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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，是整個成型過程的關鍵環(huán)節(jié)。 　　在這一階段，型坯吹脹的實驗研究主要包括兩個方面：一方面是型坯吹脹動力學研究，另一方面是型坯吹脹完畢后，型坯壁厚尺寸的測量。最早建立實驗裝置對型坯吹脹動力學研究的是Musa R.Kamal、Victor Tan和Dilhan Kalyon[8]。他們自行設計透明吹塑模具，并用兩臺攝像機來拍攝型坯在模具內(nèi)的脹大行為，其裝置簡圖如圖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間的變化關系。 　　Ryan和Dutta[9]利用攝像技術在無模具條件下監(jiān)測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研究型坯的吹脹行為的。 　　Wagner和 Kalyon[10]在Kamal[8]基礎上再設計內(nèi)部裝有固體壓力傳感器，如圖8所示。它可測量型坯吹脹時的壓力，同時，另一壓力傳感器裝在模具型腔的飛邊上，這樣，兩傳感器就可測量吹塑過程中吹塑階段型坯內(nèi)外的真實壓力差。他們用此裝置研究了三種PA-6在吹脹壓力下對吹脹行為的影響。 　　最近Yong Li等[11]使用可以測得瞬時表面形狀的高速光學測量系統(tǒng)來測量聚合物薄膜的脹大行為。其測量簡圖如圖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。光學探頭內(nèi)有CCD攝像機和光柵發(fā)射器。測量時，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。攝像機快速拍攝到光柵圖并送入計算機內(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，它可同時采集壓力和光柵圖信號以便得到脹大過程中壓力與聚合物薄膜型坯形狀之間的關系。實驗證明其測量精度比圖7高得多。 　　型坯壁厚尺寸測量有離線測量和在線測量，由于離線測量測簡單，因此使用較多。離線測量包括有紅外，超聲波和千分尺測量。這些方法不僅費時，而且由于離線測量而引起的時間滯后需對加工過程產(chǎn)生的偏差進行修正，導致測量的不精確而出現(xiàn)許多不合格制品。 　　在線測量制品壁厚尺寸能把滯后時間減少到最小，因此提高加工過程工過程產(chǎn)生的偏差修正的精度。Diderichs 和Oeynhauser[12]使用置于模具內(nèi)的超聲波傳感器來測量壁厚分布。其測量原理如圖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)傳送所需時間的一半。但是超聲波測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展 　　制品冷卻及固化是指型坯吹脹緊貼模壁后憑借熱擴散率較高的模具和壓縮空氣進行冷卻，冷卻至一定溫度后開模，再在空氣中冷卻的過程。一般包括外冷卻（制品外表面與模腔間的導熱），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)的自然對流傳熱）。 　　制品冷卻及固化階段的實驗研究主要是測量制品瞬態(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)采集器來測量。1981年，Edward[13]等人設計“半瓶成型實驗”來驗證其擠出吹塑冷卻過程的理論預測。如圖11所示。實驗中外表面的瞬時溫度用熱電偶測得，內(nèi)表面溫度在制品一離開模具用輻射高溫計測得。其結(jié)果與理論預測結(jié)果基本一致。1995年Diraddo等[14]用六個熱電偶從模具的不同部位插入制品的不同厚度處，并通過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，這與只測量內(nèi)、外表面溫度有了較大的改進。 　　而最早測得制品的收縮率是Diraddo等[14]。他們在模腔內(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，這樣可直接測出制品在軸向和周向收縮，然后根據(jù)質(zhì)量守恒定律計算徑向收縮。 　　制品翹曲一般用三維激光數(shù)字系統(tǒng)測量制品的形狀[15]，進而得到制品的收縮和翹曲。 5.結(jié)論 　　實驗研究一直是指導工程應用最直接的方法，也是理論研究的基礎和依據(jù)。擠出吹塑成型過程包括型坯成型、型坯吹脹以及制品冷卻與固化三個階段。各國的研究者正采用不同的實驗方法和裝置對擠出吹塑各個階段進行研究，其研究發(fā)展對工藝及模具結(jié)構優(yōu)化和生產(chǎn)效率的提高有重要意義。隨著科技的發(fā)展，實驗手段的改善，擠出吹塑成型過程的實驗研究將會更上一層樓，為實際生產(chǎn)提供更好的指導，生產(chǎn)出在質(zhì)量、性能等各方面適應社會需求的中空吹塑件。  來源:國際塑料工業(yè)網(wǎng)