淺談中空吹塑制品常見問題及解決方案
以下為本公司品管部宋經理在2018塑料中空制品行業市場與技術交流會上的發言稿：
諸位行業領導、專家：
大家好！
中空吹塑成型技術是塑料加工常見技術之一，吹塑制品廣泛應用于各行各業中，容器、薄膜、飲料瓶、玩具...可以說中空制品已經融入了我們的生活。本文將就中空吹塑產品容易出現的質量問題進行匯總，并簡要闡述解決方案，以供探討。
首先，中空吹塑產品遇到的第一個問題通常是制品質（重）量波動大，該問題產生的原因主要有以下幾點：（1）型坯突然變化；（2）原料混合不均勻；（3）進料段堵塞或架橋，造成擠出量不穩；（4）擠出機轉速不穩定。針對上面的幾點問題，我們可以通過如下方法加以排查和解決：檢查、維修壁厚控制裝置，使型坯控制更穩定；采用恰當的原料拌合裝置，適當延長拌合時間，使原料各組分拌合均勻；檢查進料口處是否有塊狀物或其他異物堵塞了進料口；適當降低進料口溫度，避免“搭橋”現象的發生；檢查擠出機電機是否異常、電機與變速箱聯結是否松動、打滑，保證穩定的螺桿轉速。與此同時，我們還需定期對電子秤進行校驗，避免計量器具的波動影響質量判斷。
部分中空吹塑制品被用于盛裝液體，期間經常會遇到容量不達標的情況，模具設計尺寸錯誤；制品收縮率過大，導致制品尺寸縮��；制品壁厚過厚或制品壁厚不均勻，導致制品變形、凹癟；吹脹壓力過小，制品沒有吹脹到設計尺寸等都是容積不達標的原因。而我們可以通過修理改進模具，先在理論上符合容積要求；再更換收縮率較小的原料，適當延長吹氣時間，降低模具冷卻溫度，使成品尺寸收縮率盡可能降低；調節壁厚控制器，使壁厚分布均勻，解決個別部位凹癟、變形的問題；適當調整吹氣時間，使制品外形符合設計初衷；或者適當提高吹氣壓力等方式來進行解決。我公司在生產對容量有很高要求的某產品時，遇到了容量超標、容量不達標問題反復出現的情況，該產品外觀如下圖：
圖1 原型品 圖2 首次改進 圖3 二次改進
圖1為本次改進產品原型，我們通過對把手結構的改進（圖2），將吹塑把手改為注塑把手，不僅提高了原料利用率也降低了成型難度。但是第一次改進存在桶體灌裝溶液后脹大的問題，于是我們在產品中體增加了加強筋（圖3），第一、二次改進產品容量及尺寸檢測見表1：
表1
由上述圖表我們可以很清晰的看到：通過對桶體加強筋的改進，有效緩解了桶注水后尺寸膨脹的問題；通過對桶體壁厚、重量的微調，同時滿足了客戶保障尺寸、容量達標的質量要求。
通過上面的案例，我們簡單了解了尺寸與容積的關系，原料收縮率太大；制品壁厚過厚；模具溫度太高；熔體溫度太高；吹塑壓力不足；吹塑定型時間太短等情況都會導致制品尺寸超出標準范疇的問題，我們可以通過選用收縮率較低的樹脂；適當減少壁厚，盡量使壁厚分布均勻；適當降低模具溫度；適當降低熔體溫度；適當提高吹塑壓力；適當延長定型時間等方式加強對制品尺寸的管控。圖4產品對尺寸要求較高，但不同的是，該產品控制尺寸為內徑，而在中空吹塑過程中，無法直接對如此大口徑產品進行定型，只有通過調整恰當的工藝時間、制品壁厚、選用合適的原料，甚至于使用模外定型進行控制，以滿足質量要求。
圖4
制品外觀是客戶對制品質量的第一印象，制品表面有黑點、黑線問題大部分是由于溫度設定不恰當，原料碳化；蓄料器或機頭流道內堆積的碳化物被帶出；原料內有異物所導致的。通過適當降低加工溫度；清理流道系統，或降低注射壓力；凈化原料、及時清理過濾板等措施可有效解決該類問題。除黑點黑線外，注射壓力過高；壁厚控制器壁厚跟蹤不準確；口模粗糙等問題會造成型坯擠出時遇阻，導致制品表面有橫向條痕�？赏ㄟ^適當降低注射壓力；檢查維修壁厚控制器，或重新設定型坯壁厚，減緩壁厚變化波動；清理、拋光口模等方式進行解決。與此同時，口模處有異物；模套或模芯邊緣有毛刺或缺口；蓄料器或機頭內有異物等情況會造成制品表面有縱向條痕，我們需要清理口模；修整模芯模套；清理蓄料器、機頭，或適當提高注射壓力，用熔融物料將異物帶出，從而進行解決。
