Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Қуыс пластикалық бөлшектерді пішіндеу және біріктіру өндіріс процесі
Manufacturing process for forming and joining together hollow plastic parts
Соғу қалыптау (немесе қалыптау) – қуыс пластикалық бөлшектерді пішіндеуге арналған өндіріс процесі. Ол шыны бөтелкелер немесе басқа да қуыс нысандарды қалыптастыру үшін де қолданылады. Жалпы, соғу қалыптаудың үш негізгі түрі бар: экструзиялық соғу қалыптау, инъекциялық соғу қалыптау және созу-инъекциялық соғу қалыптау. Соғу қалыптау процесі алдымен пластмассаны қыздыру арқылы жұмсартудан басталады, яғни дайындаманы немесе паризонды қыздыру қажет. Паризон – бір жағынан қысылған ауа кіретін тесігі бар пластиктен жасалған түтікше. Содан кейін пластикалық бұйым қалыпқа бекітіліп, оған ауа үрленеді. Ауа қысымы пластикті қалыптың пішініне келтіредей кеңейтеді. Пластик суынып, қатып қалғаннан кейін қалып ашылып, бөлшек шығарылады. Қалыптың ішіндегі су арналары салқындату процесіне көмектеседі.
Blow molding (or moulding) is a manufacturing process for forming hollow plastic parts. It is also used for forming glass bottles or other hollow shapes. In general, there are three main types of blow molding: extrusion blow molding, injection blow molding, and injection stretch blow molding. The blow molding process begins with softening plastic by heating a preform or parison. The parison is a tube like piece of plastic with a hole in one end through which compressed air can enter. The plastic workpiece is then clamped into a mold and air is blown into it. The air pressure inflates the plastic which conforms to the mold. Once the plastic has cooled and hardened the mold opens and the part is ejected. Water channels within the mold assist cooling.
Тарих
Бұл процестің қағидасы шыны үрлеу идеясынан туындаған. Энох Фернгрен мен Уильям Копитке 1938 жылы соққымен қалыптау машинасы жасап, оны «Хартфорд Империя» компаниясына сатты. Осылайша коммерциялық үрлеу процесі басталды. 1940 жылдары өнімнің түрлері мен саны әлі де шектеулі болғандықтан, соққымен қалыптау кейінірек дами бастады. Түрлері мен өндіріс қарқыны артқан соң, өнімдердің саны да тез өсті. Үрлеу техникасын қолданып, қуыс денелі бұйымдарды жасауға қажетті техникалық механизмдер өте ерте қалыптасты. Шынының нашарлығына байланысты, пластик пайдаланғаннан кейін, кейбір жағдайларда шыны пластикке алмастырылды. Пластик бөтелкелерді алғаш рет 1939 жылы Америкада жаппай өндірді. Германия бұл технологияны біршама кейін қолдана бастады, бірақ қазір соққымен қалыптау машиналарын өндіруші елдердің алдында тұр. АҚШ-тағы газдалған сусындар өндірісінде пластикалық контейнерлердің саны 1977 жылы нөлден 1999 жылы он миллиардқа дейін жетті. Бүгінде өнімдердің саны одан да көп, және оның артуы күтілуде. Аморфты металдар, сондай-ақ көлемді металл шыны деп те аталатын, үшін соққымен қалыптау пластикпен салыстырылатын қысым мен температурада жақында демонстрацияланды.
The process principle comes from the idea of glassblowing. Enoch Ferngren and William Kopitke produced a blow molding machine and sold it to Hartford Empire Company in 1938. This was the beginning of the commercial blow molding process. During the 1940s the variety and number of products were still very limited and therefore blow molding did not take off until later. Once the variety and production rates went up the number of products created soon followed. The technical mechanisms needed to produce hollow bodied workpieces using the blowing technique were established very early on. Because glass is very breakable, after the introduction of plastic, plastic was used to replace glass in some cases. The first mass production of plastic bottles was done in America in 1939. Germany started using this technology a little bit later but is currently one of the leading manufacturers of blow molding machines. In the United States soft drink industry, the number of plastic containers went from zero in 1977 to ten billion pieces in 1999. Today, an even greater number of products are blown and it is expected to keep increasing. For amorphous metals, also known as bulk metallic glasses, blow molding has been recently demonstrated under pressures and temperatures comparable to plastic blow molding.
