来自 科技产品 2019-11-25 16:49 的文章
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通过模具上的真空孔抽真空,它是将加热软化的

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将加热软化的板材经吹泡进行拉伸,再置于吸塑模具上,板料与模具间形成密封,通过模具上的真空孔抽真空,形成负压,板材被贴合在模具表面。这就是汽车塑料件真空吸塑的成型环节。

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现代塑料加工应用工业技术-ABS树脂真空吸塑成型

①吹泡 压缩空气经真空腔吹出,将受热后的板材象吹气球一样,将材料均匀拉伸,吹泡高度一般为模具高度的2/3。

吸塑机是将加热塑化的PVC、PE、PP、PET、HIPS等热塑性塑料卷材吸制成各种形状的高级包装装璜盒、框等产品的机器。利用真空泵产生的真空吸力,将加热软化后的PVC、PET等热可塑性塑料片材经过模具吸塑成各种形状的真空罩、吸塑托盘、泡壳等。

吹泡软化压料框将ABS板固定在承料板上,保证在吹泡:

②辅助成型 有的制品形状复杂,所以需配置辅助压料框,对板材进行预成型。

吸塑成型机原理:吸塑成型又叫热塑成型,这种成型工艺主要是利用真空泵产生的真空吸力将加热软化薄片吸塑机后的PVC、PET、PETG、APTT、PP、PE、PS等热可塑性塑料片材经过模具吸塑成各种形状的真空罩,或贴附着于各种形状产品的表面。吸塑根据片材厚度分为薄片吸塑和厚片吸塑。其机器主要构造是由给料、拉料、上下电加热炉、下闸、多功能可调尺寸、下模盘、上模、上闸、刀闸、切片、放片及配以真空装置等构成;而厚片吸塑常见产品有:家用电器内胆外壳、行李箱包、展架配件、装潢、汽车内饰、保险杠、挡泥板、美容器材、灯箱外壳、玩具车壳、工业面板、广告灯箱、吸塑LOGO、卫浴产品、冰箱内胆等等。

ABS树脂是常用的工程塑料,是丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物,熔融温度为217~237c,易吸水受潮,吸水率为0.0%~0.59%,材料收缩率小,且无毒、无味,在机械、仪表、水箱外壳、冷藏库、冰箱、冷柜等汽车工业、家电工业、航空工业方面均有广泛应用。

③真空度 通常真空度控制在0.1MPa以上,为在很短时间内将模内空气抽掉,需配置较大容积的真空罐。

下面小编给大家介绍一下吸塑机的成型类型:

1真空吸塑成型技术及吸塑机结构

④真空孔 一般直径为0.5—1.2mm,真空孔大小和数量与板材厚度有关,板厚在1.5mm以下时选直径0.5—0.8mm,板厚在3mm以上选直径1.2mm。孔径太大,吸塑后有真空孔痕迹,影响外观。真空孔数量越多,成型越容易。

一单阳模成型单阳模成型又称凸模成型或弯曲成型,垂直成型。它是将加热软化的塑料片材借用机械使其成型为一定形状的成型方法。

所谓真空吸塑成型,是将塑料片材加热到粘弹状态,再通过真空吸引,与模具表面贴合,冷却后获得所求形状的成型方法。

⑤抽真空时间 视制件大小和板厚度而定,板厚为1.5mm时可控制时间为10s,板厚不小于3mm时,时间要25s左右,时间长,材料定型好。在生产时,抽真空可与冷却同时进行。

单阴模成型单阴模成型又称凹模成型。

真空吸塑机组由上下加热器、温控器、承料板、压料框、真空泵、真空腔、模具温度控制机、冷却装置等组成,其中温度调节有手动和自动两种方法。配置电脑后,可更方便调试参数,并将各种参数储存。当生产任何一种型号的零件时,只需将参数调出即可。

