聚丙烯輸液瓶吹塑模具設計

婁 曉

（湖南都市職業學院，湖南 長沙410000）

0 引言

在中國的大容量輸液容器市場，主要有玻璃瓶、非PVC軟袋和聚丙烯塑料瓶3種大輸液包裝形式。其中，聚丙烯塑料瓶大輸液包裝容器在我國占有很大的市場份額。聚丙烯輸液瓶使用的材料為醫療級聚丙烯（PP），一般是通過兩步法吹瓶機將管胚吹制成瓶來進行生產。其中，兩步法吹瓶機的核心之一就是用來吹制聚丙烯輸液瓶的吹塑模具。

1 零件工藝分析

圖1 所示聚丙烯輸液瓶是一種薄壁容器，最薄處約為0.1～0.3 mm，材料為PP，收縮率為16‰。該產品生產工藝類似于PET礦泉水瓶，但材料不同，PET礦泉水瓶吹制的壓力為30 kg以上，PP輸液瓶吹制的壓力為10～16 kg。吹制成的輸液瓶要求外表光滑，無任何破損和小孔，成型飽滿，無明顯的合模線等。

圖1 聚丙烯輸液瓶

2 模具結構設計

分析圖1輸液瓶的形狀，瓶身為光滑無凹陷結構，底部有凹陷和缺口。吹瓶模具在分型時需要考慮到模具的加工等，因此模具不能存在倒扣等結構，再結合吹瓶機模具安裝架的結構等，我們把模具分為3大部分。首先，我們把瓶底的部分單獨分出來，分型面為瓶底凹陷區域與平面的交接處；其次，我們把瓶身分成2部分，考慮到吹瓶機的工藝特性，我們選擇輸液瓶窄方向的中心為分模面。這樣模具就分為左半模具、右半模具和底部模具，左、右半模為對稱結構，分別安裝在吹瓶機的模架上，底模安裝在吹瓶機的底模架上。開模時，首先左、右半模在吹瓶機的模架上移動，同時與產品脫開，底模待左、右半模脫開后再向下運動脫開。

通過Creo Parametric 2.0三維軟件輔助設計，模具與產品的關系如圖2所示，圖2中間為輸液瓶，左、右為模具，底部為底模。

圖2 模具與產品的關系

3 模具排氣槽設計

輸液瓶的制作流程如下：由一個小的管胚經過加熱至吹塑溫度后送到吹塑模具，通過高壓壓縮空氣吹制而成。由于吹塑模具的特性，模具在吹制的過程中需要在模具的型腔上設置排氣槽，以便排除原有模具型腔中的空氣。如圖2所示，需要在左、右半模的分模面上加工4～5條4 mm寬、0.2 mm深的排氣槽；同樣，在底部模具的分型面上也要分別加工4條4 mm寬、0.2 mm深的排氣槽。排氣槽的深度設置也是通過實踐測試過的，如果深度太大，會造成產品上有排氣槽的突出印記，影響產品的美觀性，如果太淺，輸液瓶在吹制的過程中由于排氣不暢，局部會成型不良，導致外觀成型不全或不飽滿，情況嚴重時甚至會造成破瓶等現象，從而影響輸液瓶質量。

4 模具的冷卻

模具的冷卻系統在吹塑模具的過程中是很重要的部分，一旦模具冷卻不好，直接反映出來的就是產品質量存在問題。輸液瓶在模具中吹制成型時，由于瓶的溫度會達到130℃以上，因此定型時需要模具本身的溫度比較低，以便吸收瓶的溫度來冷卻固定瓶的形狀。一般我們利用冷水機提供的5～15℃的低溫冷卻水來冷卻模具。

在設計模具時必須考慮冷卻效果，冷卻效果好壞主要由2個方面決定，一為模具本身的導熱系數，另一為模具的冷卻水道設置。導熱系數主要與材料有關，這里我們選用的左、右半模材料為7075的高強度鋁合金，其導熱效果很好，底部模具材料為H62黃銅，其導熱效果也很好。模具的冷卻水道設置也很關鍵，如圖2所示，在左、右半模上分別加工了一進一出直徑為10 mm的冷卻水道。模具冷卻水道的具體分布如圖3所示，通過在模具上加工深孔和打入堵頭，將水路隔斷成一條通道，進、出模具水孔為管螺紋，與管螺紋接頭連接，冷卻水經過在模具內部的來回流動，將熱量帶走，以降低模具的溫度。同樣，我們在底部模具的安裝架上也設置了冷卻水道，用于降低底部模具的溫度，進而冷卻輸液瓶。

圖3 模具冷卻水道的具體分布

5 結語

輸液瓶的模具設計考慮到了吹塑工藝的各個方面，通過運用Creo Parametric 2.0三維設計軟件，縮短了設計周期，降低了設計人員的勞動強度。并且該模具已經與相關公司合作用于生產實踐中，已取得了預期的效果，產品得到了客戶的一致好評。

［1］海天.Creo 2.0輔助設計從入門到精通［M］.北京：人民郵電出版社，2013