Экструзиялық үрлеумен қалыптау
Экструзиялық соғу кезінде пластик балқытылады және қуыс түтікке экструзияланады, нәтижесінде бір жағынан қысылған газ үшін тесігі бар түтік тәрізді пластик бөлік пайда болады, бұл парисон деп аталады. Парисон суытылған металл қалыпқа жабыстырылады. Паризонға ауа үрленіп, ол қуыс бөтелке, контейнер немесе бұйым пішініне дейін кеңейтіледі. Пластик салқындағаннан кейін қалып ашылып, бұйым шығарылады. "Тікелей экструзиялық соғу – инъекциялық қалыптауға ұқсас материалды итеру тәсілі, онда Архимед бұрандасы айналып, қыздырылған түтікке пластик материалды жібереді. Пластик балқығаннан кейін бұранда айналуын тоқтатады және балқыманы сыртқа итеру үшін сызықты қозғалады. Аккумуляторлық әдіс бойынша аккумулятор балқыған пластикті жинайды және алдыңғы қалып салқындағаннан кейін және жеткілікті пластик жиналғаннан кейін, иік балқыған пластикті итеріп, парисонды қалыптастырады. Бұл жағдайда бұранда үздіксіз немесе аралық түрде айналуы мүмкін. Ұздіксіз экструзия кезінде парисонның салмағы парисонды сүйреп, қабырға қалыңдығын калибрлеуді қиындатады. Аккумуляторлық бастың немесе кері бұрандалы әдістердің гидравликалық жүйелері парисонды жылдам итеруге мүмкіндік береді, салмақтың әсерін азайтады және парисонды бағдарламалау құрылғысымен қалып аралығын реттеу арқылы қабырға қалыңдығын дәл бақылауға мүмкіндік береді. Ұздіксіз экструзия жабдықтарына роторлық дөңгелекті соғу қалыптау жүйелері және шаттл машиналары кіреді, ал үзіліссіз экструзия машиналарына кері бұрандалы машиналар мен аккумуляторлық басты машиналар кіреді.
In extrusion blow molding, plastic is melted and extruded into a hollow tube forming a tube like piece of plastic with a hole in one end for compressed gas known as a parison. The parison is captured by closing it into a cooled metal mold. Air is blown into the parison, inflating it into the shape of the hollow bottle, container, or part. After the plastic has cooled, the mold is opened and the part is ejected. "Straight extrusion blow molding is a way of propelling material forward similar to injection molding whereby an Archimedean screw turns, feeding plastic material down a heated tube. Once the plastic is melted the screw stops rotating and linearly moves to push the melt out. With the accumulator method, an accumulator gathers melted plastic and after the previous mold has cooled and enough plastic has accumulated, a rod pushes the melted plastic and forms the parison. In this case the screw may turn continuously or intermittently. With continuous extrusion the weight of the parison drags the parison and makes calibrating the wall thickness difficult. The accumulator head or reciprocating screw methods use hydraulic systems to push the parison out quickly reducing the effect of the weight and allowing precise control over the wall thickness by adjusting the die gap with a parison programming device. Continuous extrusion equipment includes rotary wheel blow molding systems and shuttle machinery, while intermittent extrusion machinery includes reciprocating screw machinery and accumulator head machinery.
Спинді кесу
Құймалар сияқты ыдыстар көбінесе қалыптау процесі кезінде артық материалға ие болады. Бұл артық материал кескіш пышақты айналдыру арқылы кесіліп алынады, бұл материалды бөліп шығарады. Артық пластик қайта өңделіп, жаңа құймалар жасауға қолданылады. Спин триммерлері PVC, HDPE және PE+LDPE сияқты көптеген материалдармен жұмыс істейді. Материалдардың әртүрлі түрлерінің физикалық қасиеттері кесу процесіне әсер етеді. Мысалы, аморфты материалдардан жасалған құймаларды кристалды материалдарға қарағанда кесу қиынырақ. Пышақтардың қызмет ету мерзімін 30 есеге арттыру үшін көбінесе титан нитридімен қапталған пышақтар қолданылады.