⑥模具温度 通过模具温度控制机来控制,宽深比较小的部件如冰箱门胆,模具温度可控制在40—50℃;宽深比较大的部件如冷柜内箱,温度在80—90℃,特别是方形部件,如果四角处发皱,说明材料接触模具后冷却过快,需提高模具温度,但最高不得超过95℃。

三对模成型对模成型的模具,由阳模,阴模,夹具及其他附件共同组成。

真空吸塑成型过程为:将塑料板材加热到一定温度,然后将模具内抽真空,通过模具上的小孔形成负压,板材在大气的压力下,贴在模具外壁,冷却后成型。

复合模成型作用组成

2真空吸塑成型工序

夹紧设备

2.1类型有:

塑料片材成型时,片材被固定在夹紧装置上。在热成型的通用型和复合型的热成型机上多采用便于固定各种尺寸片材的夹紧装置。有的是整个成型机配一套夹紧框架。

平压,整个压料框由厚20mm的钢板组装而成,特点是底部平面度及平面强度要高。

夹紧装置可分为两类:一类是框架式,另一类是分瓣式。框架式夹紧装置由上、下两个框架组成。片材夹在两个框架之间。框架打开时,下框架一般保持固定状态。各种类型单工位成型机上框架的下部直接固定在成型室上。用手装型坯和成品取出的手动和半自动成型机上,当框架尺寸很大时,都装有在框架打开范围内的安全操作装置。对成型滑移性较大的型坯,要求夹紧力能在比较宽的范围内调节,为此,采用两个包胶辊,用弹簧相互压紧,并配有压力调节装置。连续拉片成型机的夹紧是两边拉链与前后闸的共同作用。

缺点是需用铣、刨等加工设备再加工,制作成本高,当承料板弯曲变形后,无法均匀压到板材上。

夹紧装置最好采用自动控制,以期动作迅速,可有助于提高制件质量和效率。

点压,象梳子形状一样,将板材压住,可用无数螺钉固定在角钢上形成一个方框,螺钉间距约50mm,压板部位最好是带尖状,或用气缸推动连杆机构,就象双手弹钢琴一样将板材压紧,分成数组,结构简单并能弥补平压的缺点。

加热设备

2.2加热

热塑性塑料片材和薄膜的真空吸塑成型过程,主要工序之一就是片材加热。电加热的持续时间和质量取决于加热器的结构,辐射表面后温度传热的热惯性,片材与加热器间的距离,辐射能吸收系数,加热器表面的特性以及材料的热物理性能。常用的加热器有电加热器、晶体辐射器和红外线加热器。

加热方式有红外线加热、电阻丝加热等,目前先进的加热是采用日本浅野公司的专利产品金属加热瓦,加热时间极短,从常温升到500只需10s,所以调试比其他加热瓦方便。

真空设备

加热时,一般采用上、下同时加热,目的是使材料上、下表面受热均匀。加热温度的调节主要根据零件的形状、厚薄来决定,当温度调节的效果不明显时,还可采用其他办法,如在压料框边缘贴上铝筢,将热量反射到板材需加热的位置上。加热单元越小越好,每片发热瓦采用单独控制,温度控制精确。

真空系统由真空泵、储气罐、阀门、管路以及真空表等组成,在真空成型中常采用单独机型真空泵,此种泵的真空度应达到0.07~0.09 Mpa以上。储气罐一般是用薄钢板焊接的圆柱形箱体,底是椭圆形的。蓄气罐的容量至少应比最大成型室的容量大一半。真空管路上,必须装有适当的阀门,以控制真空窄容量。

加热温度现代塑料加工应用随真空度和制品形状而变化,用快速真空成型低牵伸制品时,成型温度在140C左右,深度较大的牵伸制品温度约为150只有较为复杂的制品才取上限成型温度170C另外,发热瓦易受电压的波动而造成温度波动,需配置稳压电源,确保温度恒定。

