專利名稱：大型異型中空塑料制品生產工藝及設備的制作方法
大型異型中空塑料制品在工農業生產中應用廣泛，如中空塑料船、糧倉，用于養魚業的大型中空浮球，用于化工行業的大型中空塑料貯存罐，各種大型玩具如風靡世界的大型玩具-塑料搖馬，設計合理深受兒童歡迎。可以單人玩，多人一起玩，還可以在水中玩，可作搖馬、轉馬、蹺蹺板、小滑梯、獨木橋、大型積木。大型搖馬對于培養兒童智力，促進兒童身心健康有著重大意義，所以歐美日發達國家托幼園所已列為必備幼教器材。
大型異型中空塑料制品生產工藝復雜，設備技術難度高，目前世界上只有少數幾個國家能夠生產。
塑料搖馬是法國兒童教育家和心理學家首先設計，采用新材料與現代先進的塑料成型工藝制成。
國外生產大型異型中空塑料制品的生產工藝，一般采用球型軌跡熱塑旋轉成型原理，將定量旋轉級粉末塑料加入模腔，通過熱源加熱模具，同時使受熱模具在X軸和Y軸相交中沿球型軌跡旋轉，塑料熔融塑化，貼附在模腔整個表面，使產品成型，冷卻定型，開模取出產品。
國外的工藝只能使用昂貴的旋轉級PE粉末塑料，這種旋轉級塑料之所以價高是因為必須將加入各種助劑的PE塑料顆粒在-60℃的低溫下冷凍脆化磨碎，能耗大，成本極高;國外的產品其壁厚均勻，顏色單一，不悅目，設備結構復雜，一臺設備價格高達110多萬美元。顯然在我國目前情況下要使用旋轉級粉末塑料，進口國外設備生產大型異型中空塑料制品如塑料搖馬是不現實的。
本發明的目的是尋求使用價廉的非旋轉級改性顆粒特定塑料，代替旋轉級粉末塑料用于制造大型異型中空塑料制品，同時制造出結構簡單，造價低的國產設備實現上述塑料制品的工業化生產。
其生產工藝的技術方案如下將定量改性的非旋轉級顆粒狀特定塑料，一次投入模腔，模具送入控溫加熱室，對模具進行整體控制加溫，必要時對模具局部進行強化控制加溫;同時用單板機或微機控制整個模具按工藝參數指令繞X軸和Y軸在零轉/分-36轉/分之間，進行變速、往復、萬向、間歇、搖擺、溫控、時控旋轉，然后冷卻定型脫模制出產品。
采用上述工藝可以生產出同一產品中不同部位具有多種壁厚，產品結構更加合理，突破國外只能生產壁厚均勻的產品;采用上述工藝能夠生產出萬紫千紅色彩班瀾、花紋鮮艷奪目的各種產品品種，突破國外只能生產單一色彩的產品;本工藝采用非旋轉級改性顆粒狀特定塑料生產出大型異型中空塑料制品，大幅度降低產品成本，非旋轉級改性顆粒狀塑料價格只有旋轉級粉末塑料的三分之一。
大型異型中空塑料制品生產設備-回轉式三臂滾塑成型機，該機由臂架，動力裝置，回轉裝置，傳動機構，模具支架，單板機或微機控制系統，控溫加熱室，冷卻降溫室，圓形導軌等組成。
在三根臂架中兩相鄰臂架軸線間的夾角為120°，在臂架軸線方向上安裝二根套軸，中空大軸套小軸。小軸一端通過傳動機構與直流電機相連，另一端通過傳動機構與模具支架連接;直流電機通過傳動機構與導輪相連;
控溫加熱室由垂直直徑方向的外固定壁板，兩側可開合的活動壁板以及上頂板和下底板組成的密閉室，室內安裝有遠紅外加熱器，油加熱器，汽噴加熱器;
冷卻降溫室外殼結構與控溫加熱室基本相同，室內安裝有冷風冷卻裝置，噴霧冷卻裝置，冷、熱水淋冷卻裝置。
回轉式三臂滾塑料成型機自動化程度高，設備結構相對復雜些，它適合大規模多規格的產品生產，生產大型異型中空產品其模具支架和傳動機構的結構如C臂所示，生產大型中空球形產品其模支具架和傳動機構的結構形成如A臂所示，生產大型方形的中空制品其模具支架和傳動機構的結構如B臂所示，這種回轉式塑料成型機生產效率高，操作方便，但投資較大。
