가벼운 병은 벽이 얇고, 고속 성형에는 유리 액체의 높은 용융 품질이 필요합니다. 유리 액체의 균일성과 온도의 약간의 변동은 성형에 영향을 미칩니다. 따라서 배치 재료가 완전히 용융된다는 전제 하에 킬른 작업 프로세스 지표의 안정성이 중요합니다. 용해로의 충전 및 배출은 동적 균형을 유지하고, 충전 층은 유리 액체 레벨의 변동이 매우 작은 범위 내에서 제어되도록 얇아야 합니다.
고정밀 생산 공정 지표를 보장하고, 유류 가마를 촉진하고, 가마 유형을 개선하고, 고온, 광폭 단면 가마를 사용하기 위해 가마에 대한 일련의 조치를 시행하고 있으며, 여기에는 완전 단열, 풀 바닥 버블링, 전기 용융, 가마 실, 열 매개변수의 마이크로컴퓨터 제어가 포함됩니다.
용융 및 정제된 유리액이 드롭 성형 온도까지 균일하게 냉각되도록 하기 위해 외국에서는 1960년대부터 길이 6~9m, 폭 0.4~0.9m, 깊이 0.15~0.25m의 긴 공급 채널을 채택하여 냉각 구간과 균질화 구간으로 엄격히 구분하고, 비례 혼합 버너(천연가스 또는 세척가스) 또는 보조 전기 가열 시스템을 사용하여 용해로의 온도 변동에 영향을 받지 않고 단독으로 온도 제어를 수행합니다. 중유의 발열량이 높기 때문에 여러 그룹의 버너를 구성하여 유리액을 균일하게 가열할 수 없습니다. 따라서 공급통의 가열 연료로 중유를 사용하는 것은 부적절하며 필요한 경우에만 대체하여 사용합니다. 실리콘 카본 막대 가열 소자의 수명이 짧기 때문에 해외에서는 많은 수의 몰리브덴 막대(플레이트)를 전극으로 사용하여 공급 채널의 유리 액체에 직접 담가 고온에서 유리의 이온 전도도의 "줄 효과"에 의존하여 가열합니다. 몰리브덴 전극의 노출된 끝부분의 산화를 방지하기 위해 수냉식 척이나 공냉식 척을 사용합니다. 몰리브덴 전극의 직접 가열 방법을 사용하면 공급통의 온도 변동을 허용 범위 내에서 제어할 수 있습니다. 몰리브덴 전극을 올바르게 사용하면 수명이 8년 이상에 도달할 수 있습니다. 전자 제어 수준의 지속적인 개선으로 현대 공급통의 드립 온도 제어는 + (0.5~1)도에 도달할 수 있습니다. 또한, 구역 제어 및 종방향 냉각 기술을 사용하여 유리 액체를 냉각 및 균질화하여 공급 채널 출구에서 유리 액체의 온도 변동이 + 0.5도 범위 내에 있도록 하여 고속 병 제조 기계에 고품질 유리 방울을 제공하고 성형 공정의 공정 결함을 줄이고 고품질의 경량 병을 제조할 수 있는 조건을 조성합니다.
드립 중량의 변동 범위를 줄이기 위해 공급통의 유리 액체 수위를 정밀하게 제어하며 오차 범위는 0.2-0.5mm입니다.
유리 액체로부터 유리 제품을 만드는 공정은 성형과 마무리의 두 단계로 나눌 수 있습니다. 성형 작업은 일반적으로 연화 온도, 어닐링 온도 및 변형점의 세 가지 특성 온도 값에 의해 제어됩니다. 다른 제품의 경우 실험을 통해 합리적인 공정 매개 변수를 결정해야 합니다. 또한 고급 병 제조, 공급 및 가열 시스템과 고급 성형 공정의 사용은 균일한 벽 두께를 얻고 경량화를 달성하기 위한 기본 보장입니다.
최신 설계의 공조식 일정 온도 어닐링로는 경량 병 어닐링 문제를 해결하는 열쇠 중 하나입니다. 경량 병의 벽의 평균 두께는 표준 병보다 2mm 작기 때문에 유리 병의 가열 속도와 뜨거운 유리 병의 방열 속도가 모두 빠르므로 이 요구 사항을 충족시키기 위해 가속 열 전도 속도를 사용해야 합니다. 즉, 폐쇄된 공조 온도를 사용하여 공기 흐름이 병의 유리 표면에서 빠르게 이동하도록 해야 합니다. 어닐링로는 10개 구역으로 나뉩니다. 1~4구역은 가열 구역(공조)입니다. 일반적으로 4구역에서는 반드시 가열이 필요하지 않으며 3구역의 가열량도 매우 적습니다. 각 구역의 길이는 1.8m입니다. 1~2구역은 각각 1팬 에어컨을 사용하는 반면, 3~5구역, 특히 6구역은 반드시 2팬 에어컨을 사용해야 하며, 7~10구역은 여전히 1팬 에어컨을 사용합니다. 열전대를 사용하여 어닐링로의 각 구역에서 온도를 측정하고 온도를 제어합니다. 급속 냉각 구역에서는 블로워를 사용하여 차가운 공기를 불어 조정합니다. 실무에 따르면 가벼운 병의 온도가 400도 이하일 때 병의 냉각 속도는 20C/min이며 가벼운 병에 손상이 발생하지 않습니다. 어닐링로는 내화 벽돌이 없는 풀 메탈 구조이며 전기 또는 천연 가스로 가열되며 최신 단열재를 사용하여 우수한 단열 성능을 보장합니다. 따라서 어닐링로의 무게는 일반 어닐링로보다 훨씬 가볍습니다.
