Deep Analysis of the Structural Composition of 押し出しブロー成形機

Deep Analysis of the Structural Composition of 押し出しブロー成形機

I. Core Power Unit: 押出システム

薄板プラスチック製品の生産のための核心装置として、押し出しブロー成形機は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂を、 "原料プラスチケ化 - 圧縮フォー等の 成形 - 型取り - 気吹き成形 - 冷却と圧出" という連続的なプロセスを通して様々な薄板製品に変換します。それらの構造設計は、溶融のプラスチケ化均一性、形材寸法の精度、成形の安定性、および生産効率を保証する必要があります。主に押し出しシステム、締結システム、および吹き出し成形システム、および制御システムや各種補助装置から構成されます。すべてのモジュールは相乗的かつ協調して完全な生産クローズループを形成します。以下は各構造モジュールの構成、機能、および主な技術ポイントについての詳細な分析です。

1. スクリューとバレル: コアプラスチカゼ成分

1. スレッドと筒型 コアプラスチケ化 コンポーネントs

スレッドと筒型の適合精度は、プラスチケ化効果にとって重要であり、二者は閉鎖した材料搬送および溶融空間を形成します。処理材料の特性に応じてスレッドは2つの構造に分類されます:段階的変化型スレッドと急激変化型スレッド。段階的変化型スレッドはポリエチレンなどの結晶性プラスチケに適しており、スレッド溝の深さのゆっくりとした変化によって安定した溶融を実現します。急激変化型スレッドはポリ塩化ビニルなどの非結晶性プラスチケに適しており、スレッド溝の深さの急激な変化によって圧縮熱を強化し、溶融効率を向上させます。産業用アプリケーションでは、スレッドの長さ径比(有効長と直径の比)が通常20:1から30:1の間で、圧縮比(給送セクションの溝深さと計量セクションの比)が2.5:1から4:1の間に制御されます。例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)を処理する場合、28:1の長さ径比と3.5:1の圧縮比を備えたスレッドを選ぶと、溶融の均一性を15%向上させることができます。

バレルは高強度の金属の円筒であり、その内壁はニトリンガされていますかスプレー処理されています。硬度はHV900以上に達しなければなりませんが材料摩耗に耐えるためです。バレルとスレッドの間の隙間は材料搬送効率と摩擦効果を保証するために0.1-0.3mmの間で制御されます。

2. 加熱および冷却装置:正確な温度制御を保証する

材料の段階的溶融および安定したプラスチケ化を達成するため、バレルの外部部分は1.5-3.0W/cm²の電力密度を有する区切られた電気加熱コイルで加熱され、通常3-5のセグメントに分かれて独立した温度制御を行います。各処理段階の温度は材料特性と正確に一致しなければなりません。例えば、ポリプロピレン(PP)を処理する場合、給送セクションの温度は160-180℃、圧縮セクションは180-200℃、計量セクションは200-220℃で制御されます。溶融の過熱分解または悪いプラスチケ化を防ぐために温度変動は±2℃以内で厳密に制御されなければなりません。

冷却装置は加熱装置と協調して温度バランスを達成し、通常空気冷却または水冷却を採用しています。水温は30℃以下でなければなりません。その主な機能は、給送セクションで材料を冷却し、前溶融による安定的でない供給を防ぐことです。同時に、バレルの各セクションの温度精度を調整して、安定した溶融性能を確保します。

使用例:

吹き出し機は、変圧モーター、減速機、およびカップリングから構成され、ねじ回転用の安定した電力を提供します。モータ出力は、ねじ直径に応じて調整されます。たとえば、Φ65mmのねじには通常、30〜45kWの変圧モーターが搭載され、回転速度調節範囲は10〜100r/minです。高頻度変圧制御により、押し出し量の正確な調整が可能です。減速比は一般的に10〜20です。カップリングの配列精度は定期的に確認され、放射性偏差が≤0.1mm、端面偏差が≤0.05mmであることを確認する必要があります。これにより、輸送振動により生じるスクリュー摩耗を防止します。

II. 浚出精度保証ユニット: クランプシステム

II.成形精度保証ユニット:クランプシステム

クランプシステムは、金型の閉鎖、ロック、開放、および製品脱金型の機能を担当します。その安定性は、製品寸法の精度、金型寿命、および生産安全性に直結します。主にテンプレートおよびガイド柱、金型継留機構、そして安全保護装置から構成されます。