為了降低投資費用，又設計出單臂移動式三工位滾塑成型機。該機由臂架、動力裝置、傳動機構、模具支架，單板機或微機控制系統，控溫加熱室，冷卻降溫室，直線型導軌以及滑車等所組成。
臂架固定于滑車上，滑車滾輪安裝在直線道軌上。在臂架軸線方向上安裝二根套軸，中空大軸套小軸，小軸一端通過傳動機構與直流電機相連，另一端通過傳動機構與模具支架相連;中空大套軸一端通過傳動機構與直流電機相連，另一端通過傳動機構與模具支架連接。
冷卻降溫室，由兩側板及頂板為固定壁板，前后為活動開合壁板組成的密閉室，室內安裝有冷風冷卻裝置，噴霧冷卻裝置，冷、熱水淋冷卻裝置，直線導軌穿過冷卻降溫室。
控溫加熱室，在靠近冷卻降溫室一邊為活動壁板，其余上、下、左、右后壁板為相對固定壁板，室內安裝有遠紅外加熱器，油加熱器，汽噴加熱器。
實施例一圖一為回轉式三臂滾塑成型機的結構示意圖。其中(1)控溫加熱室，(2)Y軸傳動齒條，(3)Y軸球形模具支架，(4)球形模具，(5)Y軸傳動傘形齒輪，(6)加熱室門，(7)X軸傳動桿即中空套軸，(8)驅動中空大軸直流電機，(9)支架，(10)驅動臂架回轉直流電機，(11)A臂架，(12)圓形導軌，(13)Y軸驅動桿即小軸，(14)驅動小軸轉動的直流電機，(15)微機工作臺，(16)B臂架，(17)噴霧冷水噴頭，(18)冷卻風扇，(19)方形模具，(20)U型模具支架，(21)冷卻室門，(22)冷卻降溫室，(23)熱水噴頭。
圖2、圖3、圖4為C臂架三面投影結構示意圖，其中圖2為正視圖，圖3為俯視圖，圖4為C-C視圖。(24)C臂架，(25)傳動鏈條，(26)導輪，(27)支架，(28)Y軸傳動軸，(29)異型模具架，(30)模具支架，(31)傘形齒輪組。
圖5、圖6、圖7為控溫加溫室結構示意圖，其中圖5為正視圖，圖6為俯視圖，圖7為側視圖。(32)遠外加熱器，(33)油加熱器，(34)汽噴加熱器。
實施例二圖8、圖9為單臂移動式三工位滾塑成型機結構示意圖，其中圖8為正視圖，圖9為俯視圖，(1)控制加熱溫室，室內有遠紅外加熱器，油加熱器，汽噴加熱器，(6)控溫加溫室活動門，(11)臂架，(12)直線型導軌，(7、13)大套軸(X軸)、小軸(Y軸)，(8)驅動大軸直流電機，(14)驅動小軸直流電機，(21)冷卻降溫室活動門，(22)冷卻降溫室，室內有風冷、霧冷、冷水、熱水冷卻裝置，(26)滑輪，(27)支架，(29)模具，(35)滑車。
實施例三以制造大型玩具塑料搖馬為例來說明大型異型中空塑料制品的生產工藝。該塑料搖馬重量為一萬克，外圓1200mm，內圓R300mm，寬300mm，呈半環狀，為中空塑料制品。上述設備單臂一次能生產4個產品用料4萬克，如C臂安裝狀態，原料采用改性的非旋轉級聚乙烯粒料(li50A或CL-100)其生產過程如下分別在四個模腔內各投入改性(li50A或CL-100)物粒料各1萬克，然后將模具送入控溫加熱室內，同時起動加熱器和直流電機，讓模具按工藝參數指令(加熱周期25-35分鐘)，控溫(150-175℃)，局部強化加溫為(180-205℃)，繞X軸和Y軸在零轉/分-36轉/分之間，進行變速、往復、萬向、間歇，搖擺旋轉;然后進入冷卻降溫室降溫，用風冷，水冷7-10分鐘，溫度降至35-40℃，脫模取出產品。
大型異型中空塑料玩具具有四種壁厚3-4mm，5-5.5mm，6-7mm，8-9mm色澤萬紫千紅，鮮艷奪目，很受兒童歡迎。
本發明突破國外用旋轉級粉末塑料制造大型異型中空塑料制品的工藝，用改性的非旋轉級PE粒料進行滾塑成型，大幅度降低成本，同時研制出新型脫模劑，創造了萬紫千紅著色法，解決了變速旋轉與壁厚控制等一系列的技術難題，為我國大型異型中空塑料制品的生產開辟了新途徑，該發明具有極大的經濟社會效益。
