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应用

面向世界的应用 塑料: 吹塑成型机


吹塑成型 机将 熔融热塑性塑料转化为中空体 ,其原料 为熔融管状坯料(parison)在连续头版本中,挤出机直接向头部供料,吹塑过程(抓取、切割、充气和冷却) 以连续循环方式进行 对于 容量或 较厚壁 容器 ,采用蓄能头可快速释放大量材料。
连续头设备通常 用于生产10-15升以下的瓶罐和油桶,而蓄能头设备则适用于 生产桶装容器和IBC集装箱。产品品质 取决于熔体热稳定性、壁厚分布、轴向同步性 (滑架、模具、吹针)以及 下游工序 管理 (去毛刺、泄漏测试)。
集成式温控、壁厚曲线和液压/伺服运动 控制确保了重复性、缩短了 周期 时间并最大限度减少了废品,配合配方管理和先进诊断功能可实现设备综合效率最大化。

需求:

需求:

吹塑工艺控制

控制吹塑工艺需要根据所用材料和产品设计,在质量和速度之间进行复杂的平衡。工艺控制必须考虑这些特征,以驱动不同的电气或液压装置,管理复杂的配方。此外,PLC必须能够支持材料的快速变化,提供集成诊断功能,并在出现偏差时快速响应。

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解决方案:

G-Mation是用于吹塑工艺全面、同步和集成控制的平台。系统核心由G-Mation P6 CPU构成,辅以通过EtherCAT总线通信的G3远程模块。温度控制由集成PID调节器负责,驱动管理同样如此。用户界面通过集成Web服务器管理,并通过G-Mation W55浏览器面板显示,支持自定义仪表盘的投影。
主要特点:
  • 预配置且可定制的应用模板;
  • 采用Docker技术安装应用程序,如物联网仪表盘、预测性维护或与MES和ERP系统的集成;
  • 开放式架构,支持边缘计算。

需求:

挤出机温度调节管理

通过对螺杆区域进行快速均匀的温度调节,可获得稳定的流变行为和型坯尺寸的一致性。系统必须对负载、材料或环境条件的变化作出反应,将温度控制在严格的公差范围内。控制不当会导致重量变化、表面缺陷和材料劣化,降低工艺的可重复性。

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解决方案:

Gefran温度控制

1850, GRP-H
Gefran挤出机温度控制技术 基于静态 继电器PID调节器和热电偶
  • 每根电阻均通过PID调节进行闭环管理, 该 调节功能集成于PLC或由专用控制器( 如1850)执行,可将熔体温度维持在设定值±0.5°C范围内,确保粘度恒定且无表面或尺寸缺陷;
  • GRP-H静态继电器 结构紧凑,内置散热器,可精确控制高达120安培的电流。IO-Link通信技术通过集成命令、警报和电流消耗管理,减少了I/O卡的使用数量。
该解决方案具有可扩展性,兼容集成在PLC或远程模块中的PID。配方存储和趋势历史化功能支持快速的生产转换和持续的质量改进。

需求:

调节型坯厚度轮廓

型坯厚度分布影响容器最终质量和工艺效率。厚度分布不均可能导致薄壁点和塌陷,或相反地造成多余材料堆积,从而增加成本并降低生产效率。精确控制主轴或衬套位置至关重要,需与螺杆及吹塑顺序同步,以实现每周期的一致性和可重复性。

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Gefran的磁致伸缩位置 传感器WPA采用Hyperwave技术,可实现高达0.5微米的分辨率、高线性度,且传感器与滑块之间完全无机械接触。该产品特别适用于承受强烈动态应力的场合,以及需要主轴或衬套定位达到最高精度的应用场景。
主要特点:
  • 采用浮动滑块和阳极氧化铝杆设计,安装简便,确保结构刚性与机械强度;
  • 卓越的计量性能;
  • 可选配模拟输出、CANopen数字输出或实时以太网输出。

需求:

模具开合控制

模具闭合阶段至关重要:必须精确施加适当压力,以避免接缝缺陷、毛刺和连接件过早磨损。闭合不精确可能导致碰撞、变形或机械部件寿命缩短。监控运动位置和速度对于确保安全和质量至关重要。

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WPA磁致伸缩传感器 实时检测移动模具的位置和速度,实现软停机和可控运动。由于组件之间无机械接触,该系统无磨损,确保长期维护量少且可靠性高。
主要特点:
  • 高计量性能;
  • 提供模拟输出、CANopen数字输出或实时以太网输出;
  • IP67防护等级与机械强度,适用于严苛工业环境。

需求:

模具车位置控制

推杆必须与型坯挤出同步移动,以避免拉伸和变形。位置错误会影响零件质量并增加废品率。此外,未经优化的运动和未监测的加速度会导致周期延长和过度机械应力。

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WPA磁致伸缩位置 传感器为PLC提供精确连续的推杆位置和速度反馈,实现与型坯的精准接近。由于组件之间无机械接触,该系统无磨损,确保长期维护量少且可靠性高。
主要特点:
  • 滑块杆设计简化安装流程;
  • 卓越的计量性能;
  • 提供模拟输出、CANopen数字输出或实时以太网输出选项。

需求:

吹塑喷嘴位置控制

在吹塑周期中,吹针进入模具注入压缩空气,将型坯塑形至型腔壁。若插入位置未对齐或行程错误,可能影响颈部闭合,导致变形或密封失效。此外,下降速度过快可能损坏模具或成型中的零件。因此,必须精确控制喷嘴在整个周期中的位置,并与模具闭合和吹塑时间保持同步。

