Выдувные формы: как производятся бутылки и флаконы

Бутылки, флаконы и другие полые пластиковые изделия почти никогда не производятся литьём под давлением — для них применяется отдельная технология, выдувное формование, и, соответственно, отдельный тип оснастки — выдувная форма. В этой статье — чем выдувные формы отличаются от пресс-форм для литья под давлением и какие требования они предъявляют к проектированию.

Чем выдувное формование отличается от литья под давлением

При литье под давлением расплав заполняет полностью закрытую полость формы под высоким давлением — так получаются сплошные детали любой сложной геометрии. Выдувное формование работает иначе: заготовка из разогретого пластика (парисон или преформа) помещается в разъёмную форму, после чего внутрь подаётся сжатый воздух, который раздувает заготовку изнутри, прижимая её к стенкам полости. В результате получается полое тонкостенное изделие — именно так производится подавляющее большинство бутылок, флаконов и канистр.

Ключевое отличие для проектирования оснастки: выдувная форма не испытывает такого высокого внутреннего давления, как форма для литья под давлением, — воздух раздувает заготовку при значительно более низком давлении, чем впрыск расплава. Это позволяет использовать более лёгкие конструкции формы и менее массивные плиты, чем в литьевой оснастке сопоставимого размера.

Типы выдувного формования

Экструзионно-выдувное формование

Непрерывно экструдируемая трубчатая заготовка (парисон) захватывается разъёмной формой, после чего раздувается воздухом. Метод применяется для большинства бытовых и промышленных ёмкостей — бутылок, канистр, баков. Форма для экструзионно-выдувного метода проще в изготовлении, но толщина стенки готового изделия менее равномерна, чем при других способах.

Инжекционно-выдувное формование

Сначала методом литья под давлением изготавливается преформа с точной горловиной, затем преформа разогревается и раздувается в отдельной выдувной форме. Метод даёт более равномерную толщину стенки и точную геометрию горловины — применяется там, где важна точность резьбового соединения под колпачок, например для флаконов косметики и фармацевтической упаковки.

Инжекционно-растяжное выдувное формование (стретч-блоу)

Разновидность инжекционно-выдувного метода, где заготовка перед раздувом дополнительно растягивается механическим штоком в осевом направлении. Это ориентирует молекулы полимера и повышает прочность и прозрачность готового изделия — классический пример применения — производство ПЭТ-бутылок для напитков.

Требования к выдувной форме

• Точная геометрия разъёма и линии смыкания. Поскольку заготовка формуется по всему периметру полости при смыкании половин формы, качество линии разъёма напрямую влияет на прочность и внешний вид готового изделия в этой зоне.
• Система охлаждения по всей полости. В отличие от литья под давлением, где толщина стенки обычно однородна, выдувное изделие может иметь неравномерную толщину — систему охлаждения нужно рассчитывать так, чтобы отводить тепло равномерно даже при разной толщине стенки в разных зонах.
• Точность горловины (для инжекционно-выдувного метода). Резьба и посадочное место под колпачок формуются с высокой точностью — от этого зависит герметичность укупорки готового изделия, во многом так же, как и для крышек в литье под давлением.
• Вентиляция полости. При раздуве заготовки воздух, изначально находившийся в полости формы, должен успевать выходить наружу — иначе на поверхности изделия остаются непрораздутые участки или следы запертого воздуха.

Где применяется выдувное формование

• бутылки и флаконы для напитков, бытовой химии, косметики;
• канистры и промышленные ёмкости;
• баки технического назначения — топливные, расширительные;
• крупногабаритные полые изделия, для которых литьё под давлением было бы неоправданно тяжёлым по массе конструкции.

Материалы для выдувного формования

Не каждый пластик подходит для раздува — материал должен обладать нужной пластичностью в разогретом состоянии и достаточной прочностью расплава, чтобы заготовка не разрывалась при раздуве. Наиболее распространены:

• ПЭТ — прозрачность и прочность, стандарт для бутылок напитков, производится преимущественно инжекционно-растяжным методом;
• ПЭНД (полиэтилен высокой плотности) — химическая стойкость и ударопрочность, основной материал для канистр, флаконов бытовой химии, технических ёмкостей;
• ПП — термостойкость выше, чем у полиэтилена, применяется там, где изделие может подвергаться нагреву;
• ПВХ — используется реже, преимущественно для отдельных видов технической тары.

Выбор материала, как и в литье под давлением, определяет параметры проектирования формы — прежде всего температурный режим и скорость охлаждения, поскольку разные полимеры застывают с разной скоростью и по-разному ведут себя при растяжении.

Частые вопросы про выдувные формы

Можно ли сделать многогнёздную выдувную форму?
Да, как и в литье под давлением, выдувные формы часто проектируются многогнёздными для повышения производительности — количество гнёзд определяется требуемым объёмом выпуска и возможностями выдувного оборудования.

Насколько сложно изменить дизайн бутылки после изготовления формы?
Так же, как и для пресс-форм литья под давлением — незначительные доработки формы иногда возможны, но существенное изменение геометрии обычно требует новых формообразующих элементов. Особенно критично фиксировать геометрию горловины заранее, если она должна быть совместима со стандартным колпачком.

Нужна ли термообработка для выдувных форм так же, как для литьевых?
Требования к твёрдости формообразующих поверхностей у выдувных форм обычно ниже, чем у форм для литья под давлением, поскольку внутреннее давление при раздуве значительно меньше давления впрыска расплава — но термообработка всё равно применяется там, где важна долговечность формы при большом тираже.

Выдувная форма или пресс-форма для литья под давлением: что выбрать

Выбор технологии определяется прежде всего геометрией изделия, а не экономикой: полое тонкостенное изделие практически всегда экономичнее и технологичнее произвести выдувом, чем литьём под давлением, где для получения полости пришлось бы использовать сложные раздвижные механизмы формы. Если же изделие сплошное или имеет сложную внутреннюю геометрию (рёбра жёсткости, крепёжные элементы, резьбовые соединения по всей длине), литьё под давлением остаётся более подходящим методом — подробнее о выборе метода производства в статье о сравнении методов литья.

Заказ выдувной формы

При проектировании выдувной формы мы применяем тот же подход, что и в проектах литья под давлением, — детальный анализ технологичности изделия, расчёт распределения толщины стенки и системы охлаждения, испытания перед передачей формы в серийное производство. Подробнее о технических возможностях производства в целом — на странице «Возможности производства», а об упаковочных изделиях, для которых чаще всего применяется выдувное формование, — на странице «Упаковка».

Если вам нужна выдувная форма для бутылки, флакона или технической ёмкости — опишите техническое задание, и мы оценим проект.