權利要求
1.一種大型異型中空塑料制品生產工藝，該工藝采用球型軌跡熱塑旋轉成型原理，將定量旋轉級粉末塑料加入模腔，通過熱源加熱模具，同時使受熱模具在X軸和Y軸相交中沿球型軌跡旋轉，塑料熔融塑化，貼附在模腔整個表面，使產品成型，冷卻定型，開模取出產品；本發明的特征是將定量改性非旋轉級顆粒狀特定塑料，一次投入模腔，模具送入控溫加熱室，對模具進行整體控制加溫，必要時對模具局部進行強化控制加溫，同時用單板機或微機控制整個模具按工藝參數指令繞X軸和Y軸在零轉/分-36轉/分之間，進行變速、往復、萬向、間歇、搖擺、溫控、時控旋轉，然后冷卻定型脫模制出產品；
2.一種大型異型中空塑料制品生產設備-回轉式三臂滾塑成型機，本發明的特征是該成型機由臂架、動力裝置、回轉裝置、傳動機構，模具支架，單板機或微機控制系統，控溫加熱室、冷卻降溫室，圓形導軌等組成;
3.根據權利要求2所述的回轉式三臂滾塑成型機，其特征是該機兩相鄰臂架軸線間的夾角為120°，在臂架軸線方向上安裝二根套軸，中空大軸套小軸;小軸一端通過傳動機構與直流電動機相連，另一端通過傳動機構與模具支架相接;中空大套軸一端通過傳動機構與直流電動機相連，另一端通過傳動機構與模具支架連接;直流電機通過傳動機構與導輪相連;
4.根據權利要求2或3所述的回轉式三臂滾塑成型機，其特征是控溫加熱室由垂直徑向的外固定壁板，兩側可開合的活動壁板，垂直徑向內活動壁板，以及上頂板和下底板組成的密閉室;室內安裝有遠紅外加熱器油，油加熱器，汽噴加熱器;
5.根據權利要求2或3所述回轉式三臂滾塑成型機，其特征是冷卻降溫室外殼結構與控溫加熱室基本相同，室內安裝有冷風冷卻裝置，噴霧冷卻裝置，冷、熱水淋冷卻裝置;
6.一種大型異型中空塑料制品生產設備-單臂移動式滾塑成型機，本發明的特征是該機由臂架，動力裝置。傳動機構，模具架，單板機或微機控制系統，控溫加熱室，冷卻降溫室，直線型導軌以及滑車等所組成;
7.根據權利要求6所述的單臂移動式三工位滾塑成型機，其特征是臂架固定于滑車上，滑車滾輪放于直線導軌上，在臂架軸線方向上安裝二根套軸，中空大軸套小軸;小軸一端通過傳動機構與直流電機相連，另一端通過傳動機構與模具支架相接;中空大套軸一端通過傳動機構與直流電機相連，另一端經過傳動機構與模具支架連接;
8.根據權利要求6或7所述的單臂移動式三工位滾塑成型機，其特征是冷卻降溫室，兩側及頂板為固定壁板，前后為活動開合壁板，組成密閉室，室內安裝有冷風冷卻裝置，噴霧冷卻裝置，冷、熱水淋冷卻裝置，直線導軌穿過冷卻降溫室;
9.根據權利要求6或7所述的單臂移動式三位塑成型機，其特征是控制溫加熱室，在靠近冷卻降溫室一邊為活動壁板，其余的上、下、左、右、后壁板為相對固定壁板，室內安裝有遠紅外加熱器，油加熱器，汽噴加熱器。
全文摘要
一種大型異型中空塑料制品生產工藝，該工藝用定量改性非旋轉級PE粒料一次投入模腔，微機按工藝參數指令控制模具，繞X軸和Y軸進行變速、萬向、間歇、往復等旋轉，同時控制時間、溫度，冷卻定型脫模制出產品。其生產設備為回轉式三臂滾塑成型機，該機由臂架、動力裝置、回轉裝置、傳動機構，單板機或微機控制系統，控溫加熱室、冷卻降溫室，圓形導軌等組成。本發明突破國外傳統工藝，為大型異型中空塑料制品的工業化生產開辟一條新途徑，具有巨大的經濟社會效益。
文檔編號B29C39/08GK1063838SQ91100588
公開日1992年8月26日 申請日期1991年1月29日 優先權日1991年1月29日
發明者張基, 曹仲揮, 張祖重 申請人:張基, 曹仲揮, 張祖重