- Description du procédé technique
Le cycle de fabrication des bouteilles en PET débute par le moulage par injection de résine de polyéthylène téréphtalate pour produire des préformes, des composants tubulaires précis dotés d’un filetage de col standardisé. Ces produits semi-finis sont ensuite introduits dans un appareil d’étirage-soufflage, où des modules de chauffage infrarouge assurent un conditionnement thermique uniforme. La phase critique comprend un étirage biaxial simultané (mécanique et pneumatique) pour orienter moléculairement les chaînes de PET, suivi d’un gonflage à l’air haute pression dans des moules à température contrôlée. Ce procédé thermomécanique transforme les préformes en contenants structurellement optimisés grâce à des taux de cristallisation régulés avec précision. - Explication centrée sur l’équipement
Les systèmes spécialisés de soufflage PET intègrent trois unités fonctionnelles principales :
Chambre de chauffe : Utilise des émetteurs halogènes ou infrarouges pour amener les préformes à une température de transition vitreuse de 90 à 120 °C
Module d’étirage-soufflage : Combine l’étirage axial par tige avec de l’air comprimé de 25 à 40 bars pour une expansion radiale
Système de refroidissement du moule : Maintient une température de 10 à 15 °C pour solidifier rapidement la forme de la bouteille
L’automate programmable de la machine coordonne précisément ces étapes afin d’obtenir des tolérances d’épaisseur de paroi de ± 0,05 mm, garantissant ainsi une homogénéité dimensionnelle entre les lots de production.
- Perspective scientifique des matériaux
Du point de vue de la transformation des polymères, la préforme amorphe en PET subit une mobilité contrôlée de la chaîne induite par la chaleur lors du soufflage. La combinaison de l’étirement mécanique et de la pression gazeuse induit :
Une résistance à la traction accrue (amélioration de 200 à 300 %)
Des propriétés barrières à l’oxygène améliorées
Une meilleure résistance aux chocs
Cette transition de phase, d’un solide amorphe à une structure semi-cristalline, permet aux bouteilles en PET de satisfaire aux normes d’emballage de la FDA pour les applications en contact avec les aliments.
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La séquence d’étirage-soufflage commence par le transfert de la préforme vers la station d’étirage après avoir atteint sa température de transition vitreuse (généralement 90-120 °C). Des tiges d’étirage servocommandées assurent l’allongement axial, tandis que des broches de soufflage induisent une expansion radiale, induisant une orientation moléculaire biaxiale au sein de la matrice PET. Cet alignement de la chaîne polymère améliore :
La résistance à la traction de 200 à 300 %
La transparence grâce à une cristallinité réduite
Les propriétés barrières à la perméation de l’oxygène
L’injection d’air haute pression (25-40 bars) expanse ensuite la préforme conditionnée contre des moules en acier refroidis par eau (maintenus à 10-15 °C), où une solidification rapide fixe la géométrie de la bouteille avant l’éjection automatisée.
- Présentation de l’architecture des équipements
Les systèmes avancés de soufflage PET intègrent cinq sous-systèmes principaux :
Unité de plastification : Des extrudeuses bivis à fourreaux rainurés assurent un mélange homogène de la matière fondue
Système hydraulique : Des vannes proportionnelles avec rails de guidage linéaires permettent un positionnement précis au 0,01 mm
Mécanisme d’entraînement : Des réducteurs à variateur de fréquence assurent une constance de vitesse de ± 1 %
Interface de contrôle : Systèmes IHM-PLC avec prise en charge multilingue pour une surveillance du processus en temps réel
Serrage du moule : Verrouillage centralisé trois points avec décompression hydraulique pour une force de serrage équilibrée de 200 tonnes
Ces caractéristiques permettent des temps de cycle de seulement 4 secondes avec une variation d’épaisseur de paroi inférieure à ± 5 %.
- Analyse de la flexibilité de la production
Alors que les systèmes mono-étage intègrent l’injection et le soufflage des préformes en ligne, les configurations bi-étages offrent des avantages stratégiques :
Gestion des stocks de préformes : Le stockage des préformes permet une production à la demande
Optimisation énergétique : Des unités d’injection/soufflage séparées permettent des modes de fonctionnement à vide indépendants
Polyvalence des matériaux : Compatibilité avec les mélanges de PET recyclé (rPET) nécessitant des paramètres de traitement distincts
Les machines modernes intègrent des algorithmes de maintenance prédictive et une connectivité IoT pour optimiser l’efficacité opérationnelle dans les deux configurations.
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