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介入医用薄壁球囊的拉伸吹塑工艺分析与优化

塑料工业 2021年第9期49卷 91-96页

作者：张晴晴代光辉靳国宝巢湖学院机械工程学院安徽巢湖238000

为提高医用薄壁球囊壁厚均匀性,揭示其受拉伸吹塑成型工艺的影响,以目标壁厚0.02 mm的消化道扩张手术用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄壁球囊为研究对象,通过设计交互正交试验方案、数值模拟计算以及统计分析,研究了成型温度、成型压力和... 详细信息

为提高医用薄壁球囊壁厚均匀性,揭示其受拉伸吹塑成型工艺的影响,以目标壁厚0.02 mm的消化道扩张手术用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄壁球囊为研究对象,通过设计交互正交试验方案、数值模拟计算以及统计分析,研究了成型温度、成型压力和拉伸速度三个工艺参数对薄壁球囊壁厚均匀性的影响及其耦合作用,并进行了工艺优化和实验验证。结果表明,拉伸速度,成型温度和成型压力对薄壁球囊壁厚均匀性影响依次减弱;成型温度和拉伸速度的交互作用对薄壁球囊壁厚均匀性的影响明显,且大于各单一因素;成型温度110℃,成型压力1.6 MPa和拉伸速度60 mm/s为优化参数组合,数值模拟壁厚均匀性结果为90.97%,与实验结果91.34%相比差别较小。研究结果为薄壁球囊成型工艺分析与优化提供基础。

关键词：薄壁球囊拉伸吹塑交互正交试验工艺分析与优化数值模拟

瓶坯尺寸对拉伸吹塑成型PET瓶壁厚分布的影响

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工程塑料应用 2014年第4期42卷 56-61页

作者：周烨辛勇南昌大学机电工程学院南昌330031

通过对多个瓶坯的拉吹成型过程进行模拟分析,预测出不同尺寸的瓶坯所成型的PET瓶壁厚分布,并分析比较瓶坯尺寸对制品壁厚分布的影响。结果表明,瓶坯尺寸对于拉吹成型PET瓶的壁厚均匀性有较大影响,其中瓶坯局部厚度及瓶坯高度是主要影响... 详细信息

通过对多个瓶坯的拉吹成型过程进行模拟分析,预测出不同尺寸的瓶坯所成型的PET瓶壁厚分布,并分析比较瓶坯尺寸对制品壁厚分布的影响。结果表明,瓶坯尺寸对于拉吹成型PET瓶的壁厚均匀性有较大影响,其中瓶坯局部厚度及瓶坯高度是主要影响因素。瓶坯整体壁厚对PET瓶轴向壁厚分布影响较小。PET瓶(不考虑体积时)最优瓶坯高度受瓶坯壁厚影响不大,采用有限元建模(FEM)仿真试验进行模拟分析可得到瓶坯最优高度取值范围。通过模拟计算和对瓶坯进行优化设计,可显著提高吹塑成型PET瓶的壁厚均匀性,且有助于PET瓶轻量化设计。

关键词：拉伸吹塑瓶坯尺寸壁厚分布

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基于正交试验的PET瓶拉伸吹塑优化设计

中国塑料 2020年第6期34卷 73-79页

作者：刘良先冯志华呼春雪葛嵇南苏州大学机电工程学院江苏苏州215000

针对部分聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)成型瓶靠近底端壁厚较小的缺陷,采用Polyflow仿真软件对PET瓶拉伸吹塑成型过程进行数值模拟。重点采用交互作用的正交试验方法,对瓶坯的加热温度、拉伸杆拉伸速度、预吹压力、延迟时间和高吹压力等工... 详细信息

针对部分聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)成型瓶靠近底端壁厚较小的缺陷,采用Polyflow仿真软件对PET瓶拉伸吹塑成型过程进行数值模拟。重点采用交互作用的正交试验方法,对瓶坯的加热温度、拉伸杆拉伸速度、预吹压力、延迟时间和高吹压力等工艺参数进行优化组合,使瓶子的最小厚度增大,瓶体更加均匀。结果表明,较优组合工艺参数分别为:延迟时间0.06 s、拉伸速度为1.6 m/s、预吹压力0.7 MPa、瓶坯温度110℃;优化后最小壁厚增大了28%,瓶体壁厚均匀度提高了63%。

关键词：拉伸吹塑数值模拟交互作用正交试验工艺参数

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基于正交试验的医用微球囊拉伸吹塑优化设计

工程塑料应用 2021年第6期49卷 78-83页

作者：代光辉张晴晴靳国宝巢湖学院机械工程学院安徽巢湖238000

为提高医用微球囊壁厚均匀性以及成型稳定性,以成型温度、成型压力、拉伸距离和保温时间四个拉伸吹塑工艺参数为优化对象,在完成田口正交试验与极值分析的基础上,进一步择优缩小各因素的水平范围,设计并实施了具有因素交互作用的正交试... 详细信息

