压胚吹塑成型:很有潜力的新工艺

作者:本刊记者 Matthew H. Naitove 文章来源:PT塑料网 发布时间:2020-06-01
压胚吹塑成型(CBF)作为“改变游戏规则”的技术,正用新一代的机器克服初期的成长之痛——铝制吹塑模具和旋转接头的磨损问题,使之在未来成为注射吹塑成型( IBM)的强劲竞争对手,尤其在HDPE医药瓶成型领域。

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针对HDPE医药瓶(上图)的生产,Amcor公司正在开拓这种新的压胚吹塑成型工艺。它从一个“曲棍球”的连续挤出(下图)开始,然后模压成型为一个型胚并进行吹塑

敢于投资全新的并且可能“改变游戏规则”的工艺技术是Amcor硬塑料公司(美国密歇根州安阿伯,以下简称Amcor公司)在研发上非常重视的一种体现。该公司将其开拓项目之一的压胚吹塑成型首次投入商业化生产。通过最近和Amcor公司负责质量体系、工程标准及先进平台技术的副总裁Tod Eberle的谈话,笔者对这一技术在当今市场的位置和能实现卓越品质、生产率和可持续性的进步有了新的认识。

医药瓶的效益

压胚吹塑成型(Compression Blow Forming ,简称CBF)技术源自意大利Sacmi公司的瓶盖连续压缩成型。CBF包括连续挤出一个“曲棍球”,它被模压成型为一个瓶胚,然后在锁轮系统中被拉胚吹塑。Amcor公司在美国北卡罗莱纳州扬斯维尔有3台12腔CBF机器,为两大非专利药和营养补充品生产商制造常备规和订制的HDPE医药瓶。

Eberle确信CBF将被证明是一种改变游戏规则的技术。与通常用于医药瓶的注射吹塑成型( injection-blow molding ,简称IBM)相比,它带来了30%~35%的能源节省。“客户喜欢这种可持续性的效益。”Eberle指出,CBF同时也提供了更高的生产率——可达6000瓶/h——并将会有更高的速度。“显著地”控制瓶重是CBF的另一项好处。对于一个典型的IBM瓶——质量规格为±0.7~0.8g,CBF可实现10的Cpk值,这在IBM中是“闻所未闻”的。在启动和关闭时产生极少的废料,也是CBF的优势。“这是我所看到的聚烯烃加工过程中的最少废料。”Eberle说道。

Amcor公司为CBF设定了具体的目标:性能达到额定值的85%或更高,生产功效(正常运行时间)大于90%。Eberle介绍说,目前这两者都已经有条件地实现了。

解决磨损问题

与任何全新的工艺一样,CBF也有成长之痛,更何况它是一个复杂精细的工艺。“主要的困扰问题是铝制吹塑模具的过早磨损。”Eberle承认,“为了获得比IBM缩短一半的周期时间,我们需要使用快速冷却的铝制模具。但铝材往往比较柔软,会导致分模线磨损和瓶子中产生可见的缺陷。不幸的是,医药客户都已习惯了IBM带来的完美分模线。”

第二个主要问题是旋转接头上的磨损,旋转接头的作用是在两种不同的温度下分配空气、液压流体和冷却介质。“但Sacmi公司在与我们合作来解决这些问题上是世界级的。” Eberle高兴地说道,Sacmi公司已在亚特兰大为其在美国爱荷华州的得梅因零部件工厂增补了一个销售办事处,从而增强了其在北美市场增加了实力。

Eberle称,合作双方在提高模具技术上一直稳步前进。Sacmi公司现在正在测试的新一代机器,采用翻盖关闭装置取代以前的平行关闭装置,从而对模具将会更轻缓。“对于吹塑模具,我们的目标是为期3年的翻新寿命,我们将需要更多的时间来证明它。”

这台新机器有16~20个型腔,并提供缩短8%~15%的干燥周期时间,这样生产效率的提高十分显著。像第一代系统一样,这些都是伺服电动/液电混合机型。Sacmi公司开发的全电动型号也已上市。

“我们从3年来的生产经验得出的结论是:采用CBF进行大批生产具有很大的意义。”Eberle总结道,“更换压缩和吹塑模具,或许是更换挤出喷嘴和下游处理设备,比IBM更复杂和费时。因此,为了频繁的更换、更短的运行,我们仍将保留IBM。”

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