隨著化學(xué)工業(yè)的迅猛發(fā)展以及化工產(chǎn)品在國(guó)際貿(mào)易的不斷擴(kuò)大，大型擠吹中空容器的需求增長(zhǎng)迅猛，1000L的IBC桶近幾年以更快的速度增長(zhǎng)，在歐洲以8%速度增長(zhǎng)，在美國(guó)25%速度增長(zhǎng)，并正在取代雙L環(huán)桶。大型擠吹中空容器的需求增長(zhǎng)帶動(dòng)了大型擠吹中空塑料成型機(jī)的發(fā)展。上海華王工業(yè)有限公司在1998年研制出了1000L大型中空塑料成型機(jī)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并生產(chǎn)出了1000LIBC桶及中空托盤(pán)。世界上幾家著名的擠吹中空塑料成型機(jī)制造商均先后推出了大型擠吹中空塑料成型機(jī)，并且近年設(shè)備有了許多新的發(fā)展，主要在節(jié)能、高效等方面有了顯著的進(jìn)步。

　　研發(fā)重點(diǎn)
　　1 提高生產(chǎn)效率
　　縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)效率是大型擠吹中空塑料成型機(jī)技術(shù)進(jìn)步的重要內(nèi)容。我國(guó)的大型擠吹中空塑料成型機(jī)比國(guó)際上同類同規(guī)格的大型中空塑料成型機(jī)的生產(chǎn)效率低得多，所以我們不能僅滿足于設(shè)備能成型出制品，而應(yīng)當(dāng)在提高生產(chǎn)效率上作研究開(kāi)發(fā)。與生產(chǎn)效率有關(guān)的主要因素是塑化能力與吹塑冷卻成型時(shí)間。

(1)提高塑化能力（擠出塑化生產(chǎn)能力）
　　提高塑化能力是提高生產(chǎn)效率的先決條件。國(guó)內(nèi)研制的大型擠吹中空塑料成型機(jī)上配制的擠出機(jī)的塑化能力普遍低于國(guó)際上同規(guī)格的擠出機(jī)的塑化能力，所以成型周期長(zhǎng)，能耗高。國(guó)內(nèi)一些單位在大型擠吹中空塑料成型機(jī)上配制的擠出機(jī)一般還是采用常規(guī)設(shè)計(jì)的擠出機(jī)，沒(méi)有對(duì)大型擠吹中空塑料成型機(jī)所需的擠出機(jī)的特殊性作深刻的研究，還停留在通用擠出機(jī)的理念上，僅滿足于能塑化擠出，不去追求高的塑化能力。

　　提高塑化能力，即提高螺桿機(jī)筒的塑化性能和輸送能力。在國(guó)際上，大型擠吹中空塑料成型機(jī)上配制的擠出機(jī)早以采用了帶強(qiáng)制喂料強(qiáng)制冷卻的“IKV”結(jié)構(gòu)。“IKV”結(jié)構(gòu)，它主要是在機(jī)筒的加料區(qū)的襯套上開(kāi)有形狀不同的深而寬的縱向溝槽，同時(shí)在加料區(qū)設(shè)計(jì)強(qiáng)制冷卻結(jié)構(gòu)，極大提高了輸送效率，由常規(guī)的0.3-0.5提高到0.6-0.85,加之合理的屏障段和混煉段的設(shè)計(jì)，其塑化能力較常規(guī)設(shè)計(jì)的擠出機(jī)的塑化能力高50%以上，而且擠出量穩(wěn)定。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的φ150/25擠出機(jī)，在加工HMWHDPE粉料時(shí)，其塑化能力僅達(dá)到250kg/h，德國(guó)Krupp公司“IKV”結(jié)構(gòu)的φ150/25擠出機(jī)在加工70%新料和30%粉碎料混合的HMWHDPE，其塑化能力達(dá)到600kg/h，名義比功率僅為0.3kw/kg.h-1。“IKV”結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)擠出機(jī)上未得到采用，值得我們深思。當(dāng)然，“IKV”結(jié)構(gòu)也存在一些缺陷，比如螺桿與機(jī)筒磨損嚴(yán)重，冷卻水帶走的能量偏高等等，所以，我們?cè)谠O(shè)計(jì)螺桿與機(jī)筒時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況并不斷采用新材料新技術(shù)，在“IKV”結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上不斷研究和改進(jìn)，提高塑化能力與塑化質(zhì)量。當(dāng)然，有的廠家在提高塑化能力方面做出了成績(jī)，廣東金明塑膠設(shè)備有限公司研制出了不但能加工100%新料還能加工100%粉料以及100%回收料的高產(chǎn)量螺桿，其產(chǎn)量比常規(guī)設(shè)計(jì)的螺桿產(chǎn)量提高40%以上。

