PET瓶向輕量化、功能化、多層化、微型化、大型化、形狀多樣化等高科技領域發(fā)展，以適應各種功能飲料、酒類、藥液等包裝市場科學進步，平均年增長率20％以上，展現(xiàn)了PET瓶成型設備廣闊的市場前景，促進了PET瓶塑料成型設備的科學發(fā)展。國際上著名PET成型設備研發(fā)公司以不斷科學進步的高速高效多功能的高科技PET瓶成型設備占領我國PET瓶成型的廣闊市場，國內(nèi)PET瓶成型設備基本上是進口產(chǎn)品的天下，國產(chǎn)PET瓶塑料成型設備的技術水平及各項性能大都不及國外設備，在中、低端市場上徘徊打游擊，無法與國際上著名研發(fā)PET瓶塑料成型設備公司的產(chǎn)品抗衡。面對廣闊的PET瓶市場，科學發(fā)展創(chuàng)新PET瓶成型設備，已經(jīng)成為一個當務之急的重大課題。本文從PET瓶坯注射成型、瓶坯吹拉成型、成型瓶的后處理、成型設備的在線生產(chǎn)等方面，分析了我國PET瓶主要成型設備的現(xiàn)狀，研究了國際上先進的PET瓶成型設備的先進技術和發(fā)展趨勢，提出了自主創(chuàng)新科學發(fā)展PET瓶成型設備的方向。
1PET瓶坯注射成型設備的科學發(fā)展
PET瓶坯的注射成型設備包括注射機、模具及控制系統(tǒng)。國內(nèi)PET瓶坯注射成型設備主要研發(fā)單層PET瓶坯的注射成型設備，技術含量低，生產(chǎn)效率低，以一模96腔為例，國際上先進的瓶坯的注射成型產(chǎn)能已達到每小時48，800支，國內(nèi)先進水平才剛達到28800支，而且產(chǎn)品合格率有較大的差距。國產(chǎn)瓶坯模具基本上以4腔～8腔的普通模具為主，48腔的瓶坯模也已成熟，72腔、96腔的瓶坯模也日趨成熟。國內(nèi)雖研發(fā)了有一定量的PET注射成型設備，但其質(zhì)量及技術水平與國際先進水平相比，至少相差10年。上海紫江、珠海中富等PET瓶生產(chǎn)的老大單位，沒有一臺設備是國產(chǎn)的，說明必須努力創(chuàng)新提高國產(chǎn)PET瓶坯的注射成型設備的技術水平。
1．1開發(fā)思路轉(zhuǎn)型
PET瓶坯注射成形設備是高端設備，開發(fā)的思路不同于研發(fā)普通的注射成形設備。國內(nèi)一些單位把研發(fā)PET瓶坯注射成形設備作為研發(fā)普通的注射成形設備來進行，一開始就走上了一條錯誤的開發(fā)路線，所以搞來搞去總是在低端水平上徘徊，成不了氣候。
PET瓶坯注射成型設備主要關系到三個方面：瓶坯注射機、瓶坯模具、控制系統(tǒng)。表明PET瓶坯注射成型設備的開發(fā)是三位一體化開發(fā)，為用戶提供從型坯設計到瓶坯成型的全套方案和設備的研發(fā)制造公司才有生存活力。Husky、SIPA等國際上著名的PET瓶坯注射設備開發(fā)制造商，都是把兩者結(jié)合起來綜合開發(fā)，不斷開發(fā)各自的性能，發(fā)揮各自的長處，結(jié)合兩者的長處，提高瓶坯成型設備的性能。國內(nèi)的塑料機械制造公司研發(fā)PET瓶坯注射設備，只知開發(fā)注射機，不知開發(fā)模具，PET瓶坯注射機規(guī)格從小到大一大串，不知配何種規(guī)格的模具，這種所謂的靈活性，實際上對PET瓶坯注射設備市場需要不了解的盲目性開發(fā)，其結(jié)果是不能為市場提供所需要的設備，技術跟不上市場，只能越來越落后，最后退出市場。 1．2PET瓶坯注塑設備性能的科學發(fā)展
1．2．1高穩(wěn)定運行精度合模機構(gòu)的開發(fā)[1]
開發(fā)高剛度、高運行、重復精度的合模機構(gòu)，實現(xiàn)群腔模具運行的穩(wěn)定精度。
PET瓶坯熱流道群腔模具相對于普通塑料制品的成形模具，具有精度高及剛性小的固有特征。合模機構(gòu)必須根據(jù)PET瓶坯群腔模具的特點能起到良好保護模具的作用，移動模板的運行的幾何精度要優(yōu)于普通注射機同噸位的移動模板的運行幾何精度，保證模具的運行精度。高精度、高性能的肘桿合模機構(gòu)有待于開發(fā)及應用。在制造精度達不到要求的情況下，應用全液壓合模機構(gòu)運用于瓶坯注塑機上。具有當代國際代表性的PET瓶坯注射機制造公司——加拿大的Husky公司，合模機構(gòu)采用液壓式。泓利公司也把4缸鎖模的液壓合模機構(gòu)應用到PET瓶坯注射機上。
PET瓶坯注射機為適應熱流道及群腔模具的發(fā)展，拉桿間距大于普通同合模力的合模機構(gòu)的拉桿間距，并且向加大趨勢發(fā)展。移模速度更快更穩(wěn)定，有的已在移模油路上設置了蓄能器，達到提高移模速度的目的。高速移模速度的提高給系統(tǒng)的動態(tài)反映能力及控制技術又提出了新的研發(fā)課題。