1.テンプレートとガイド柱:導入と位置決めの基盤

移動テンプレートと固定テンプレートは、金型設置用のキャリアであり、通常、200〜500mmの厚さのQ235または45鋼から作られており、ガイド柱を通して正確な導入と接続を実現します。ガイド柱の直径はΦ50〜150mm、長さは1000〜3000mmで、直線性要件は≤0.02mm/mであり、表面硬度はHRC50〜55です。これにより、テンプレートの平行化誤差が≤0.1mm/mとなり、金型の位置ずれによって金型の締め付け中に製品のフィッシュまたは寸法偏差が発生しないようにします。実用上、ガイド柱は200時間ごとに高温リチウム系グリスで定期的に潤滑を行い、乾燥による摩擦によって表面に傷がつくのを防ぎます。

2.金型締め付け機構:コアロック力

3. 安全保護装置: 生産保護の鍵

安全保護装置:生産保護の鍵

装置と作業者の安全を確保するため、締め付けシステムは複数の保護装置を備えています：金型保護装置は、金型の閉鎖前に赤外線センサを介して異物の有無を検出し、金属の断片や他の破片が金型内に挟まってしまうことで装置の損傷を防ぎます。油圧過載保護は、圧力リレーによって実現されるもので、設定値は最大締め付け力の110%です。一度は、金型の破損が起こり、金型保護装置が作動しなかったために80,000元近くの直接損失が生じており、保護装置の必要性が強調されています。

打吹き成形装置は、筒状パライソンを発送形状に変換する中心的なユニットです。パライソンに圧縮空気を導入することにより、溶融生成物が膨張してモールドの内壁に密着し、冷却および定着後に空洞のある製品が形成されます。主に、打吹しピン、空気回路制御装置、およびモールド排気構造から成り立ちます。

1. ブローピン: ガス導入のコア

ブローピンは、Φ5〜20mmの外径と1〜3mmの壁厚の空洞鋼管構造です。ヘッドは30°〜60度の円錐形で、パリソンへの滑らかな挿入と溶融物への突き上げを避けるのに便利です。ブローピンは、パリソンの中心と正確に同心に位置し、偏差は≤1mmで、挿入深さはパリソンの長さの1/3〜1/2です。たとえば、パリソンの長さが300mmの場合、挿入深さは100〜150mmで制御します。あまり浅い挿入は、未充填の製品の上部につながり、あまり深い挿入はパリソンを損傷する可能性があります。

2. エア回路制御装置: 安定した吹き具合の保証

エア回路システムは、安定した圧縮空気を提供する機能を担っています。コア部品には、空気圧縮機、空気貯蔵タンク、ソレノイドバルヴ、圧力センサーがあります。空気圧縮機の排気量は0.5〜5m³/分、動作圧力は0.8〜1.2MPaです。空気貯蔵タンクの容量は0.5〜2m³で、空気源圧の安定化と吹き成形工程中の圧力変動の回避に使用されます。ソレノイドバルヴの応答時間は≤50msで、吹き出しタイミングの精密な制御を保障します。圧力センサーの精度は±0.01MPaで、吹き出し圧力をリアルタイムで監視します。

ブロー条件は、材料特性に応じて調整する必要があります。ポリエチレン (PE) 製品のブロワ圧は0.3〜0.6MPa、ポリカボネート (PC) 製品のブロワ圧は0.8〜1.0MPaです。ブロワ時間は製品の壁厚に応じて変化し、2mmの壁厚では約3秒、5mmの壁厚では約8秒で、製品が完全に膨張し、壁厚が均一になることを確認します。

3. 金型排気構造：外観品質保証

金型ハウジングを、均一に配置されたΦ0.5～1.0mmの直径の排気孔（5～10mmのブランク）で装備し、注型膨張中の空気を排出する。これにより、空気残留による生成物表面の凹みを防ぎます。同時に、吹き出し口の位置は、生成物のリブやねじ構造を避けるように設定して、過剰な局所圧力による変形を防止します。

IV. センタールコントロールユニット: 制御システム

制御システムは、押出・吹き出し型機の“命”である。さまざまなシステムの協調的な作業を調整し、温度、圧力、速度、時間などのプロセスパラメーターを正確に制御し、生産プロセスの安定性と再現性を確保します。主に電気制御ユニット、人間と機械とのインターフェース、および実行部品から構成されます。