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磁致伸缩位置 传感器WPA通过铝制杆固定在机身上,滑块连接吹塑喷嘴,可实时检测位置和速度。
主要特点:
  • 滑块杆设计简化安装流程;
  • 高计量性能;
  • 提供模拟输出和CANopen或实时以太网数字输出。

需求:

取料器或吊臂位置调节

吹塑和冷却阶段结束后,必须与机器循环同步将零件从模具中取出。臂架的失控运动可能导致与模具或其他活动部件碰撞,造成停机、损坏或废品。因此,精确控制取料器的位移和速度对于缩短循环时间、保持生产线整体效率以及确保工件完整性至关重要。

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Gefran的WPP-A型Hyperwave磁致伸缩位置传感器专为自动拾取系统等动态重复性应用设计。其紧凑的阳极氧化铝外形与浮动滑块相结合,使其成为集成于线性轴和笛卡尔运动轴的理想选择,即使在高速循环中也能确保精度和可靠性。
主要特性:
  • 高分辨率非接触式测量(高达0.5微米),完全无时间漂移;
  • 提供模拟输出、CANopen或实时以太网接口;
  • IP67防护等级与机械坚固性,适用于严苛工业环境。

需求:

过滤器更换压力监测

过滤器可保护模具免受熔融聚合物中杂质的影响,防止杂质残留在成品中,因此过滤器会逐渐堵塞。堵塞会增加上游压力,可能影响产品质量或损坏生产线。通过持续测量过滤器前后压力,可计算压差并触发警报,引导操作员进行手动干预或启动自动换滤系统。

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为实现对过滤器上游和下游压力的精确可靠监测, Gefran推出MELT-Impact系列压力 传感器,该产品专为高温环境(最高350°C)、恶劣工况或填充聚合物加工而设计。
主要特点:
  • 膜片厚度是传统传感器的15倍,内部无传导流体,压力直接传递至硅敏感芯片;
  • 高耐磨损性与抗动态冲击性,在20°C至350°C温度范围内热稳定性低于1% FS;
  • IEPLc版本配备电气输出端口并获得PLc认证,可集成于安全控制系统及认证警报配置中。

需求:

熔体温度和压力监测

熔融聚合物的实际温度和压力是挤出工艺中的关键参数,因为它们直接影响材料的粘度及其最终的机械和光学特性。通过直接接触熔体测量温度(而非在筒体表面测量),可更准确地反映实际工艺条件,结合持续压力测量,在流变控制方面具有显著优势。

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Gefran提供熔融聚合物压力与温度控制的集成解决方案 ,将MELT-Impact系列压力传感器的 精准度与MELT TCM热电偶的可靠性完美结合 。
TCM 传感器采用不锈钢或哈氏合金护套(适用于腐蚀性聚合物),可直接测量熔体温度,并提供以下热电偶类型:
  • K型(NiCr-NiAl)——最高850 °C,响应迅速。
  • J型(Fe-CuNi)——最高400°C,适用于较低腐蚀性环境。
可与Impact系列紧凑型配置集成,确保测量一致性并简化安装。Impact传感器无需传导流体,在350°C下保证热稳定性<1% FS,并提供通过PLc认证的IEPLc版本用于安全系统。

工作原理 :

热塑性颗粒在挤出机中 塑化; 随后熔体进入挤出 头,形成 轴向厚度 可变的管状坯 料 , 其厚度通过 调节衬套与筒体之间的间隙按预设轮廓 进行 调控 。 夹 钳与模具 闭合装置夹紧坯料, 在顶部进行切割并在底部压实 以实现密封。 随后,推车将模具 转移至吹塑工位,吹塑机注入工艺空气:型坯膨胀,贴合模具 壁面 冷却,最终稳定成型。辅助工序包括 : 通过程序化气流保持管体畅通 、文丘里真空装置以及模具安全装置下游 生产线执行 去毛刺、二次冷却、 低压 泄漏 测试,并 排出 合格或废弃件。 螺杆转速、壁厚曲线、模具时间与辅助功能的 同步控制至关重要 , 可 确保产品 达到 称 重量,并在关键部位(肩部、把手、螺纹、底部)实现材料均匀分布

需求与技术:

在吹塑过程中,集成化的机器参数 控制对于获得 高质量 容器 、减少 废品并 确保稳定生产率 至关重要 。
该应用需要 一个 能够同步管理 温度调节、轴运动和工艺压力的自动化平台,并能快速适应 材料和 规格的变化 挤出机和成型头的 精确 温度控制 确保 熔体稳定性和 型坯厚度均匀,而 厚度曲线 调节则需要 可靠的高分辨率位置测量。同样 ,必须持续监控 推杆、喷嘴和取料臂的 运动,以确保 正确对齐、缩短 循环时间并 实现最高安全性
通过将 位置传感器、压力传感器和Gefran温度控制解决方案集成 到单一 的G-Mation架构中 ,可实现 可靠性、先进诊断和灵活性的 完美结合 ,从而促进 预测性 维护和 机器性能的 持续改进
Gefran提供完整的 控制平台、 压力和位置 传感器以及 模块化 解决方案,可轻松集成到任何设备中 ,确保吹塑工艺的效率、 安全性和 质量

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