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真空成型 编辑
真空成型(Vacuum Forming)常称为吸塑,是一种塑料加工工艺,主要原理是将平展的塑料硬片材加热变软后,采用真空吸附于模具表面,冷却后成型,广泛用于塑料包装、灯饰、广告、装饰等行业。
中文名:真空成型
外文名:Vacuum Forming
应用范畴:塑料包装、灯饰、广告、装饰
真空成型是将热塑性塑料板材、片材固定在模具上,用辐射加热器进行加热使之达到软化温度,然后用真空泵把模具与板(片)材之间的空气抽去,使板(片)材型坯按模具轮廓成型,随着真空度的提高,型坯下方的成型压力只有0.06-0.085MPa,而型坯上方的空气压力仍保持在0.1 MPa左右。冷却定型后用压缩空气将制品从模具中吹出而脱模。
真空成型所加工的材料为薄片状的聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯等。
真空成型方法主要有凹模真空成型、凸模真空成型、凹凸模先后抽真空成型、吹泡真空成型、辅助凸模真空成型和带有气体缓冲装置的真空成型等方法。
凹模真空成型
图1 凹模真空成型
凹模真空成型是最常用的真空成型方法,如图 1所示。把板(片)材四周固定并密封在模腔的上方,加热器将板(片)材加热至软化 ,然后将型腔内的空气抽出形成真空,使板(片)材在大气压力下贴紧模具型腔而成型,当塑件冷却定型后,再由下方抽气孔通入压缩空气将成型后的制品吹出 。凹模真空成型适用于深度不大的制品,若制品深度过大,塑料板(片)材伸长过大将造成底部太薄,凹模真空成型制品的外观尺寸精度高。
凸模真空成型
图2 凸模真空成型
如图 2所示,塑料板(片)材被夹紧框夹紧在凸模上方,加热至软化。接着夹紧框下移,软化的塑料板(片)材像帐篷一样覆盖在凸模上,即被冷却而失去减薄能力。然后将板(片)材与凸模之间的空气抽出形成真空,塑料板(片)材边缘及四周紧贴在凸模上减薄而成型。凸模真空成型法成型的制品,内形尺寸精度高,底部较厚不减薄。凸模真空成型多用于有凸起形状的薄壁塑件,成型塑件的内表面尺寸精度较高。
凹凸模先后抽真空成型
图3 凸凹模先后抽真空成型
凸凹模先后抽真空成型如图 3所示。首先把塑料板紧固在凹模上加热,如图3(a)所示。软化后将加热器移开,然后通过凸模吹入压缩空气,而凹模抽真空使塑料板鼓起,如图3(b)所示。最后凸模向下插入鼓起的塑料板中并且抽真空,同时向凹模内通人压缩空气,使塑料板贴附在凸模的外表面而成型,如图3(c)所示。这种成型方法,由于将软化了的塑料板吹鼓,使板材延伸后再成型,故壁厚比较均匀,可用于成型深型腔塑件。
吹泡真空成型
图4 吹泡真空成型
有些要求壁厚大致均匀的吸塑件,也可以用吹泡真空成型,模具结构如图 4所示。用置于密闭箱中的凸模成型。首先将片材加热,如图4(a)所示。然后向密闭箱内送人压缩空气,把片材向外吹涨,再将凸模升起,与片材之间形成密闭状态,如图4(b)所示。最后由凸模上的气孔抽真空,利用外面的大气压力使它成型,如图4(c)所示。这种成型方法是预先把片材各部同时减薄,使最后成型时塑件的厚度大体一致。
辅助凸模真空成型
辅助凸模真空成型分为下向真空成型和上向真空成型。
图5 下向真空成型
下向真空成型如图 5所示,首先将同定于凹模的塑料板加热至软化状态,如图 5(a)所示。接着移开加热器,用辅助凸模将塑料板推下,使凹模里的空气被压缩,软化的塑料板由于辅助凸模的推力和型腔内封闭的空气移动而延伸,如图5(b)所示,然后凹模抽真空成型。图6 上向真空成型
上向真空成型如图 6所示,上向真空成型的优点是在成型时材料先不接触凹模,材料加热后膨胀悬垂,如图6(a)所示。此时辅助凸模向上升起,把片材在没有凹模的状态下拉成初型,这样可以使片材的厚度变化更趋于均匀,如图6(b)所示。如果使用下向真空成型,则片材首先接触凹模,接触处被冷却,厚度不再变化,成型效果较差。图7 壁厚的变薄状况
单纯靠抽真空和大气压力使片材成型,由于各部分的变形率不同而引起塑件壁厚的不均匀。当璧厚过于薄时,塑件往往易破而失去使用价值,采用辅助凸模真空成型,可使塑件底部及隅角部的减薄得到改善,如图7(a)所示,未经拉深的吸塑,其底部及隅角部明显减薄。如图7(b)所示,为辅助凸模真空成型,底部及隅角部的减薄得以改善。图8 不同成型方法塑件的厚度误差
当型坯厚度大于5mm时。应采用辅助凸模真空成型。不同成型方法塑件的厚度误差如图 8所示。带有气体缓冲装置的真空成型
图9 带有气体缓冲装置的真空成型
如图 9所示。这是柱塞和压缩空气并用的形式。把塑料板加热后和框架一起轻轻地压向凹模,然后向凹模腔内吹入压缩空气,把加热的塑料板吹鼓,多余的气体从板材和凹模的缝隙中逸出,同时从板材上面通过辅助凸模的孔吹出已加热的空气,这时板材就处于两个空气缓冲层之间,如图9(a)、(b)所示,辅助凸模逐渐下降,如图 9(c)、(d)所示。最后辅助凸模内停止吹入压缩空气,凹模抽真空,使塑料板贴附在凹模型腔上成型,同时辅助凸模升起,如图 9(e)所示。这种方法成型的塑件壁厚较均匀,并且可以成型较深的塑件。(1)节省原辅材料、制品重量轻、运输方便、密封性能好,符合环保绿色包装的要求;
(2)能包装任何异形产品,装箱无需另加缓冲材料;
(3)被包装产品透明可见,外形美观,便于销售;
(4)被包装产品适合机械化、自动化包装,便于现代化管理、节省人力、提高效率
真空成型广泛用来生产钙塑天花板装饰材料,洗衣机和电冰箱壳体,电机外壳,艺术品和生活用品。
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