Containers such as jars often have an excess of material due to the molding process. This is trimmed off by spinning a cutting blade around the container which separates the material. The excess plastic is then recycled to create new moldings. Spin Trimmers are used on a number of materials, such as PVC, HDPE and PE+LDPE. Different types of the materials have their own physical characteristics affecting trimming. For example, moldings produced from amorphous materials are much more difficult to trim than crystalline materials. Titanium nitride coated blades are often used rather than standard steel to increase life by a factor of 30 times.
Инъекциялық соғу
Инъекциялық қалыптау арқылы үрлеу (IBM) процесі үлкен көлемде қуыс шыны және пластик бұйымдарын өндіру үшін қолданылады. IBM процесінде полимер ядролық штырғынға инъекциялық қалыптау арқылы құйылады; содан кейін ядролық штырғын үрлеу станциясына бұрылып, үрленеді және салқындатылады. Бұл үш үрлеу процесінің арасында ең аз қолданылатыны, әдетте шағын медициналық және бір реттік қолданысқа арналған бөтелкелерді жасау үшін пайдаланылады. Процесс үш қадамға бөлінеді: инъекция, үрлеу және шығару. Инъекциялық қалыптау арқылы үрлеу машинасы экструдерлік барабан мен полимерді ерітетін бұрандалы механизмге негізделген. Ерітілген полимер ыстық коллекторға жіберіледі, онда ол қыздырылған қуыс пен ядролық штырғынға форсункалар арқылы инъекцияланады. Қуыс қалып сыртқы пішінды қалыптастырады және алдын ала пішіннің ішкі пішінін құрайтын ядролық таяқшаның айналасына бекітіледі. Алдын ала пішін толық пішінделген бөтелке/құмыра мойнынан және денесін құрайтын қалың полимерлік түтікшенің жалғасуынан тұрады, сыртқы түрінен тігілген мойынды сынақ түтігіне ұқсайды. Алдын ала пішін қалыбы ашылады және ядролық таяқша айналып, суытылған үрлеу қалыбына бекітіледі. Ядролық таяқтың ұшы ашылады және қысылған ауа алдын ала пішінге кіреді, оны дайын өнімнің пішініне дейін үрлейді. Салқындату кезеңінен кейін үрлеу қалыбы ашылады және ядролық таяқша шығару орнына бұрылады. Дайын өнім ядролық таяқшадан алынып, қаптамалау алдында қажет болса герметикалық тексеруден өтеді. Алдын ала пішін және үрлеу қалыбында өнімнің көлеміне және қажетті өнімділікке байланысты әдетте үштен он алтыға дейін көптеген қуыстар болуы мүмкін. Үш жиынтық ядролық таяқша бар, бұл бір мезгілде алдын ала пішінге инъекция жасауға, үрлеуге және шығаруға мүмкіндік береді.
The process of injection blow molding (IBM) is used for the production of hollow glass and plastic objects in large quantities. In the IBM process, the polymer is injection molded onto a core pin; then the core pin is rotated to a blow molding station to be inflated and cooled. This is the least used of the three blow molding processes, and is typically used to make small medical and single serve bottles. The process is divided into three steps: injection, blowing and ejection. The injection blow molding machine is based on an extruder barrel and screw assembly which melts the polymer. The molten polymer is fed into a hot runner manifold where it is injected through nozzles into a heated cavity and core pin. The cavity mold forms the external shape and is clamped around a core rod which forms the internal shape of the preform. The preform consists of a fully formed bottle/jar neck with a thick tube of polymer attached, which will form the body. similar in appearance to a test tube with a threaded neck. The preform mold opens and the core rod is rotated and clamped into the hollow, chilled blow mold. The end of the core rod opens and allows compressed air into the preform, which inflates it to the finished article shape. After a cooling period the blow mold opens and the core rod is rotated to the ejection position. The finished article is stripped off the core rod and as an option can be leak tested prior to packing. The preform and blow mold can have many cavities, typically three to sixteen depending on the article size and the required output. There are three sets of core rods, which allow concurrent preform injection, blow molding and ejection.