(2) 縮短吹塑冷卻成型時(shí)間
　　縮短吹塑冷卻成型時(shí)間的關(guān)鍵是提高吹塑系統(tǒng)性能, 吹塑系統(tǒng)性能的主要技術(shù)指標(biāo)是吹氣壓力和氣體溫度。我們現(xiàn)在配備的吹塑設(shè)備都是常規(guī)的空氣壓縮機(jī)，采用常規(guī)的吹氣壓力，不能滿足大型中空制品快速吹脹冷卻的需要。大型中空塑料制品的壁較厚，所以吹塑系統(tǒng)性能不但關(guān)系到生產(chǎn)效率，而且關(guān)系到制品的質(zhì)量，特別是關(guān)系到型坯粘結(jié)縫的強(qiáng)度。提高吹氣壓力，使用低溫干燥高壓空氣吹塑，是縮短吹塑冷卻成型時(shí)間的關(guān)鍵，提高制品質(zhì)量的關(guān)鍵。德國(guó)Beke公司把空氣冷卻到-350C到-450C，進(jìn)行吹塑，加強(qiáng)了制品內(nèi)壁的冷卻，使制品內(nèi)外壁的冷卻速率均勻，極大提高了制品的品質(zhì)，同時(shí)冷卻時(shí)間縮短不少于20%，提高了生產(chǎn)效率。

　　2 高性能儲(chǔ)料式機(jī)頭
　　單層大型擠吹中空容器成型的機(jī)頭為儲(chǔ)料式機(jī)頭。我國(guó)的大型擠吹中空塑料成型機(jī)生產(chǎn)的容器基本上都是單層，例如，200L的雙L環(huán)桶，IBC桶等。單層大型中空容器為HMWHDPE原料成型，HMWHDPE是一種分子取向性很強(qiáng)的結(jié)晶形塑料，熔體的“彈性記憶”效應(yīng)強(qiáng)，所以儲(chǔ)料式機(jī)頭必須能達(dá)到使熔體內(nèi)分子有充分時(shí)間重新排列分布，拓寬熔體流MWD分布性，降低熔體徑向的溫度梯度，以提高熔體融合縫區(qū)的強(qiáng)度和型坯表面的質(zhì)量，保證擠出型坯內(nèi)部熔體不產(chǎn)生破裂現(xiàn)象以提高制品強(qiáng)度;高性能儲(chǔ)料式機(jī)頭必須具有合理的流道結(jié)構(gòu)，能充分適應(yīng)塑料熔體的成型工藝要求，能實(shí)現(xiàn)快速換色換料。提高儲(chǔ)料式機(jī)頭的性能主要之一是使機(jī)頭能提高熔體融合縫區(qū)的強(qiáng)度。目前，國(guó)內(nèi)還較多采用熔體融合縫區(qū)的強(qiáng)度差的單層心形包絡(luò)的流道設(shè)計(jì)的儲(chǔ)料式機(jī)頭。雙層心形包絡(luò)的流道的儲(chǔ)料式機(jī)頭是一種高性能儲(chǔ)料式機(jī)頭，其原理是將熔合縫區(qū)分成兩處并錯(cuò)開(kāi)分布，型坯被完整的熔料層所覆蓋，提高了熔體融合縫區(qū)的強(qiáng)度，國(guó)際上廣泛使用。先進(jìn)的結(jié)構(gòu)加上先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段才能取得最佳的效果。應(yīng)用CAD是使雙層心形包絡(luò)的流道的儲(chǔ)料式機(jī)頭達(dá)到高性能的必需的方法，現(xiàn)用于機(jī)頭設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)軟件有FLOW2000大型的計(jì)算機(jī)分析軟件和三維模具設(shè)計(jì)軟件PRO/E等，而目前我國(guó)的儲(chǔ)料式機(jī)頭的設(shè)計(jì)基本上未用先進(jìn)的CAD手段，單憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，這是我國(guó)的儲(chǔ)料式機(jī)頭性能提不高的主要原因。先進(jìn)先出，快捷換色換料，清理方便，是高性能儲(chǔ)料式機(jī)頭的重要特性，積極的做法是采用先進(jìn)的CAD手段加上優(yōu)質(zhì)的鋼材和精密的加工設(shè)備及先進(jìn)CAE加工方法。

　　3 機(jī)臺(tái)升降機(jī)構(gòu)
　　國(guó)內(nèi)大型擠吹中空塑料成型機(jī)的機(jī)臺(tái)升降機(jī)構(gòu)大多數(shù)為鏈輪鏈條機(jī)構(gòu)，實(shí)踐證明，該種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由于本身缺陷，所以調(diào)節(jié)不方便，容易咬死，特別在200L以上的機(jī)臺(tái)升降機(jī)構(gòu)中。但由于一些單位互相照搬，不作根本性的改革，仍在沿用。因此，對(duì)國(guó)內(nèi)大型擠吹中空塑料成型的機(jī)臺(tái)升降機(jī)構(gòu)必須作實(shí)質(zhì)性的改革，把由單一驅(qū)動(dòng)的鏈輪鏈條同步升降機(jī)構(gòu)，改為二個(gè)或四個(gè)同步驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，杜絕咬死現(xiàn)象。