为提高医用微球囊壁厚均匀性以及成型稳定性,以成型温度、成型压力、拉伸距离和保温时间四个拉伸吹塑工艺参数为优化对象,在完成田口正交试验与极值分析的基础上,进一步择优缩小各因素的水平范围,设计并实施了具有因素交互作用的正交试验。交互试验结果表明,成型温度和成型压力的交互作用及成型温度和拉伸距离的交互作用对球囊壁厚均匀性影响明显。依据两次正交试验获得的优化参数进行成型实验与测量统计,对比发现,交互正交试验优化结果下的球囊壁厚均匀性平均值略高于田口正交实验优化结果,达到96.03%,两者之间的差值为0.17%;但是两组参数下球囊壁厚均匀性的方差相差较大,前者相较于后者降低了10.58%,表明交互正交试验优化结果提高了球囊成型的稳定性。

关键词：医用微球囊拉伸吹塑工艺优化正交试验交互作用

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PET拉伸吹塑数值模拟采用的本构方程

塑料 2006年第4期35卷 62-66,56页

作者：尹沾松黄汉雄刘吉虎华南理工大学工业装备与控制工程学院塑料橡胶装备及智能化研究中心桂林电子工业学院机电与交通工程系广西桂林541004

在PET拉伸吹塑的数值模拟中,采用何种本构方程来反映材料的应力-应变行为对于模拟结果的准确性有着重要的影响。目前所采用的本构方程可分为3类1)将材料的应力-应变行为视为超弹性;2)在数值模拟中采用黏弹性本构方程,这又可分为微分型... 详细信息

在PET拉伸吹塑的数值模拟中,采用何种本构方程来反映材料的应力-应变行为对于模拟结果的准确性有着重要的影响。目前所采用的本构方程可分为3类1)将材料的应力-应变行为视为超弹性;2)在数值模拟中采用黏弹性本构方程,这又可分为微分型与积分型两种;3)采用黏塑性本构方程来描述材料的应力-应变行为。

关键词：拉伸吹塑本构方程聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)

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PET瓶拉伸吹塑过程仿真及优化分析

PET瓶拉伸吹塑过程仿真及优化分析

作者：刘良先苏州大学

学位级别：硕士

PET瓶已经被广泛应用于饮料包装行业,PET瓶的拉伸吹塑成型过程也受到了越来越高的关注。PET瓶拉伸吹塑成型过程相对复杂,拉伸速度、预吹压力、高吹压力、延迟时间、瓶坯加热温度等工艺参数以及瓶坯的结构等因素对PET瓶的质量有较大影响... 详细信息

PET瓶已经被广泛应用于饮料包装行业,PET瓶的拉伸吹塑成型过程也受到了越来越高的关注。PET瓶拉伸吹塑成型过程相对复杂,拉伸速度、预吹压力、高吹压力、延迟时间、瓶坯加热温度等工艺参数以及瓶坯的结构等因素对PET瓶的质量有较大影响。目前企业在实际生产中主要根据经验采用试错法不断进行试验,直至成型瓶质量符合生产要求,这样容易造成时间浪费、产品缺乏市场竞争力。本文基于POLYFLOW软件对瓶子成型进行研究分析,以提高瓶子的机械性能。首先对各个工艺参数单独分析,得到合适的取值范围,然后以增大最小壁厚和提高瓶体壁厚均匀性为优化指标,采用正交试验得到较优的工艺参数组合,最后采用分层温度模型对瓶坯加热温度进一步优化。研究主要内容如下:(1)根据PET瓶坯加热后由玻璃态转变为高弹态主要表现为粘弹性,所以采用可以全面描述PET材料在高弹态的应力—应变行为的KBKZ本构模型对已经投入生产的某成型瓶进行数值模拟,和实际测量的结果进行比较,从而验证采用POLYFLOW软件进行数值仿真的可行性与准确性。(2)通过对需要优化的成型瓶进行数值模拟,发现拉伸吹塑过程主要分为拉伸、预吹和拉伸共同作用、高吹三个阶段。基于数值模拟对不同直径、不同形状的拉伸杆以及拉伸速度、预吹压力、高吹压力、延迟时间、瓶坯加热温度等工艺条件对壁厚分布的影响进行分析。结果表明:拉伸速度和延迟时间对壁厚分布影响很大,而高吹压力对壁厚分布影响甚小。(3)基于LS-DYNA模块对矿泉水瓶跌落进行数值模拟,结果表明:倾斜跌落的应力比竖直跌落大;在相同跌落方式下,不同壁厚的矿泉水瓶模拟得到的最大应力仍然发生在瓶底,并且随着壁厚增大,应力减小。进一步表明:在不增加瓶坯原材料的基础上,改善PET瓶拉伸吹塑的工艺,使整个瓶子厚度分布更加合理,可避免因为单点破坏,造成制品报废。(4)以增大最小壁厚和提高瓶体均匀性为优化指标,采用交互作用的正交试验对拉伸速度、延迟时间、预吹压力和瓶坯加热温度进行优化,得到最优工艺参数组合:延迟时间0.06s、拉伸速度为1.6m/s、预吹压力0.7MPa、瓶坯温度110℃。优化后最小壁厚由为0.130mm增大为0.166mm,瓶体壁厚均方差由0.030变为0.011;最小壁厚增大了 28%,均匀性提高了 63%。(5)采用分层温度模型,结合POLYFLOW中自带的相关子任务,对瓶坯加热温度进一步优化,并研究瓶坯分几段比较合适。通过比较发现当瓶坯分六段时最小壁厚增加最多,由原来的0.166mm增大为0.189mm,增大了 13%。本文基于POLYFLOW仿真软件,结合正交试验,对PET拉伸吹塑过程中的工艺参数进行了分析及优化,优化后最小壁厚增大了 28%,瓶体均匀性提高了 63%。在正交试验优化的基础上,采用分层温度模型对瓶坯加热温度进一步优化并对其分布规律进行了初步探索。结果表明:瓶坯加热温度由瓶口到瓶底一般由高到低分布。

