吹塑机原理及概述

吹塑机原理及概述
吹塑 (blow moulding )也称中空吹塑，一种发展迅速的塑料加工方法。热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯，趁热（或加热到软化状态），置于对开模中，闭模后立即在型坯内通入压缩空气，使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得到各种中空制品。吹塑薄膜的制造工艺在原理上和中空制品吹塑十分相似，但它不使用模具，从塑料加工技术分类的角度，吹塑薄膜的成型工艺通常列入挤出中。吹塑工艺在第二次世界大战期间，开始用于生产低密度聚乙烯小瓶。50年代后期，随着高密度聚乙烯的诞生和吹塑成型机的发展，吹塑技术得到了广泛应用。中空容器的体积可达数千升，有的生产已采用了计算机控制。适用于吹塑的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯等，所得之中空容器广泛用作工业包装容器。

机器分类：
吹塑机可分为挤出吹塑机、注射吹塑机和特殊结构吹塑机三大类。拉伸吹塑机可归属于上述每一类中。挤出吹塑机是挤出机与吹塑机和合模机构的组合体，由挤出机及型坯模头、吹胀装置、合模机构、型坯厚度控制系统和传动机构组成。型坯模头是决定吹塑制品质量的重要部件之一，通常有侧进料型模头和中央进料型模头。大型制品吹塑时多采用蓄料缸式型坯模头。蓄料缸容积*小为1kg，*大可达240kg。型坯厚度控制装置用于控制型坯壁厚，控制点*多达128点，一般为20～30点。挤出吹塑机可生产容积范围为2.5ml～104l的空心制品。
注射吹塑机是注塑机与吹塑机构的组合体，包括塑化机构、液压系统、控制电器及其它机械部件。常见的类型有三工位注射吹塑机和四工位注射吹塑机。三工位机有预制型坯、吹胀和脱模三个工位，每工位相隔120°。四工位机则多一预成型工位，每工位相隔90°。此外，还有工位间相隔180°的双工位注射吹塑机。注射吹塑机生产的塑料容器尺寸精确，无需二次加工，但模具费用较高。
特殊结构吹塑机是用片材、熔融料和冷坯为型坯吹塑具有特殊形状和用途的空心体的吹塑机。由于生产的制品的形状和要求不同，吹塑机的结构也各异。

运作原理：
在吹塑薄膜生产过程中，薄膜厚薄均匀度是一个很关键的指标，其中纵向厚薄均匀度可以通过挤出和牵引速度稳定性加以控制，而薄膜横向厚薄均匀度一般依耐于模头精密制造，且随着生产工艺参数变化而变化，为了提高薄膜横向厚薄均匀度，须引进自动横向厚薄控制系统，常用控制方法有自动模头（热膨胀螺丝控制）和自动风环，这里主要介绍自动风环原理与应用。
基本原理
自动风环结构上采用双风口方式，其中下风口风量保持恒定，上风口圆周上分为若干个风道，每个风道由风室、阀门、电机等组成，由电机驱动阀门调整风道开口度，控制每个风道风量大小。
控制过程中，由测厚探头检测到薄膜厚薄信号传送到计算机，计算机把厚薄信号与当前设定平均厚度进行对比，根据厚薄偏差量以及曲线变化趋势进行运算，控制电机驱动阀门移动，当薄膜偏薄时，电机正向移动，风口关小；相反，电机反向移动，风口增大，通过改变风环圆周上各点风量大小，调整各点冷却速度，使薄膜横向厚薄偏差控制在目标的范围。
控制方案
自动风环是一种在线实时控制系统，系统被控对象为分布在风环上的若干个电机。由风机送来的冷却气流经风环风室恒压后分配到每个风道上，由电机驱动阀门作开合运动以调整风口及风量的大小，改变模头出料处膜坯的冷却效果，从而控制薄膜厚度，从控制过程看，薄膜厚度变化与电机控制量之间找不到明确关系，不同厚度薄膜以及阀门不同位置厚薄变化与控制量之间程非线性无规律变化，每调整一个阀门时对相邻点影响都很大，且调整有滞后性，使不同时刻之间又互相关联，对于这种高度非线性、强耦合、时变性和控制不确定性系统，其精确数学模型几乎无法建立，即使能建立数学模型，也非常复杂，难以求解，以致没实用价值，而传统控制对较确定控制模型控制效果较好，而对于高度非线性，不确定性，复杂反馈信息控制效果很差甚至无能为力。鉴于此我们选择了模糊控制算法。同时采用改变模糊量化因子方式更好适应系统参数的改变。