　　4 合模機(jī)構(gòu)
　　合模機(jī)構(gòu)應(yīng)具有運(yùn)動(dòng)精度高、速度快、裝卸模具容易等性能。目前，國(guó)內(nèi)大型擠吹中空塑料成型機(jī)的合模機(jī)構(gòu)沿用小型中空容器成型機(jī)合模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，采用二拉桿或四拉桿的三板連動(dòng)及其擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，主要缺點(diǎn)是：模板受力不均勻，易漲模的現(xiàn)象，同時(shí)由于拉桿的存在，使模具的空間受到一定限制，使機(jī)械手的操作空間受到約束。

　　插銷式無(wú)拉桿合模機(jī)構(gòu)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種合模機(jī)構(gòu)，具有鎖模力大且分布均勻、裝卸模具容易、容模量大、節(jié)能等特點(diǎn)，導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)副采用摩擦系數(shù)小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)行精度高的滾珠直線導(dǎo)軌，快速移模由伺服電機(jī)通過(guò)滾珠絲桿來(lái)實(shí)現(xiàn)，高壓鎖模是一模板上的插銷插入另一模板上的鎖緊套后，分布在一模板左右兩側(cè)的兩對(duì)以上的鎖模油缸拉緊另一模板實(shí)現(xiàn)高壓鎖模，反之，則為高壓開(kāi)模。

　　液壓同步驅(qū)動(dòng)無(wú)拉桿合模機(jī)構(gòu)。臺(tái)灣鳳記鐵工廠股份有限公司的無(wú)拉桿合模機(jī)構(gòu)不同于插銷式無(wú)拉桿合模機(jī)構(gòu)，最大規(guī)格達(dá)到VSE（DCE）-150（螺桿直徑），它是采用互相對(duì)稱的兩套液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同步分別驅(qū)動(dòng)各自的模板，由于模板中心受驅(qū)動(dòng)油缸的作用力，所以能降低模板的重量，減小鎖緊變形量，裝卸模具更容易、容模量更大、更適合機(jī)械手的操作，性能上比插銷式無(wú)拉桿合模機(jī)構(gòu)更具有優(yōu)越性，值得推廣應(yīng)用。

　　5 型坯壁厚控制
　　制品壁厚最佳化是大型擠吹中空塑料成型機(jī)制造商追求的一個(gè)主要目標(biāo)，同是也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。我國(guó)生產(chǎn)的中空容器存在的突出問(wèn)題是壁厚不均勻、型坯壁厚控制系統(tǒng)分為軸向壁厚分布系統(tǒng)（AWDS）和徑向壁厚分布系統(tǒng)（PWDS），兩者互相聯(lián)合作用，可獲得最佳的型坯及更為理想的制品壁厚分布。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)大型擠吹中空塑料成型機(jī)制造商都僅使用軸向壁厚分布系統(tǒng)，該系統(tǒng)只對(duì)軸向的各個(gè)截面有的厚度分布進(jìn)行控制，但由于擠出的型坯在水平截面內(nèi)仍呈等厚圓形，對(duì)部分在某一對(duì)稱方向有較大拉伸要求的制品則顯得仍不是最佳的壁厚分布。徑向壁厚分布系統(tǒng)對(duì)于在對(duì)稱方向有較大拉伸要求的制品進(jìn)行最佳的壁厚控制，可使擠出的型坯在某要求的區(qū)段內(nèi)呈非圓截面變化，對(duì)于提高制品質(zhì)量，改善曲面部件內(nèi)外部半徑的厚薄均勻性具有重要意義，同時(shí)，它還能在保證制品質(zhì)量的前提下，降低制品重量，以1000L容器為例，采用徑向壁厚分布系統(tǒng)，可降低重量5%-10%。徑向壁厚分布系統(tǒng)有兩種：通過(guò)電液伺服系統(tǒng)控制薄壁撓性環(huán)在一個(gè)或兩個(gè)對(duì)稱方向上的變形來(lái)改變型胚厚度的撓性環(huán)式；靠修形口環(huán)的上下移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)改變型胚厚度的口緣修形式。作為對(duì)徑向壁厚分布系統(tǒng)的一種替代，芯模修形法，即在具有軸向壁厚分布系統(tǒng)控制的功能上，對(duì)其芯模的特定位置進(jìn)行修正，近似獲得在徑向上的非圓變化量。

　　型胚壁厚控制伺服系統(tǒng)，至今我國(guó)還不能制造出達(dá)到性能要求的系統(tǒng)，特別是徑向壁厚分布系統(tǒng)還是空白，在一定程度上阻礙了大型中空塑料成型機(jī)的技術(shù)進(jìn)步。