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什麼是吹脹比?控制中空成型壁厚與強度的黃金法則

你的瓶子為何一摔就破?

為什麼您的中空瓶罐在墜落測試時,總是從角落破裂?為什麼產品的壁厚如此不均勻,有些地方厚、有些地方卻薄如蟬翼?

答案很可能就藏在可製造性設計 DFM 階段一個最關鍵、卻常被忽視的參數:吹脹比。

什麼是吹脹比

吹脹比是一個簡單的數學比例,用來描述塑膠在模具中被拉伸的程度。

其定義是:模具型腔的最大直徑 ÷ 型胚或瓶胚的原始直徑。

這是一個黃金法則,因為它直接決定了材料被拉伸的極限。一個 1:1 的比例代表材料幾乎沒有拉伸;而一個 4:1 的比例,則代表材料的表面積被迫延展了數倍。

關鍵一:吹脹比如何決定壁厚與強度

吹脹比與壁厚成絕對的反比關係。

比例越高,代表型胚需要被拉伸得越薄,才能填滿整個模腔。這會導致兩個直接的後果:

  1. 整體壁厚變薄: 過高的吹脹比會使產品整體的平均壁厚不足。
  2. 壁厚嚴重不均: 塑膠在吹脹時,會優先填滿距離最近的區域。這導致瓶身(吹脹比小)的壁厚,遠大於瓶底角落(吹脹比最大)的壁厚。

這就是為什麼瓶罐的角落會一摔就破,因為它們通常是吹脹比最大的區域,壁厚也是成品上最薄、最脆弱的點。

關鍵二:吹脹比如何決定成型可行性

每種塑膠材料的物理拉伸能力都有其極限。

如果 DFM 階段設計的吹脹比過大,超出了材料的物理延展極限,熔融的型胚在吹氣過程中就會直接破裂,導致生產失敗。

專業建議: 優秀的製造商會建議將吹脹比控制在一個安全的範圍內,例如 3:1 或 2:1,具體取決於材料、產品形狀與壁厚要求。

如何優化吹脹比的設計?

  1. DFM 階段: 避免設計又寬又扁的瓶身、卻搭配極窄小的瓶頸,這會造成局部的吹脹比過大。
  2. 製程改善: 對於擠出中空成型,可以導入型胚編程,動態調整擠出型胚的厚度,預先在拉伸量大的區域提供更多材料,以補償高吹脹比帶來的過度薄化。