关键词：拉伸吹塑数值模拟工艺参数优化分析

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PET瓶双轴向拉伸吹塑成型技术

PET瓶双轴向拉伸吹塑成型技术

作者：胡斐华南理工大学

学位级别：硕士

PET材料由于其无毒、透明等优异性能使得其在食品包装、化妆品包装等行业得到广泛的应用。目前,用拉伸吹塑工艺成型的PET瓶存在瓶底过厚和瓶底容易开裂问题,本文提出并研究双轴向拉伸吹塑工艺,即在现有工艺基础上,在底模中心设置一根能... 详细信息

PET材料由于其无毒、透明等优异性能使得其在食品包装、化妆品包装等行业得到广泛的应用。目前,用拉伸吹塑工艺成型的PET瓶存在瓶底过厚和瓶底容易开裂问题,本文提出并研究双轴向拉伸吹塑工艺,即在现有工艺基础上,在底模中心设置一根能单独控制运动的底模拉伸杆,与拉伸杆协同运动,有效地改善了瓶底积料问题并提高PET瓶的抗冲击性能,减少材料成本并提高瓶质量和安全性能。运用仿真软件POLYFLOW对双轴向拉伸吹塑工艺和现有工艺的成型过程及结果进行对比研究发现,双轴向拉伸吹塑中拉伸杆被底模拉伸杆顶住时瓶坯底部的变形过程会出现反向上凸的形状,该状态下瓶坯底部经历十分充足的变形,壁厚明显变小,而且,双轴向拉伸吹塑过程中瓶坯没有一步触底,造成底部不会过早冷却,保证了瓶坯整体温度处于较高的状态而且比较均匀,这也解释了双轴向拉伸吹塑工艺下模拟成型的瓶子壁厚分布会更加均匀。根据双轴向拉伸吹塑的特点,对底模和底模拉伸杆等结构及控制程序进行了设计改进,提高了实验的效率和准确度。实验中重点对双轴向拉伸吹塑工艺中涉及的底模拉伸杆停留时间、上升高度以及上升延迟时间分别进行研究。实验结果表明,底模拉伸杆停留时间过长会出现“包底杆”现象;上升高度过大会出现瓶子下半部分太薄上半部分太厚,瓶子的抗顶压性能下降;上升延迟时间影响拉伸杆反向顶升距离,过大会导致“包底杆”以及瓶底厚度突变等现象。通过调整优化三个工艺参数,能显著降低瓶底的厚度和重量,并使PET瓶整体的壁厚分布更均匀,抗顶压性能也大幅提高。

关键词： PET瓶双轴向拉伸拉伸吹塑瓶底重量壁厚分布

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拉伸吹塑聚丙烯市场前景广阔

工程塑料应用 2008年第2期36卷 29-29页

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塑料拉伸吹塑中型坯再加热阶段的研究进展

塑料 2004年第4期33卷 91-95页

作者：邓艳红黄汉雄华南理工大学工业装备与控制工程学院塑料橡胶装备及智能化研究中心广州510640

介绍了拉伸吹塑的相关理论。从型坯的取向和结构、红外辐射在拉伸吹塑再加热阶段的应用、型坯的温度分布对再加热拉伸吹塑制品性能的影响等方面对塑料拉伸吹塑中型坯再加热阶段进行了综述;并对今后的研究提出了展望。

关键词：塑料拉伸吹塑型坯再加热聚合物红外辐射