降低PET碳酸瓶成型压力的瓶底模结构优化及实验研究

针对五爪瓣型的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)碳酸瓶底在吹塑过程中成型困难的问题,提出一种改进的底模结构,以降低最低吹塑压力。利用Polyflow软件有限元分析,研究了碳酸瓶底的不同几何特征对于吹塑成型中材料流动性的影响,并获得瓶底厚度分布的点云数据。使用ABAQUS仿真非均匀壁厚的瓶底力学性能,在保证一定瓶底性能的前提下,对原瓶底结构进行优化设计。以2 L雪碧瓶为例设计测试底模进行实验,测试的最低吹塑成型气压由原底模的24 kg/cm^(2)降低为20 kg/cm^(2),且在凸底测试中,3组测试样品的72 h底中心高度最低为2.52 mm,高于要求的标准0.5 mm。

双轴向拉伸吹塑成型技术原理和实验研究

针对传统拉伸吹塑工艺生产出的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)瓶具有底部积料严重、材料拉伸不充分等缺点,提出双轴向拉伸吹塑方法。在双轴向拉伸吹塑中,模具的底模中心设置一根下杆,下杆在吹塑过程中上升到一定高度并停留一段时间,使底部材料能够充分拉伸,然后下杆卸载,上杆继续下降至底模位置,瓶坯在高气压下进一步成型为瓶子。通过实验和运用仿真软件Polyflow,对质量85 g体积4 500 mL的PET瓶分别在双轴向拉伸吹塑工艺和现有拉伸吹塑工艺下成型进行对比,发现双轴向拉伸吹塑能明显降低瓶底的厚度和质量。通过对比两种工艺在底部开始发生大幅度变形时刻的温度分布,数据表明在双轴向拉伸吹塑工艺中瓶底部分在接触模具之前保持高温状态的时间更长。分别对下杆停留时间、下杆上升延迟时间和下杆上升高度三项重要影响参数进行实验研究,三个参数均能显著降低瓶底质量,而且下杆上升高度会影响瓶整体材料分布。