用英语描述牛奶生产的过程

吹塑，这里主要指中空吹塑(也称吹塑)，是一种借助气体压力将封闭在模具中的热熔型坯充气形成中空制品的方法，是第三种最常用的塑料加工方法，也是发展迅速的塑料成型方法。吹塑成型中使用的唯一模具是凹模(阴模)。与注射成型相比，设备成本更低，适应性更强，成型性好(如低应力)，可成型复杂起伏曲线(形状)的制品。吹塑起源于19的20世纪30年代。直到1979之后，吹塑才进入广泛应用阶段。在这个阶段，吹塑塑料包括:聚烯烃、工程塑料和弹性体；吹塑产品的应用涉及汽车、办公设备、家用电器、医疗保健等。每小时可生产60000瓶，还可制造大型吹塑零件(零件重量为1.80kg)，多层吹塑技术有了很大发展。吹塑设备已采用微机和固态电子学闭环控制系统，计算机CAE/CAM技术日趋成熟。而吹塑机械更专业，更有特色。1吹塑成型方法1.1不同的吹塑成型方法由于原料、加工要求、产量、成本的差异，在加工不同的产品时具有不同的优势。详细的吹塑工艺可以参考文献。本文从宏观角度介绍了吹塑成型的特点。中空制品的吹塑成型包括三种主要方法:挤出吹塑:主要用于加工无支撑型坯；注射吹塑:主要用于金属型芯支撑的型坯加工；拉伸吹塑:包括挤出-拉伸-吹塑和注射-拉伸-吹塑，可加工双向拉伸制品，大大降低生产成本，提高产品性能。此外，还有多层吹塑、压缩吹塑、浸涂吹塑、发泡吹塑、三维吹塑等。然而，75%的吹塑产品由挤出吹塑成型，24%由注射吹塑成型，65，438+0%由其他吹塑成型。在所有吹塑产品中，75%是双向拉伸产品。挤出吹塑的优点是生产效率高，设备成本低，模具和机械选择范围广。缺点是废品率高，废料回收利用差，产品厚度控制有限，原材料分散，成型后必须进行切边操作。注射吹塑的优点是加工过程中没有废料，产品的壁厚和材料分散性可以得到很好的控制，细颈产品的成型精度高，产品表面光滑，可以经济地进行小批量生产。缺点是成型设备成本高，在一定程度上只适用于小型吹塑制品。中空吹塑的工艺条件要求吹塑模具中型坯的压缩空气必须是清洁的。注射吹塑气压为0.55 ~ 65438±0 MPa；挤出吹塑压力为0.2 L ~ 0.62 MPa，而拉伸吹塑压力往往高达4MPa。在塑料的固化过程中，低压使制品内应力低，应力分散均匀，低应力可以提高制品的拉伸、冲击和弯曲性能。1.2产品类型吹塑产品包括容器和工业产品。容器包括:包装容器、大容量存储桶/罐和可折叠容器。然而，随着吹塑技术的成熟，工业零件的吹塑产品越来越多，其应用范围也日益广泛。目前集装箱约占80%的市场份额，每年增长4%左右；工业和结构性产品占20%，年增长率12%。容器消费的增加在于可旋转塑料容器应用范围的不断扩大，工业品消费的增加主要是由于新型加工技术的提高，如多层型坯挤出、双轴挤出、非轴对称吹塑等。表2列出了一些吹塑产品的应用和性能要求。1.3吹塑进展(1)在成型过程中，原料聚合物在通过模具时首先受到高剪切力，然后材料呈现挤出膨胀和下垂，在形成下垂型坯时其膨胀率接近于零。然后型坯膨胀，紧贴模具，表现为低膨胀率。过度的模具膨胀会产生废品。下垂过度导致零件从顶部到底部壁厚不均，甚至无法成型。因此，在选择适合吹塑的聚合物时，有必要了解其剪切和膨胀的粘弹性特征。HDPE因其良好的热稳定性和多种改性产品，是吹塑成型中应用最广泛的塑料。通过* * *聚合和* * *混合，吹塑用原料的研究也在连续挤出吹塑树脂方面取得了一定的进展，如PA6、PP、PET等。间歇型坯吹塑理论上适用于结构板和大型零件的二次加工，这就需要使用工程塑料，如阻燃ABS、增强PVC、改性PPO和PC等。但这种挤出塑料的耐高温性能普遍较差，只有少量树脂能在常规设备上吹塑大型零件。在聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)/PET ***混合物的吹塑成型中，需要形成(乙烯/醋酸乙烯酯)***聚合物(EVOH)、HDPE等阻氧阻气树脂与PET的复合层，并生成锚定层以提高PEN/PET混合物的透气性和热稳定性。目前正在研究HDPE和PA6通过多层吹塑生产油箱。(2)设备和技术的进步。吹塑机械和设备有了很大的改进。取得的新成果有:①采用改进的红外加热技术进行二次吹塑；②极高速旋转挤出压力，主要用于奶瓶的生产；③模具附在梭式压机上，补偿喷射现象；(4)多层连续挤出吹塑不渗透容器；⑤通过严格控制取向结晶和热结晶、预成型体和模具温度、吹塑压力以及型坯在模腔中的停留时间，可以生产连续热定形PET瓶。由于复杂曲折管材产品的市场需求，推动了离轴挤出吹塑技术的发展，一般称为3D或3D吹塑。理论上，这个过程非常简单。型坯挤出后，部分膨胀，粘在模具的一侧，然后挤出机头或模具按照编好的2轴或3轴程序旋转。难点在于要求惯性非常大的大型吹塑机在高速合模时误差要低于10%。多层吹塑工艺通常用于加工不渗透容器。改进后的工艺是增加了阀门系统，在连续挤出过程中可以更换塑料原料，因此可以交替生产软硬制品。生产油箱或汽车外部结构板等大型零件时，需要在冷却过程中降低模具型腔内的压力，以调整加工周期。解决的办法是将熔融材料储存在挤出螺杆前端的熔池中，然后以相当高的速度挤出型坯，以尽量减小型坯壁厚的变化，从而保证消除流挂和挤出膨胀。改进了储料筒模具，使其能够挤出ABS-R、改性PPD和PVC等热敏性塑料。此外，重新设计的模具可以在生产中快速组装和拆卸，以方便塑料的清洗。同时，利用塑料的流变特性和计算机流道分析，可以设计出流线型的流道，便于热敏性塑料的成型。(3)吹塑模拟型坯的控制程序和程序控制已有几十年的经验。主要问题是型坯拉伸最薄程度(如瓶颈)、型坯拉伸最大程度(如容器体或拐角)、壁厚变化的零件设计，如凹边、瓶肩等。它的工作应该集中在所用塑料的粘弹性上。试管预制件的壁厚预测也是选择具有防渗功能的型坯最佳壁厚的基础。这是由预成型件的结晶程度、所用塑料与温度相关的应力应变弹性特性以及注射成型形成的冻结应力的程度和分布决定的。1980，GE公司开发了热成型和吹塑的PITA编程。型坯吹塑控制软件必须综合考虑以下因素:型坯壁厚不均匀；型坯切断和圆形吹塑管切断；合模前提前吹胀型坯；充气过程的控制和下料口打开的位置；以及结构件吹塑中型坯边缘的切割和定位。目前商用的吹塑模拟软件主要有原美国ACTech公司的C-PITA和比利时的POLYFLOw。数值模拟的难点在于大应变、非线性材料行为、接触问题以及膨胀过程中的一些物理不稳定性，而这些复杂性会导致一系列需要迭代求解的非线性方程。其中，对材料和吹塑机理的研究一直是一个难点和热点，如拉伸吹塑应用广泛，但至今没有合适的方法来描述模拟这一过程所需的应力诱导结晶的数学描述。当聚合物熔体流过环形模头时，形成挤出吹塑的型坯。环形管的几何形状和材料的粘弹性会直接影响型坯的膨胀，现有的粘弹性知识无法描述这一过程。与相对成熟的注塑CAE技术相比，吹塑成型软件目前处于发展的初级阶段。1.4吹塑的发展趋势随着市场对其产品的需求，吹塑在材料、机械、辅助设备、控制系统、软件等方面会有以下发展趋势。(1)原料为满足吹塑制品(药品和食品包装)的功能和性能要求，吹塑原料将更加丰富，具有更好的加工性能。例如，PEN材料不仅强度高、耐热性好、阻气性强、透明、耐紫外线，而且适用于吹各种塑料瓶，灌装温度高，对二氧化碳气体和氧气的阻隔性能优异，耐化学品。(2)产品包装容器和工业产品将大幅增加，注射吹塑和多层吹塑将快速发展。(3)精密高效的吹塑机械设备；协助生产(操作)设备的自动化。