真空泵的转动功率由成型设备的大小和成型速度决定,较大或成型速度较快的设备常用大至2-4KW的。真空中央系统的大小视工厂具体生产和发展的要求而定。

加热时间板材越厚,加热时间越长,但加热时间要与加热温度对应,温度低,加热时间长;温度高,加热时间短。不能单纯理解为靠提高加热温度来缩短加热时间,提高生产效率。因为材料加热温度有一定范围,另一方面,加热时间长一点,对材料受热均匀有好处,这一点对板厚度大于3mm以上的厚板,尤其是有轻微受潮的板材极为有效。

压缩空气设备

2.3成型

气动系统可由成型机自身带有压缩机、储气罐、车间主管路集、阀门等组成。成型机需要压力为0.4-0.5MPa的压缩空气,各种真空吸塑成型机广泛采用活塞式空气压缩机。也可以用大型的螺旋式空气压缩机整厂供给。压缩空气除大量应于成型外,还有当一部分用于脱模、初制品的外冷却和操纵模具框架和运转片材等机件动作的动力。

将加热软化的板材经吹泡进行拉伸,再置于吸塑模具上,板料与模具间形成密封,通过模具上的真空孔抽真空,形成负压,板材被贴合在模具表面。

冷却设备

吹泡:压缩空气经真空腔吹出,将受热后的板材象吹气球一样,将材料均匀拉伸,吹泡高度一般为模具高度的2/3.辅助成型:有的制品形状复杂,所以需配置辅助压料框,对板材进行预成型。为在很短时间内将模内空气抽掉,需配置较大容积的真空罐。~1.2mm,真空孔大小和数量与板材厚度有关,板厚在1.5mm以下时选直径0.5~0.8mm,板厚在3mm以上选直径1.2mm.孔径太大,吸塑后有真空孔痕迹,影响外观。真空孔数量越多,成型越容易。

为了提高生产效率,真空吸塑成型制品脱模前常需进行冷却。理想的情况是制件与模具接触的内表面和外表面都冷却,而且最好采用内装冷却盘管的模具。对于非金属模具,如木材、石膏、玻璃纤维增强塑料、环氧树脂等模具,因无法用水冷,可改用风冷,并可另加水雾来冷却真空吸塑成型制件的外表面。生产中若采用自然冷却可以获得退火制件,有利于提高制件的耐冲击性。用水冷却虽然生产效率高,但制件内应力较大。

抽真空时间视制件大小和板厚度而定,S为1.5mm时可控制时间为10s,S不小于3mm时,时间要25s左右,时间长,材料定型好。在生产时,抽真空可与冷却同时进行。

脱模设备

模具温度:通过模具温度控制机来控制,宽深比较小的部件如冰箱门胆,模具温度可控制在40~50C宽深比较大的部件如冷柜内箱,温度在80 ~90C特别是方形部件,如果四角处发皱,说明材料接触模具后冷却过快,须提高模具温度,但最高不得超过95C. 4冷却脱模板材定型后通过离心风机对工件进行冷却,因为板材冷却收缩,将模具包住引起脱模困难,此时将压缩空气通过模具真空孔进行反吹,使零件与模具分离,有时还可在模具表面喷脱模剂帮助脱模。

脱模是将制品移出模外,通常无论是凹模还是凸模,多数场合是由于制品冷却收缩而贴紧模具,所以通过真空吸引孔或向相反方向吹风使之脱模。尤其对于脱模斜度小的或有凹模的模具,同时使用脱模机构顶撞或震荡脱模,有时在片材上和模具上涂抹脱模剂或模具表层喷涂特氟龙处理。

3成型方法及成型影响因素

控制设备

3.1成型方法有凸模成型和凹模成型两种

控制系统一般包括对真空吸塑成型成型、整饰等过程中包括仪器、仪表、管道、阀门各个参数和动作进行控制。控制方式有手动、电气-机械自动控制、电脑控制等,具体选用要根据最初投资人工费、技术要求、原料费用、生产和维修设备费用等因素综合考虑。

