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3.型坯吹脹階段研究狀況 型坯吹脹是指將塑料管坯趁熱置于模具中,并即時(shí)在管坯中通入壓縮空氣將其吹脹，緊貼于模腔壁上成型，這個(gè)階段的成型直接影響制品的外形，壁厚均勻性以及制品的性能，是整個(gè)成型過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 在這一階段，型坯吹脹的實(shí)驗(yàn)研究主要包括兩個(gè)方面：一方面是型坯吹脹動(dòng)力學(xué)研究，另一方面是型坯吹脹完畢后，型坯壁厚尺寸的測(cè)量。最早建立實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)型坯吹脹動(dòng)力學(xué)研究的是Musa R.Kamal、Victor Tan和Dilhan Kalyon[8]。他們自行設(shè)計(jì)透明吹塑模具，并用兩臺(tái)攝像機(jī)來(lái)拍攝型坯在模具內(nèi)的脹大行為，其裝置簡(jiǎn)圖如圖8所示，所拍的圖片送入圖形分析儀分析，從而確定型坯的直徑分布隨時(shí)間的變化關(guān)系。 Ryan和Dutta[9]利用攝像技術(shù)在無(wú)模具條件下監(jiān)測(cè)了型坯的自由膨脹行為，并得到了型坯脹大尺寸。其后大部分研究者都是用此類似的方法來(lái)研究型坯的吹脹行為的。 Wagner和 Kalyon[10]在Kamal[8]基礎(chǔ)上再設(shè)計(jì)內(nèi)部裝有固體壓力傳感器，如圖8所示。它可測(cè)量型坯吹脹時(shí)的壓力，同時(shí)，另一壓力傳感器裝在模具型腔的飛邊上，這樣，兩傳感器就可測(cè)量吹塑過(guò)程中吹塑階段型坯內(nèi)外的真實(shí)壓力差。他們用此裝置研究了三種PA-6在吹脹壓力下對(duì)吹脹行為的影響。 最近Yong Li等[11]使用可以測(cè)得瞬時(shí)表面形狀的高速光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)來(lái)測(cè)量聚合物薄膜的脹大行為。其測(cè)量簡(jiǎn)圖如圖9所示。聚合物薄膜型坯兩端固定在兩平板間，通入壓縮空氣至壓力腔使聚合物薄膜型坯脹大。光學(xué)探頭內(nèi)有CCD攝像機(jī)和光柵發(fā)射器。測(cè)量時(shí)，光柵發(fā)射器發(fā)射光柵投到聚合物薄膜型坯表面，光柵隨著聚合物薄膜型坯變形而變形，因此光柵圖中就包含了聚合物薄膜型坯表面形狀的信息。攝像機(jī)快速拍攝到光柵圖并送入計(jì)算機(jī)內(nèi)處理就可得到聚合物薄膜型坯脹大尺寸。MCDL是多通道數(shù)據(jù)集線器，它可同時(shí)采集壓力和光柵圖信號(hào)以便得到脹大過(guò)程中壓力與聚合物薄膜型坯形狀之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)證明其測(cè)量精度比圖7高得多。 型坯壁厚尺寸測(cè)量有離線測(cè)量和在線測(cè)量，由于離線測(cè)量測(cè)簡(jiǎn)單，因此使用較多。離線測(cè)量包括有紅外，超聲波和千分尺測(cè)量。這些方法不僅費(fèi)時(shí)，而且由于離線測(cè)量而引起的時(shí)間滯后需對(duì)加工過(guò)程產(chǎn)生的偏差進(jìn)行修正，導(dǎo)致測(cè)量的不精確而出現(xiàn)許多不合格制品。 在線測(cè)量制品壁厚尺寸能把滯后時(shí)間減少到最小，因此提高加工過(guò)程工過(guò)程產(chǎn)生的偏差修正的精度。Diderichs 和Oeynhauser[12]使用置于模具內(nèi)的超聲波傳感器來(lái)測(cè)量壁厚分布。其測(cè)量原理如圖10所示。在超聲波傳感器內(nèi)壓電晶體產(chǎn)生的短超聲波在物體，之后被物體壁面反射，返回傳感器。被測(cè)量物體的壁厚s就等超聲波在物體內(nèi)的速度乘超聲波在物體內(nèi)傳送所需時(shí)間的一半。但是超聲波測(cè)量的精度受聚合物性能（如密度、結(jié)晶度）與溫度的影響很大。 4.制品冷卻及固化階段研究進(jìn)展 制品冷卻及固化是指型坯吹脹緊貼模壁后憑借熱擴(kuò)散率較高的模具和壓縮空氣進(jìn)行冷卻，冷卻至一定溫度后開模，再在空氣中冷卻的過(guò)程。一般包括外冷卻（制品外表面與模腔間的導(dǎo)熱），內(nèi)冷卻（制品內(nèi)表面與冷卻空氣或其它介質(zhì)間的對(duì)流傳熱）及開模后冷卻（制品的內(nèi)外表面與空氣或其它介質(zhì)的自然對(duì)流傳熱）。 制品冷卻及固化階段的實(shí)驗(yàn)研究主要是測(cè)量制品瞬態(tài)溫度、收縮率、翹曲等。 制品的瞬態(tài)溫度一般是利用高靈敏度的熱電偶和數(shù)據(jù)采集器來(lái)測(cè)量。1981年，Edward[13]等人設(shè)計(jì)“半瓶成型實(shí)驗(yàn)”來(lái)驗(yàn)證其擠出吹塑冷卻過(guò)程的理論預(yù)測(cè)。如圖11所示。實(shí)驗(yàn)中外表面的瞬時(shí)溫度用熱電偶測(cè)得，內(nèi)表面溫度在制品一離開模具用輻射高溫計(jì)測(cè)得。其結(jié)果與理論預(yù)測(cè)結(jié)果基本一致。1995年Diraddo等[14]用六個(gè)熱電偶從模具的不同部位插入制品的不同厚度處，并通過(guò)與之連接的溫度采集器采集溫度，獲得制品不同厚度處的瞬態(tài)溫度，這與只測(cè)量?jī)?nèi)、外表面溫度有了較大的改進(jìn)。 而最早測(cè)得制品的收縮率是Diraddo等[14]。他們?cè)谀Ｇ粌?nèi)加工出尺寸為5mmx5mm的網(wǎng)格，型坯吹脹后網(wǎng)格印在制品的表面上，這樣可直接測(cè)出制品在軸向和周向收縮，然后根據(jù)質(zhì)量守恒定律計(jì)算徑向收縮。 制品翹曲一般用三維激光數(shù)字系統(tǒng)測(cè)量制品的形狀[15]，進(jìn)而得到制品的收縮和翹曲。 5.結(jié)論      實(shí)驗(yàn)研究一直是指導(dǎo)工程應(yīng)用最直接的方法，也是理論研究的基礎(chǔ)和依據(jù)。擠出吹塑成型過(guò)程包括型坯成型、型坯吹脹以及制品冷卻與固化三個(gè)階段。各國(guó)的研究者正采用不同的實(shí)驗(yàn)方法和裝置對(duì)擠出吹塑各個(gè)階段進(jìn)行研究，其研究發(fā)展對(duì)工藝及模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化和生產(chǎn)效率的提高有重要意義。隨著科技的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)手段的改善，擠出吹塑成型過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究將會(huì)更上一層樓，為實(shí)際生產(chǎn)提供更好的指導(dǎo)，生產(chǎn)出在質(zhì)量、性能等各方面適應(yīng)社會(huì)需求的中空吹塑件。   作者/賴家美 柳和生 黃漢雄