina materiał. Ten nadmiar tworzywa sztucznego jest następnie poddawany recyklingowi w celu stworzenia nowych listew. Spin Trimery są używane do wielu materiałów, takich jak PVC, HDPE i PE + LDPE. Różne rodzaje materiałów mają swoje właściwości fizyczne wpływające na przycinanie. Na przykład listwy wykonane z materiałów amorficznych są znacznie trudniejsze do przycinania niż materiały krystaliczne. Ostrza pokryte tytanem są często używane zamiast stali standardowej, aby zwiększyć żywotność 30 razy. |
 Formowanie przez rozdmuchiwanie Formowanie wtryskowe z rozdmuchiwaniem plastikowej butelki Proces formowania wtryskowego z rozdmuchiwaniem (IBM) stosuje się do produkcji pustych szklanych i plastikowych przedmiotów w dużych ilościach. W procesie IBM polimer jest formowany wtryskowo na trzpień rdzenia; następnie trzpień rdzenia obraca się do stanowiska rozdmuchiwania w celu napompowania i schłodzenia. Jest to najmniej używany z trzech procesów formowania z rozdmuchiwaniem i zwykle jest stosowany do produkcji małych butelek medycznych i jednorazowych. Proces dzieli się na trzy etapy: wtrysk, dmuchanie i wyrzut. Wtryskarka z rozdmuchem oparta jest na cylindrze wytłaczarki i zespole ślimaka, który topi polimer . Stopiony polimer jest podawany do kolektora gorącego kanału, gdzie jest wtryskiwany przez dysze do ogrzanej wnęki i trzpienia rdzenia. Forma wnękowa tworzy zewnętrzny kształt i jest zaciśnięta wokół pręta rdzenia, który tworzy wewnętrzny kształt preformy. Preforma składa się z całkowicie uformowanej szyjki butelki / słoika z przymocowaną grubą rurką z polimeru, która utworzy korpus. wyglądem przypomina probówkę z gwintowaną szyjką. Forma preformy otwiera się, a rdzeń jest obracany i zaciskany w pustej, schłodzonej formie rozdmuchowej. Koniec pręta rdzenia otwiera się i umożliwia sprężone powietrze do preformy, co powoduje napompowanie go do kształtu gotowego wyrobu. Po okresie chłodzenia forma rozdmuchowa otwiera się i pręt rdzenia obraca się do położenia wyrzucania. Gotowy artykuł jest usuwany z pręta rdzenia i jako opcja może być testowany pod kątem szczelności przed zapakowaniem. Preforma i forma rozdmuchowa mogą mieć wiele wnęk, zwykle od trzech do szesnastu, w zależności od wielkości wyrobu i wymaganej wydajności. Istnieją trzy zestawy prętów rdzeniowych, które umożliwiają równoczesne wtryskiwanie preform, formowanie z rozdmuchiwaniem i wyrzucanie. Zalety: Zapewnia formowaną wtryskowo szyjkę dla dokładności. Wady: pasuje tylko do butelek o małej pojemności, ponieważ trudno jest kontrolować centrum podstawy podczas dmuchania. Brak wzrostu wytrzymałości bariery, ponieważ materiał nie jest rozciągany dwuosiowo. Uchwyty nie mogą być włączone. |
Proces wtrysku z rozdmuchem i rozciąganiem
Ma to dwie główne różne metody, a mianowicie proces jednoetapowy i dwuetapowy. Proces jednoetapowy jest ponownie dzielony na maszyny 3-stacyjne i 4-stacyjne. W dwuetapowym procesie formowania z rozdmuchiwaniem z rozciąganiem rozdmuchiwanym tworzywo sztuczne jest najpierw formowane w „preformę” przy użyciu procesu formowania wtryskowego. Te preformy są wytwarzane z szyjkami butelek, w tym z gwintami („wykończeniem”) na jednym końcu. Te preformy są pakowane i podawane później (po schłodzeniu) do maszyny do formowania z rozdmuchiwaniem z rozciąganiem. W procesie ISB preformy są ogrzewane (zwykle za pomocą promienników podczerwieni) powyżej ich temperatury zeszklenia, a następnie wdmuchiwane za pomocą powietrza pod wysokim ciśnieniem do butelek za pomocą metalowych form rozdmuchowych. Preforma jest zawsze rozciągana za pomocą pręta rdzeniowego jako część procesu.
Zalety: wytwarzane są bardzo duże ilości. Małe ograniczenie w projektowaniu butelek. Preformy mogą być sprzedawane jako kompletny przedmiot do rozdmuchu przez osobę trzecią. Nadaje się do cylindrycznych, prostokątnych lub owalnych butelek. Wady: Wysoki koszt kapitału. Wymagana powierzchnia podłogi jest wysoka, chociaż dostępne są kompaktowe systemy.
W procesie jednoetapowym zarówno wytwarzanie preform, jak i rozdmuchiwanie butelek odbywa się w tej samej maszynie. Starsza 4-stanowiskowa metoda wtrysku, podgrzewania, rozciągania z rozdmuchiwaniem i wyrzucania jest droższa niż 3-stanowiskowa maszyna, która eliminuje etap podgrzewania i wykorzystuje utajone ciepło w preformie, oszczędzając w ten sposób koszty energii do podgrzania i 25% redukcji oprzyrządowania . Wyjaśnienie procesu: Wyobraź sobie, że cząsteczki są małymi okrągłymi kulkami, gdy razem mają duże szczeliny powietrzne i niewielki kontakt z powierzchnią, najpierw rozciągając cząsteczki pionowo, a następnie dmuchając, aby rozciągnąć poziomo, dwuosiowe rozciąganie sprawia, że cząsteczki mają kształt krzyża. Te „krzyże” pasują do siebie, pozostawiając niewiele miejsca w miarę kontaktu większej powierzchni, dzięki czemu materiał jest mniej porowaty i zwiększa się bariera przed przenikaniem. Ten proces zwiększa również wytrzymałość, aby być idealnym do napełniania gazowanych napojów.
Zalety
Doskonale nadaje się do małych ilości i krótkich serii. Ponieważ preforma nie jest uwalniana podczas całego procesu, grubość ścianki preformy można kształtować, aby umożliwić równomierną grubość ścianki podczas dmuchania kształtów prostokątnych i nieokrągłych.
Niedogodności
Ograniczenia w projektowaniu butelek. Tylko butelki szampana mogą być wykonane dla butelek gazowanych.