凹模优点:内表面未与模具接触,所以该表面光洁,适用于冰箱、冷柜的箱胆等用内表面作使用面的部件;另外,在保证内表面尺寸的前提下,板材厚度可减小,从而节约材料,成型也容易。缺点:模具尺寸参数不易掌握,模具内部尺寸扩大容易,缩小困难,吸塑时还需配置辅助成型工装。

凸模优点:模具尺寸缩小容易,B面光洁,适用于汽车仪表盘等要求B面露在外面的零件。缺点:材料厚度比凹模成型要厚,材料拉伸大,A面粗糙,而冷柜冰箱内胆,或浴缸等要求A面光洁。

在设计模具时应考虑材料的收缩率,ABS树脂经计算:选用厚度为4mm的ABS板材。

3.2成型制品缺陷及对策

方法一:未加辅助压料框和压料框。通过调节温度及加热和吹泡时间,制品外观未达要求,制品制品表面起泡点材料受潮,需在100c温度下对其加热约5h.制品表面起网点:材料加热温度过高,或材料拉伸太大。

制品厚薄不均:加热温度不均匀或吹泡不够,材料局部拉伸太大。

制品成型不良:a真空度不够,材料与模具间未密封而漏气,材料不能很好贴在模具上;b模具设计制造问题,如结构不合理,特别是死角部位真空孔堵塞或数量不够或孔径太小。

制品局部起皱:特别是在死角处最为明显,可能是该部位模具温度低。解决办法是将模具温度提高或在死角处增加真空孔。

制品局部起筋条:主要出现在台阶部位,吹泡太高,或该部位加热温度高,可用辅助压料框将筋条部位进行预定位,避免吹泡过大。A处形状得到保证,但厚度达不到图纸要求,四个棱角底部易起筋条。

方法二:加辅助压料框。在吹泡时,板材表面易被辅助压料框刮伤,影响制品外观,制品厚度基本可以,未出现筋条,但Z和E部尺寸不稳定。

方法三:加辅助压料框和压料框。改变辅助压料框的尺寸,并用绒布平整缠绕在压料框上,刮伤问题得到解决,通过调整,制品能满足图纸要求。上述成型是一个箱胆成型,若一次成型两个冷柜箱胆,则难度更大。

4应用实例难点

厚薄悬殊大,口边部位A厚度为2.5mm,B部位厚大于0.5mm,在厚为2.5mm的两个箱胆成型时,根据制件尺寸的大小、结构等,决定采用一张板材还是两张板材成型,通常冰箱冷冻、冷藏内箱采用一张板成型,而冷柜可分为两张板成型。

两个箱胆成型时,互相制约,特别是由于加热区面积增大后,相邻加热瓦所发出的红外线相互干扰,在吹泡漏气和板材与模具密封情况不好时,容易两个都报废。因此设计承料板时,尽可能将两副模具间隔增加,通常为150 ~200mm.另外在工艺参数方面,采用降低温度和延长加热时间。

在最初模具调试时,因国内大部分设备都是红外线发热瓦加热,所以在升温或降温时,应有5min的停顿时间,以免工艺参数采集不准确,浪费材料。在吸塑参数的调节中,当出现两个箱胆吹泡大小不一样时,应选择最差的箱胆来作局部调整,根据成型后的效果,壁厚者,提高温度,反之相反。其他参数保持不变,一个参数试验后,再调试其他参数,并多观察几次,以反映真实效果。

真空吸塑成型与板金成型不同,没有一个固定的模式,要不断积累实践经验。

5结语

真空吸塑成型应用较广,小到食品包装、大到汽车仪表盘、冰箱内胆等,其成型原理都大同小异,只是材质和板材厚度不同,相应的吸塑工艺参数不同。

本文只是介绍其中一种材料的成型加工方法。目前为了降低产品成本采用HIPS替代ABS,其材料成本低,加热时间短。

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