真空吸塑成形技術(shù)是塑料包裝中最常用的成型方法之一,它是一種以熱塑性塑料片材為成型對(duì)象的成型技術(shù)。雖然吸塑工藝在20世紀(jì)初已經(jīng)開發(fā)出來,但還是在60年代大力應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)上。經(jīng)過不斷的開發(fā)與變化,目前真空吸塑工藝已實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化、機(jī)械化,通過對(duì)吸塑設(shè)備不斷改良,提高了吸塑機(jī)的溫度控制及傳送方式的技術(shù)難題,解決了高拉伸及高精度吸塑制品的工藝技術(shù),包括解決不了不同塑料材料以及厚片材料的加工工藝問題。下面就簡(jiǎn)單介紹一下吸塑工藝及其相關(guān)技術(shù)。
吸塑成型原理及設(shè)備
首先來介紹一下吸塑成型技術(shù)的原理,也叫真空吸塑成 型工藝。它是一種熱成型加工方法,利用熱塑性塑料片材,制 造開口塑料殼體制品的一種方法,是將塑料片材裁成一定尺寸 加熱軟化后,借助片材兩面的氣壓差和機(jī)械壓力,使其變形后 敷貼在特定的模具輪廓面上,經(jīng)過冷卻定型,并切邊修整后完成吸塑制品的過程,如圖1。
在加工過程中,塑料片加熱后,然后快速將其與模具間空氣抽走,造成真空狀態(tài),形成壓力差,這樣塑料片就貼服在模具的成型面上,如圖2。
然后將塑料片冷卻定型后,經(jīng)過裁切修整成為需要的單 個(gè)制品。
在了解吸塑的基本原理后,進(jìn)一步需要了解的就是吸塑 設(shè)備及具體工藝。根據(jù)吸塑成型加壓方式的不同,主流的吸 塑設(shè)備主要分為下列三類:(1)真空負(fù)壓吸塑機(jī),主要通過 負(fù)壓抽真空的方式,使塑料片貼合在模具上;(2)正壓吸塑機(jī),通過空壓機(jī)在塑料片正面加大氣,使軟化的塑料片貼合在模具上;(3)正負(fù)壓吸塑機(jī),則是通過加壓和抽真空的方式,在塑料片兩邊形成強(qiáng)大的壓力差,使軟化塑料片成型的方式。這三種設(shè)備,各有其優(yōu)缺點(diǎn),需根據(jù)產(chǎn)品的特性對(duì)機(jī)器進(jìn)行選擇。
同時(shí)吸塑成型機(jī)還根據(jù)成型步法分為兩類:(1)一步法成型機(jī),是把塑料片加熱、吸塑成型、模切加工融為一體,生產(chǎn)效率高,適用于質(zhì)量要求不高的吸塑制品;(2)兩步法成型機(jī),是把塑料片加熱、吸塑成型工序與模切加工分開處理,適用于品質(zhì)要求較高的吸塑產(chǎn)品,如圖4。
吸塑成型技術(shù)
要制作出一個(gè)品質(zhì)優(yōu)良的吸塑制品,需要特別關(guān)注到兩點(diǎn):一是吸塑成型模具,二是加工工藝要求。下面就分別介紹這兩點(diǎn)。
首先,介紹吸塑模具。吸塑模具對(duì)于吸塑制品的優(yōu)劣起到非常重要的作用,吸塑模具可分為凸模、凹模與凹凸模三種。模具的材質(zhì)也可根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和使用條件的不同,分為石膏模、銅模、五金模等,分別如圖5-圖7。
對(duì)于凸模成型,制件的內(nèi)尺寸是很精確的,因?yàn)樗桥c真空吸塑成型工具相接的一面。相反,對(duì)于凹模成型,制品的外尺寸是很精確的,因?yàn)槠渫獠颗c真空吸塑成型模具相接觸如下圖8。
凹模生產(chǎn)的制品不與模腔壁貼合的一面質(zhì)量較好,最薄部位在模腔側(cè)面與底面的交界處,而且隨模腔深度的增大制品底部轉(zhuǎn)角處的壁就變得更薄,因此在加工較深的產(chǎn)品時(shí),要有相應(yīng)較大的開口面積。凸模生產(chǎn)的制品壁厚的最大部位在凸模的頂部,而最薄部位在凸模側(cè)面與底面的交界區(qū),該部位也是最后成型的部位,制品側(cè)面常會(huì)出現(xiàn)牽伸和冷卻的條紋,造成條紋的原因在于片材各部分貼合模面的時(shí)候,先與模面接觸的部分先被模具冷卻并產(chǎn)生條紋,而在后繼的相關(guān)過程中,被牽伸到模腔的側(cè)面。這種條紋通常在接近模面頂部的側(cè)面處最高處,會(huì)影響吸塑制品的外觀。
凸模生產(chǎn)時(shí)要注意如下情況:(如下圖9)
(1)在使用高的直角模具進(jìn)行加工時(shí),特別是當(dāng)模具高度較高的時(shí)候,容易產(chǎn)生拉線皺褶;
(2)在角落處容易產(chǎn)生冷卻條紋;
(3)在凸緣處壁厚不均勻;
(4)由于側(cè)壁斜度不夠而使脫模困難。
凹模生產(chǎn)時(shí)要注意:(如下圖10)
(1)邊緣厚度的均勻性;
(2)比較薄的角隅部位要小心注意不要穿孔。
其次,在重點(diǎn)介紹一下吸塑加工工藝過程中需要注意的幾個(gè)要點(diǎn)。
(1)脫模斜度
為了能夠順利脫模,模具側(cè)面必須具有一定的傾斜度。在脫模方向上,模具側(cè)面的傾角被稱為脫模斜度。脫模斜度應(yīng)該取得盡可能大,脫模斜度越大,脫模越快,成型周期越短,而且在脫模的過程中制品變形的可能性小,脫模斜度一般大于1度,如圖11所示。當(dāng)然也有企業(yè)經(jīng)過多年的研發(fā),已經(jīng)突破了0度脫模的吸塑技術(shù)難題,為吸塑制品的應(yīng)用開拓了一條全新的方向。
(2)寬高比
模具寬度與深度的比值通常稱為寬高比。一般來說,因?yàn)橥鼓?梢詫?duì)片材有拖拽和預(yù)拉伸的作用,所以用凸模成型時(shí)的高度可以略微小些,但也不能小于1。用凹模成型時(shí)的寬高比通常不小于1.4。如圖12所示,圖中L是長(zhǎng),B是寬,H是高,D是圓柱直徑。
(3)成型面積與產(chǎn)品面積
成型面積指的是夾持框內(nèi)部的長(zhǎng)寬面積范圍;產(chǎn)品面積 指的是成型過程中發(fā)生牽引拉伸的面積,它主要依賴于吸塑制 品的規(guī)格大小。在加熱過程中,需要對(duì)拉伸部分進(jìn)行加熱,其 拉伸的范圍較大,對(duì)于加熱量較少的非產(chǎn)品面積,拉伸量也較 少。需注意加熱不均勻,也會(huì)造成在成型冷卻后收縮不均勻 而使吸塑制品變形的問題。如圖13,圖中L*B 為成型面積, L1*B1為產(chǎn)品面積。
(4)排氣面、排氣孔、排氣槽
在真空吸塑成型加工過程中,為了除去塑料材料與
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