1．2．2高速率高性能擠注復合PET瓶坯注射塑化系統(tǒng)的開發(fā)[2]
高速率注射塑化是PET瓶坯注射設備的首要特點，沒有高速率產(chǎn)能，市場就不能接受。高速率注射塑化并不是高速注射和高速塑化，而是從塑化注射的機構(gòu)、結(jié)構(gòu)、控制方面上進行開拓創(chuàng)新，達到注射和塑化的總時間最小。開發(fā)大容量熔融熱比容均一的塑化注射系統(tǒng)，實現(xiàn)群腔化瓶坯的注射成型。
群腔化PET瓶坯的注射成型，是達到高速率生產(chǎn)的唯一途徑。群腔化PET瓶坯的塑化注射量大，要求熔融料的塑化質(zhì)量達到均一，以保證瓶坯質(zhì)量的一致性，提高吹瓶的質(zhì)量，普通的往復式螺桿的塑化注射系統(tǒng)達不到這一要求。
國內(nèi)PET瓶坯注射塑化機構(gòu)基本上都采用傳統(tǒng)的普通注塑機的往復式螺桿裝置形式，多數(shù)單位的所謂PET瓶坯注塑機基本上只是把螺桿的長徑比加大及在其它的螺桿參數(shù)方面作一些改動，塑化注射行程比太大，大大超出了實際使用的行程比范圍，既浪費了塑化注射的功能，又提高了制造成本，沒有顯示出瓶坯成型的塑化注射的性能特征，設計的塑化注射容量再大也不能實現(xiàn)大容量的群腔化的瓶坯成型。往復式螺桿塑化注射的致命的缺陷是塑化熔融料的軸向溫差大、熱比容相差大，塑化注射行程比越大，軸向溫差越大、熱比容相差越大，為彌補這一缺陷，保證PET塑化質(zhì)量，塑化注射行程比不超過2，即塑化注射行程不超過2D(螺桿直徑)，塑化注射容量受到限制，說明了往復式螺桿塑化注射系統(tǒng)不適宜大容量的PET塑化注射群腔瓶坯的注射成型。加大PET塑化注射容量，又要縮小熔融料的軸向溫差，一種方法是加大螺桿直徑，減小塑化注射的行程(行程比)，使塑化注射行程在2D之內(nèi)；另一種是開發(fā)新的結(jié)構(gòu)，滿足群腔瓶坯塑化注射的熱比容均一性的要求。
擠注復合PET瓶坯注射系統(tǒng)是達到PET塑化質(zhì)量軸向均一的高速高效系統(tǒng)，塑化為擠出螺桿純塑化擠出，注射由柱塞完成。在整個塑化過程中，物料塑化經(jīng)歷的螺桿長徑比不變，減小熔融料的軸向溫差，塑化質(zhì)量前后一致，克服了常規(guī)螺桿往復式塑化注射的物料塑化經(jīng)歷的螺桿長徑比變化而造成的塑化質(zhì)量前后不均的缺點，使物料在熔融狀態(tài)下的比容一致性得到了保證，極大提高了塑化質(zhì)量。提供了擠出實現(xiàn)低溫塑化的足夠時間，避免了普通往復式螺桿因物料過度剪切造成急劇升溫和乙醛熱分解率增加的缺陷。擠出塑化的塑化量與螺桿的直徑、螺桿的長徑比無關，僅與塑化的時間及轉(zhuǎn)速的兩個參數(shù)有關，克服了常規(guī)螺桿往復式塑化量受到螺桿的直徑、螺桿的長徑比的限制。用較小的螺桿達到超大的塑化量。
節(jié)能高速電液混合驅(qū)動擠注復合塑化注射系統(tǒng)。交流伺服電機驅(qū)動擠出塑化，液壓動力驅(qū)動注射活塞實現(xiàn)熔融料注射，各自獨立動力驅(qū)動互不干擾的系統(tǒng)，縮短了注射塑化時問，提高了生產(chǎn)率；提高了計量精度和塑化質(zhì)量；降低了能耗。由于塑化獨立于周期之外，可延長熔料在機筒中的滯留時問，提高了物料混煉塑化的均勻性，提供了實現(xiàn)低溫塑化的足夠時間，減少因物料經(jīng)受過度剪切可能造成物料急劇升溫產(chǎn)生熱分解的幾率。交流伺服電機驅(qū)動擠出塑化形式有兩種：交流同步伺服電機和減速機構(gòu)就組成驅(qū)動系統(tǒng)，以降低伺服電機扭矩；交流伺服同步電機直接驅(qū)動系統(tǒng)。加拿大Husky公司注射PET瓶坯的PET400瓶坯專用注塑機，應用擠注復合塑化注射系統(tǒng)，交流伺服電機直接驅(qū)動擠出螺桿塑化，系統(tǒng)結(jié)合該公司的國際領先的熱流道模具，成形一模96個瓶坯，周期不到7．5秒，即每小時產(chǎn)量達到46000支；PET300瓶坯專用注塑機，成形一模72個瓶坯，周期不到5．5秒，即每小時產(chǎn)量達到47，100支。泓利PET630—96高速瓶坯注塑機，注射塑化系統(tǒng)采用同步塑化雙階式擠注復合系統(tǒng)，塑化與注射同時進行，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)率。