制品壁厚是對產品質量影響最大的因素之一，當出現制品壁厚不均勻或某處壁厚過薄的問題時，我們要及時對以下原因進行分析：①機頭口模間隙調整不當，型坯擠出時歪斜；②模具與機頭中心不一致；③型坯擠出時下垂；④擠出型坯長短波動大；⑤型坯吹脹比過大；⑥模具設計不合理；⑦模具溫度分布不均勻。并及時通過①根據壁厚分布情況調整口模間隙；②調整機頭位置或調整模具安裝位置；③適當提高擠出速度或合模速度，選用熔體流動速率低的原料；④檢查料斗有無堵塞或架橋，若使用不同牌號的混合料，盡量拌和均勻；⑤適當降低吹脹比；⑥重新改進模具；⑦根據產品特性，適當調整不同部位模具冷卻溫度等方式進行解決，另外，原料在熔融狀態下的延展性能也是我們必須考慮的問題。在未徹底解決問題前，應避免批量生產，以免質量問題的擴大。
密封只是一個程度的問題，而不是絕對的。目前，采用較多的密封方式主要有3種，分別是內蓋密封、密封圈密封、墊片密封，這三者各有優劣，內蓋密封效果略差，但穩定耐用；墊片密封較好，但反復利用率略差；密封圈密封性能最好，但在設計時需注意干涉、摩擦等問題。在進行密封方式選擇時，還需對材質、密封能力、密封時效等多個問題進行綜合考慮。常見密封失效的原因如下：①制品密封部位平面或內壁差；②制品密封面高度前后左右有偏差；③密封材質與內容物發生化學反應；④密封器與口部配合不當。我們可通過調整密封部位平面或內壁，使其平整；調整高度偏差，使接觸面高度一致；選用恰當的密封材質，避免內容物腐蝕；調整密封器與口部的配合等方式進行解決。圖5是一種密封圈密封方式的剖面圖，圖6是一種墊片密封方式的剖面圖，通過對密封狀態的研究，有助于提高對密封失效的預防，而在研究過程中，我們需要注意，實踐才是檢驗理論的唯一途徑，過于相信理論會導致很難生產出合格產品，過于依賴經驗則不易發現潛在問題。
圖5 一種密封圈密封 圖6 一種墊片密封
產品在裝運過程中，一定會碰到堆碼、運輸的問題，在運輸過程中，若產品不慎從高處跌落，則很容易發生破裂問題，通常破裂問題是由于壁厚調整不恰當；成型溫度設定不恰當；原料牌號選用不合理；模具設計不合理等原因導致的。通過重新調整制品壁厚，加強受力處的壁厚控制；重新設定成型溫度，過高會導致原料分解過低會導致塑化不良；重新選用適用的原料牌號；對產品結構進行改進等方式可解決跌落性能差的問題。與此同時，若壁厚調整不恰當；原料牌號選用不合理；模具設計不合理會致使產品堆碼性能差，影響產品的運輸，通過重新調整制品壁厚，加強受力處的壁厚控制；重新選用適用的原料牌號；對模具進行改進，根據需要加加強筋等方式可進一步提高產品堆碼性能。圖7、8是新舊兩種堆碼桶的示例圖，改進桶型中加強筋的加入進一步提高了產品堆碼性能。在進行堆碼性能改進時，將中空容器看做一個殼體結構進行研究，相對會簡化研究過程。通常情況下，在產品結構已經確定的情況下，跌落性能與堆碼性能是相輔相成而又相互對立的，我們需在其中找到合適的平衡點，以滿足堆碼性能佳、跌落性能好的要求。
圖7 原堆碼桶型 圖8 改進堆碼桶型
最后，隨著產品使用條件的不同，產品的耐環境應力開裂性能越來越被重視，原料牌號選用不恰當；模具設計不合理成型溫度不恰當，造成應力集中等原因都會導致產品的耐環境應力開裂性能差。通過選用適當牌號的原料；對模具進行改進，尤其是尖銳轉角處；設定適當的成型溫度，并對壁厚進行調整，避免應力集中問題等方式可進行解決。環境應力開裂問題由于其特殊性，很難在生產過程中及時發現，待檢測發現時可能損失已經造成，因此必須在生產初期考慮好該問題。在選材時，盡量選用分子量分布較寬、支化度較高的材質；在模具設計時，盡量避免尖銳轉角等應力易集中結構；在工藝設定時，設定合適的溫度與冷卻速率。大部分原材料生產商都會提供原料的F50時間，該數值可有效反映原料的耐環境應力開裂性能，但實際生產時，該數據僅能作為參考，不能過分依賴。
吹塑制品生產過程中會出現各種各樣的狀況，本次僅僅是挑選了幾個成品最容易發生的問題進行探討，提出幾個不成熟的解決方案供大家參考，原料、設備、塑化、成型等吹塑制品生產的各個方面、每個細節都值得我們深入進行研究。以上僅為個人的淺薄之見，敬請行業領導、專家的批評、指導，感謝諸位的聆聽，謝謝大家！