“精密高效”不仅仅是指机械设备在生产成型过程中的高速度、高压力，还要求生产出来的产品在外观尺寸波动、重量波动方面能达到很高的稳定性，也就是说产品各部分的尺寸和外观几何精度高，变形和收缩小，产品的外观、内在质量和生产效率要达到很高的水平。辅助作业包括去毛刺、切割、称重、钻孔和检漏，其过程自动化是发展趋势之一。(4)吹塑模拟吹塑机理的研究更加深入。数学模型的合理构建和数值算法的快速性和准确性是模拟的关键，吹塑模拟将在产品质量预测和控制中发挥越来越重要的作用。2影响吹塑产品质量的因素及常见缺陷的消除2.1吹塑成型的影响因素从吹塑成型过程分析各阶段的成型参数。吹塑成型过程可分为四个阶段:(1)型坯成型阶段，聚合物在挤出机中输送、熔融、混合、泵出形成型坯成型阶段；在这个阶段，影响壁厚分布的主要工艺参数有:①物料的分子量分布和平均分子量；②吹塑机的温度控制系统和螺杆转速，其中温度控制系统包括料斗的温度，机筒1，2，3，4的温度，法兰温度，储模1，2，3，4的温度。(2)落料阶段:坯料从模唇和模芯之间的间隙挤出。此时，型坯膨胀和型坯垂直延伸这两种现象影响型坯成型。影响壁厚分布的主要工艺参数是吹塑机的模头直径和壁厚控制系统，其中控制系统包括轴向壁厚控制系统和周向壁厚控制系统，以调节模唇和模芯之间的间隙。(3)在型坯预吹阶段，为了避免型坯内表面的接触和粘连，提高产品壁厚的均匀性，需要对型坯进行预吹。在型坯预吹阶段，空气从下方注入型坯，以保护型坯并减少其下垂。在这个阶段，影响壁厚分布的主要工艺参数是:预吹压力和预吹时间。(4)型坯在高压吹塑阶段高压膨胀，使其靠近模腔，实现产品的塑性成型阶段。在这个阶段，型坯在高压下膨胀和变形，并且型坯与模腔接触。影响壁厚分布的主要工艺参数是:材料的收缩率；吹气压力和时间；模具材料、结构、模具排气系统和模具冷却系统，如冷却水通道分布和冷却水入口温度。虽然影响吹塑制品质量的因素很多，但在生产条件和产品要求确定的情况下，调整吹塑工艺参数可以有效提高产品质量。优化后的工艺参数可以提高生产效率，降低原材料消耗，优化产品的综合性能。2.2吹塑工艺条件的设定工艺条件调整的目的是在满足产品最小壁厚要求的基础上，使产品壁厚尽可能均匀，产品重量尽可能小(减少材料消耗)。设定工艺参数的合理方法是将经验与数值分析技术相结合。基本过程如下:①利用建立的计算机模型模拟吹塑模具、下料型坯和夹板的状态；(2)输入各阶段影响型坯壁厚分布的参数；(3)分析模拟结果，通过计算机模拟显示哪些部位的壁厚达不到要求，哪些部位的壁厚超厚；(4)利用人工经验，调整输入参数，重复(1)至(3)的过程，保证在达到最小壁厚的前提下，尽可能减小产品各部位的壁厚。⑤分析比较几种工艺方案的结果，最终确定优化的工艺参数。拉伸吹塑又称双轴取向吹塑，是在聚合物的高弹性状态下，通过机械方法轴向拉伸型坯，用压缩空气径向充气(拉伸)型坯，形成包装容器的方法。拉伸吹塑有一步法和两步法。2.3吹塑常见的产品缺陷及其改善这里给出挤出吹塑、注射吹塑、拉伸吹塑常见的问题、原因及解决方法。(1)挤出吹塑挤出吹塑是最主要的成型方法。有两种方法:连续挤压和不连续挤压。表5给出了挤出吹塑制品的常见缺陷及改进方法。(2)注射吹塑注射吹塑是用注射法制作有底型坯，然后吹进吹塑模具中，形成中空制品。注射吹塑可精确控制产品，无需二次加工即可生产出无划痕、精度高、表面光滑的产品；产品的重量可以控制在0。1g，螺纹精度可以达到100μ m..注吹成型产品常见缺陷及改善方法见表6。(3)拉伸吹塑3结论吹塑技术是随着塑料工业、机械制造等技术的进步而不断发展的。在吹塑产品的设计和生产过程中，不断融入现代设计思想和设计工具。工程技术人员应充分利用先进的设计理念，结合人工经验，提高产品设计和制造的效率，从而提高吹塑产品的质量和市场竞争力。