Инъекциялық соғумен соғу
Инъекциялық соғу арқылы қалыптаудың екі негізгі әдісі бар, атап айтқанда, бір кезеңді және екі кезеңді процесс. Бір кезеңді процесс өз кезегінде 3 станциялық және 4 станциялық машиналарға бөлінеді.
Injection Stretch Blow Molding has two main different methods, namely Single stage and Double stage process. The Single stage process is then again broken down into 3 station and 4 station machines.
Бір сатылы
Бір сатылы процесте преформа жасау және бөтелке үрлеу бір машинада жүзеге асырылады. Инъекция, қайта қыздыру, созу және шығарудың 4 станциялық әдісі, қайта қыздыру кезеңін жоятын және преформадағы жасырын жылуды пайдаланатын 3 станциялық машинаға қарағанда қымбат. Бұл қайта қыздыруға жұмсалатын энергияны үнемдеуге және құралдарды 25%-ға қысқартуға мүмкіндік береді. Процесті түсіндірейік: Молекулаларды кішкентай дөңгелек шарлар деп елестетейік. Олар біріккенде үлкен ауа кеңістіктері мен аз беттік байланысқа ие болады. Алдымен молекулаларды тік бағытта созу арқылы, содан кейін көлденең бағытта созу үшін үрлеу, екі осьті созу молекулаларды крест тәрізді пішінге келтіреді. Бұл "кресттер" бірін-бірі тығыз орналастырады, беттік байланыс көбейгенде аз орын қалдырады, соның салдарынан материалдың тесіктілігі азайып, өткізуге қарсы кедергі күші артады. Бұл процесс сондай-ақ газдалған сусындарды толтыруға қажетті күштілікті арттырады.
In the single stage process, both preform manufacture and bottle blowing is performed in the same machine. The older 4 station method of injection, reheat, stretch blow and ejection is more costly than the 3 station machine which eliminates the reheat stage and uses latent heat in the preform, thus saving costs of energy to reheat and 25% reduction in tooling. The process explained: Imagine the molecules are small round balls, when together they have large air gaps and small surface contact, by first stretching the molecules vertically then blowing to stretch horizontally the biaxial stretching makes the molecules a cross shape. These "crosses" fit together leaving little space as more surface area is contacted thus making the material less porous and increasing barrier strength against permeation. This process also increases the strength to be ideal for filling with carbonated drinks.
Екі сатылы
Екі сатылы инъекциялық-соғу процесінде пластик алдымен инъекциялық қалыптау арқылы "алдын ала пішінге" (преформаға) түйірленеді. Бұл преформалар бөтелкелердің мойындарымен, бір жағында бұрандалы бөлігімен ("қосымша") жасалады. Бұл алдын ала пішіндер қапталып, кейін (салқындатылғаннан кейін) қайта қыздыру-соғу машинасына жіберіледі. ISBM процесінде преформалар (әдетте инфрақызыл қыздырғыштарды пайдалана отырып) шыны тәрізді температурадан жоғары қыздырылады, содан кейін жоғары қысымды ауамен металл қалыптарға соғылып бөтелкелерге айналдырылады. Преформа процестің бір бөлігі ретінде міндетті түрде өзекті таяқшамен созылады.
In the two stage injection stretch blow molding process, the plastic is first molded into a "preform" using the injection molding process. These preforms are produced with the necks of the bottles, including threads (the "finish") on one end. These preforms are packaged, and fed later (after cooling) into a reheat stretch blow molding machine. In the ISBM process, the preforms are heated (typically using infrared heaters) above their glass transition temperature, then blown using high pressure air into bottles using metal blow molds. The preform is always stretched with a core rod as part of the process.