경량병 성형 공정
경량 병의 주요 특징은 얇고 균일한 벽입니다. 성형의 핵심은 크고 적당한 모양의 프리폼을 얻고 충분히 그리고 적당히 재가열하는 것입니다. 이 문제를 해결하기 위해 어떤 기본 성형 방법을 사용하는지와 관련이 있습니다.
지금까지 일상용 병과 캔의 기본 성형 방법은 흡입-블로잉, 블로우-블로잉, 압력-블로잉에 불과합니다. 그 원리와 효과는 다릅니다. 그러나 동일한 성형 방법은 다른 작업 시스템을 채택하고 효과는 일관되지 않습니다. 성형 상황은 성형 방법과 밀접한 관련이 있으며, 특히 경량 병의 성형에서 두드러집니다.
흡입-블로우 방식
코어 캐비티를 제외하고 프리폼은 기본적으로 단단한 재료 블록입니다. 완제품에 비해 크기가 상당히 작습니다. 이 성형 방법은 프리폼이 성형 금형에 들어갈 때 매우 높은 온도를 가져야 하고, 유리의 유동성이 좋으며, 크게 크리핑하고 재분배하여 완제품을 얻어야 합니다. 그러나 병 벽이 얇으면 성형 금형의 유리 온도도 낮아 크게 크리핑할 수 없으며 분포가 균일하지 않으며 합격한 경량 병을 불어낼 수 없습니다.
블로우-블로우 방식
블로우 블로우법에서 병의 무게를 줄이는 주요 대책은 프리폼의 내부 형상 설계로, 프리폼의 크기를 확대하고 형상이 합리적이며, 크기의 증가는 재료의 무게를 줄이기 위한 백블로잉 기포의 부피 증가여야 함을 의미합니다. 생산 관행에 따르면 백블로잉 기포의 부피가 유리 재료 부피의 20%~30%에 도달하면 생산 속도를 높일 수 있습니다. 이는 프리폼 금형의 열 제거가 증가하고 성형 금형의 열 부하가 감소하기 때문입니다. 그러나 블로우 블로우법에서 백블로잉 기포의 부피 증가는 1차 금형의 방열을 증가시키는 전제에 기반하기 때문에 1차 병 블랭크의 온도가 낮아지고 재가열 용량이 감소하며 1차 금형의 작업 시간이 길어지고 1차 병의 재가열 시간도 짧아져 완제품의 벽 두께는 얇지만 고르지 않습니다. 또한, 블로우 블로잉 방법에서 백 블로잉 기포가 일정한 부피에 도달하면 일반적으로 완성된 병의 허리에 벽 두께 왜곡의 고리가 나타나며, 즉 병 본체에 "가스 후프"(또는 "2단 허리")가 나타납니다. "가스 후프"를 줄이기 위해 가스 블로잉 병 헤드 대신 진공 청소를 사용할 수 있지만, 그 효과는 매우 제한적이어서 블로우 블로잉 방법으로 균일한 벽 두께를 얻는 데 제한이 있습니다.
프레스-블로우 방식
프레스 블로우법의 주요 특징은 펀치로 병 입구와 프리폼을 한 번에 눌러내는 것입니다. 이 방법을 사용하여 소구 프리폼을 누르면 크기가 더 크고 유리가 성형 금형에 들어간 후 재분배될 때 크리프 범위가 작으며 "공기 퍼핑 후프"가 생성되지 않으며 완제품의 벽 두께 균일성을 보장할 수 있습니다. 일반적인 로우 머신 프레스 블로우법에서 펀치는 재료를 아래에서 위로 지지하고 프리폼을 단계적으로 스탬핑합니다. 이 방법은 대구경 병을 생산하는 데 매우 효과적입니다. 냉각 기술과 기계 가공 기술의 급속한 발전으로 로우 머신은 소구 프리폼을 눌러낼 수 있습니다. 눌러진 소구 프리폼의 온도는 블로우 블로우법보다 높고 벽 온도가 더 균일하고 크기가 더 크고 모양이 더 합리적입니다. 성형 금형에 넣어 불어넣을 때 유리는 유동성이 좋고 크리프 범위가 작습니다. 완성된 제품의 벽 두께 균일성이 더 좋고 병을 더 가볍게 만들 수 있습니다. 따라서 블로우 블로우법에 비해 프레스 블로우법은 가벼운 병을 생산하는 데 의심할 여지 없이 우수합니다.