1. 精密制御モジュール: 核規制機能

温度制御では、プロポリショナル・インディケティブ・ダイレキティブル（PID）コントローラを使用して、押出缶、金型、その他の部品に対する段階別温度制御を行います。各セグメントには、±0.5℃の精度を持つ熱抵抗センサが搭載されており、加熱コイル電力はソリッドステートリレーを通して調整されており、温度制御精度は±1℃です。油圧システム圧力は±0.5MPaの調整精度を持つ比例弁で制御されます。圧着速度は「遅い—速い—遅い」の三段階制御を採用し、≤5mm/sの低速と50～100mm/sの高速を使用して金型衝突を防ぎます。吹き出し型用エアサーキット圧は電気圧力調整弁を介して調整され、圧力安定化時間は≤0.1秒で、均一なパリゾン膨張を確保します。

2. ヒューマンマシンインターフェースと故障監視: 作業と保護の保証

人間と機械のインターフェイスは通常、7～15インチのタッチスクリーンを採用します。操作者は、押出速度、クランプ力、吹き込み時間などのプロセスパラメータを設定し、温度曲線や圧力値などの生産状態のデータをリアルタイム表示できます。システムには完全な障害警告機能が備わっており、過熱、圧力不足、金型の異物などの異常状態が発生した場合に、機械をタイムリーにアラームや停止し、修理を容易にする障害情報を記録できます。操作権限は階層型管理を実現しており、普通の操作者はプロセスパラメータを変更することができ、管理者は制御プログラムを調整し、誤操作を防止することができます。

V. 生産保証部門：補助機器

補助装置は、コア成形のプロセスに直接参加しませんが、生産の継続性、製品の品質、環境保護に欠かせません。主に冷却装置、脱模装置、スクラップエッジ処理装置、原材料前処理装置などがあります。

冷却装置は、金型冷却と製品冷却に分かれています。金型冷却では20～30℃の循環水を用い、金型とキャビティの間を距離が≤10mmで配置することで、金型面温度差が≤5℃になるようにします。製品冷却には、金型内遅延吹き（圧力0.2～0.4MPa、遅延0.5～2秒）または金型外空気冷却（風速5～10m/s）を用い、成形サイクルを20～30％短縮できます。脱模装置は、ほとんどの場合、5～50kNの押し出し力のロボットアームまたは押し出しシリンダーです。押し出し位置は、製品の弱い部分（ねじや鋭いコーナーなど）を避けて、製品の破損を防ぎます。スクラップエッジ処理装置は、自動カッターと破砕機からなります。カッタの刃の硬度はHRC55～60であり、金型との間隔は≤0.1mmでスクラップエッジのきれいな切断を可能にします。破砕された粒子の粒度は2～5mmで、再資源化して再利用できますが、再資源化率は製品性能に影響を与えないよう30％を越えません。

VI. 構造調整および性能最適化の概要 本吹き型押出機の構造は、「多システムの協調と高精度な調節」という特徴を持っています：押出システムは溶融の均一性を、締押システムは成形精度を、吹き型システムは形状形成を、制御システムは全体を調整し、補助装置は連続生産を保証します。各システムのパラメータ調整は、材料の可塑性の要件とスクリュー長径比の調整、製品の計画面積と締押力の調整、材料の流動性と吹き込み圧力の調整など、生産効率と製品品質を直接左右します。

押出ブロー成形機の構造は、「複数システムの協調と高精度なマッチング」という特徴を備えています。押出システムは溶融の均一性を確保し、締め込みシステムは成形精度を確保し、ブロー成形システムは形状形成を実現し、制御システムは全体を調整し、付属設備は連続生産を可能にします。各システムのパラメータマッチングは、材料のプラスチケーション要件とスクリュー長径比のマッチング、製品の目標面積と締め込み力のマッチング、材料の流動性とブロー圧のマッチングといった点で、生産効率と製品の品質を直接決定します。

インテリジェント製造技術の進化により、現代の押出ブローモールディング機の構造設計は「精密化、自動化、省エネルギー」に向かって順次アップデートされています。スクラップロールの構造を最適化してプラスチケーション効率を向上させ、コンタクトタイプの金型締め付け機構を採用してエネルギー消費を削減し、インテリジェントモニタリングシステムを導入してプロセスパラメーターをリアルタイムで最適化することで、複合素材押出や薄肉化、大規模化などの複雑な製品の生産ニーズにさらに適応していきます。これにより、ホーローポリプロダクト産業は高品質に発展を遂げます。