그러나 라인형 병 제조기가 압력 블로우 방식으로 소구경 병을 생산할 때 라인형 기계 자체의 구조 원리로 인해 심각한 결함이 나타나 경량 병의 추가 개발을 방해합니다. 주요 증상은 다음과 같습니다.
1 작동 주기의 재현성이 좋지 않습니다.
이 메커니즘의 가속 과정은 정밀한 제어가 부족합니다.
엔드 포인트 버퍼(또는 에어 쿠션)가 부적절하고, 피스톤 스트로크 길이와 시간이 부적절하며, 조정 범위가 매우 좁습니다. 4. 각종 기구 구성품 간의 조정과 설계가 너무 복잡하여 정밀한 조정을 위해서는 숙련된 인력이 필요합니다.
소형구압력 분사기술(NNPB)
헤르만 하예는 유럽 유리병 제조의 선구자 중 한 명입니다. 그는 0년대 중반에 처음으로 블로우-블로우(BB) 방법을 사용하여 병과 항아리의 무게 감소를 테스트했습니다. 테스트 결과에 따르면 블로우-블로우 방법을 사용하여 성형할 때 병 무게는 제한된 범위 내에서만 감소할 수 있지만 제품은 가벼운 병 수준에 도달할 수 없습니다. 주된 이유는 성형 단계에서 거품 위치에서 금속과 유리의 접촉 시간 차이로 인해 거품과 최종 제품의 벽에서 유리가 고르지 않게 분포되기 때문입니다.
위의 문제에 대한 해결책은 NNPB 방법을 사용하는 것입니다. NNPB 성형 프로세스는 다음과 같습니다. 초기 금형에 방울을 공급 → 버블을 누르기 → 버블을 성형 금형으로 뒤집기 → 재가열 → 성형 금형을 진공 청소 → 보조 성형 → 최종 블로잉 → 병을 냉각 테이블에 고정합니다.
공정을 통해 NNPB 방법에서는 거품 접촉 시간이 다르다는 문제가 없고, 공정이 간소화되었으며, 압착된 거품은 벽 두께가 더 균일합니다. 게다가 NNPB 방법은 BB 방법보다 재가열 시간이 더 충분하여 최종 블로잉 후 병 벽의 유리 온도를 균일하게 하는 데 도움이 됩니다.
표 2-39에서 볼 수 있듯이 NNPB법의 본질은 유리를 고르게 분포시키고 충분한 재가열 시간을 갖게 하여 재료의 강도의 잠재력을 최대한 발휘시켜 병의 무게를 줄이고 강도를 유지하는 목적을 달성하는 것입니다.
소구압 분사법의 주요 특징은 다음과 같다. 유리 방울의 온도 균일성이 양호하고, 방울 중량 장치의 자동 제어를 도입하고, 압착 정도를 개선하고, 경량 병의 공정 요구 사항에 따라 공정 시간을 할당하고, 금형 윤활을 개선하고, 병의 내외부 표면의 미세 손상을 줄이며, 금형 축 냉각 시스템을 채택하여 균일한 박벽 제품을 형성한다. 소구병 압력 분사 성형 공정은 그림 2-38에 나와 있다.
성형 공정: 먼저, 물방울이 성형 다이에 떨어지고 재료 수용 위치로 올라가는 금속 펀치의 꼭대기로 떨어집니다. 블랭킹 헤드가 초기 금형의 지정된 위치로 이동하여 초기 금형의 위쪽 입구를 밀봉합니다. 그런 다음 펀치가 위로 이동하여 초기 블랭크의 모양을 펀칭합니다. 그런 다음 블랭킹 헤드가 이동하여 초기 블랭크를 성형 다이로 뒤집습니다.
성형 금형을 닫고, 턱을 열고, 초기 블랭크를 성형 금형에 넣어 재가열하고 늘립니다. 그런 다음, 블로잉 헤드를 성형 금형 위의 올바른 위치로 이동하여 성형 금형에서 블랭크를 진공 성형하고, 동시에 압축 공기를 사용하여 내부 냉각을 통해 병을 성형하는 긍정적 블로잉을 수행합니다. 마지막으로, 성형된 병을 성형 금형으로 클램핑합니다. 소형 마우스 압력 블로잉 작업을 성공적으로 달성하려면 먼저 관련 하드웨어를 사용할 수 있어야 하며, 또한 다음과 같은 기본 작동 조건을 충족해야 합니다.
(1) 병 입구 소형구 압력 분사 작업을 사용할 경우 생산된 병의 병 입구 내경은 18mm만큼 작을 수 있습니다. 병 입구 아래의 높이와 병 본체의 직경에 따라 더 작은 병 입구 내부 구멍 크기를 생산할 수 있습니다.
(2) 병 입구 아래의 높이는 블랭크의 설계에 따라 달라집니다. 펀치 메커니즘 스트로크 한계의 최대 블랭크 높이는 160~170mm입니다. 병 입구 아래의 최대 병 높이는 블랭크의 확장과 관련이 있으며, 이는 다시 병의 설계, 품질 및 부피와 관련이 있습니다. 병 입구 아래 높이가 최대 280mm인 병이 생산되었지만, 이 한계는 병의 설계 및 무게에 따라 초과될 수 있습니다. 표 2-40는 병 질량과 부피 간의 관계를 나열합니다.
위의 직경 한계 치수는 진공 성형을 사용하는 금형에 대한 것입니다. 진공 성형을 사용하지 않거나 진공 탱크의 너비를 줄이면 위의 치수를 초과하는 병을 생산할 수 있습니다.
(2) 다음 요소들은 프로세스에서 고려되어야 한다:
1. 유리 액체의 화학적, 열적 균일성에 대한 높은 표준을 유지해야 합니다.
2. 유리의 가장 낮은 연화 온도, 즉 가장 낮은 작업 온도.
3. 유리는 병이 사용되는 전체 온도 범위에 걸쳐 우수한 화학적, 물리적 안정성을 가져야 합니다.
점도와 온도 관계는 다음과 같습니다.
소형구 병 압력 분사에 의한 경량 병 생산에는 기술과 장비에 대한 요구 사항이 높습니다. 위에서 언급한 원료 및 배치 재료의 준비, 운송 및 보관과 가마의 용융에 대한 엄격한 요구 사항 외에도 병 제조 기계는 기계적 마모를 줄이고 양호한 작동 상태를 유지하기 위한 필요한 메커니즘과 장치가 필요합니다. 펀치 및 냉각 파이프와 같은 핵심 구성 요소의 재료 및 가공에 대한 요구 사항이 높습니다. 펀치는 직경이 작기 때문에 메커니즘을 설계하고 금형 장치의 요구 사항을 충족하기 위해 고품질 강철로 만들어야 합니다. 전체 가공은 가능한 한 금속 마모를 제거하는 것입니다. 펀치는 세로 축을 따라 정밀하게 연마해야 합니다. 펀치와 펀치 조인트의 연결 치수는 허용 범위 내에서 유지해야 합니다. 또한 초기 금형의 설계와 병 모양은 소형구 병 압력 분사의 공정 요구 사항을 충족해야 합니다.
Haiye Company는 최근 몇 년 동안 소형구 압력 분사 공정을 기반으로 HAP 방법과 H1-2, H6-12, H1-9를 포함한 여러 유형의 병 제조 기계를 연속적으로 개발했습니다. 생산하는 병과 캔의 벽 두께를 1mm로 줄일 수 있어 경량 병을 생산하는 데 이상적인 기계입니다. Haiye 압력 분사 방법은 경량 소형구 병을 생산하는 데 사용됩니다. 균일한 두께 분포로 인해 최대 중량 감소율은 33%에 도달할 수 있습니다. 경량 병의 강도 표준은 무거운 병의 표준에 비해 상당히 향상되었습니다. 그림 2-39는 H1-2 Haiye 병 제조 기계의 구조를 보여줍니다.
하이예 병 제조기의 기술적 특징은 다음과 같습니다.
1 회전 테이블은 물방울이 1차 금형에 직접 떨어지도록 하는 데 사용됩니다.
2. 작은 입구 병과 큰 입구 병은 모두 압력 분사법으로 성형됩니다.
3. 적응성이 강하여 중량, 경량, 초경량 병과 캔을 생산할 수 있습니다.
4. 1차 금형 1개와 성형 금형 2개를 사용하여 단일 캐비티 생산량이 높은데, 이는 다른 병 제조 기계와는 비교할 수 없습니다.
5. 1차 금형은 이송과정 중 재가열시간이 충분하며 조절이 가능합니다.
6. 1차 금형에서 성형 금형으로 옮길 때 1차 금형을 뒤집을 필요는 없습니다.
7 유리와 성형 금형의 접촉 시간과 1차 금형과의 접촉 시간은 적절한 비율입니다.
8 병은 성형 과정 내내 입구 틀에 고정되어 있습니다.
9 모든 금형을 고르게 식힙니다.