吸塑产品(PVC吸塑)

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一、吸塑设计制作原理一、真空吸塑成型原理真空吸塑成型工艺(图2-1)是一种热成型加工方法。一种使用热塑性片材制造开口壳体产品的方法。将塑料片材切割成一定尺寸，加热软化，通过片材两侧的气压差或机械压力使其变形，覆盖在特定的模具轮廓面上，冷却定型，切边。True 空泡罩成型这种成型方法依靠true 空力来拉伸和变形板材。真空力容易实现、掌握和控制，所以简单的真空成型是目前应用最早、最广泛的热成型方法。图2-1基本原理示意图

二。无模成型True 空无模成型工艺如图2-2所示。板材加热到所需温度后，放在压环上，用压环压住，打开真空泵阀，抽出真空，通过光电管控制真空阀，调节真/[/]

由于产品在自由真空成型方法中不接触任何模具表面，产品表面光泽度高，无缺陷。如果塑料本身是透明的，产品可以具有最小的光吸收率和透明度，因此可以用来制造飞机部件，如仪表罩和天窗。

True 空无模成型法在成型过程中只能改变零件的拉伸程度和轮廓形状，因此无法成型外形复杂的零件。

此外，最大变形区(即片材中心)的厚度随着成型过程中拉伸程度的增加而减小，因此实际生产中的拉伸比(H/D)一般应小于75%。

使用这种方法进行加工时，操作者必须有熟练的技巧，调整真空度，才能获得符合设计要求的外形和尺寸一致的产品。

三。阳模(阳模)和阴模(阴模)的成型对于true 空吸塑成型，只有受热材料的一面与成型工具接触。这样，与模具接触的材料表面具有与成型模具相同的表面轮廓。然而，模制部件的非接触表面的轮廓和尺寸仅取决于材料的厚度。根据成型材料与成型模具接触面的不同，成型工艺可分为阳模成型和阴模成型。

图2-2 无模真空吸塑成型装置图2-2无模空吸塑成型装置

图2-3 无模真空吸塑成型壁厚分布图2-3无模空吸塑成型壁厚分布

真空吸塑公模的成型过程如图2-4所示。这种方法有利于制造具有大壁厚和深度的产品。产品的主要特点是:与true 空凹模成型方式一样，型腔壁粘合面质量更高，结构更加生动细致。壁最厚的部分在公模的顶部，而最薄的部分在公模的侧面和底部的交界处，这也是成型的最后部分。产品侧面经常出现牵伸和冷却条纹，产生条纹的原因是板材的各个部分依次附着在夹紧面上。与模具表面接触的零件先被模具冷却，在后续的相关工艺中其拔模行为弱于未冷却的零件。该条纹通常在靠近芯片表面顶部的一侧最高。

图2-4 阳模成型图2-4阳模成型

true 空吸塑凹模的成型过程如图2-5所示。采用true 空负模成型方法生产的产品质量高，结构光亮细致。壁厚最大的部分在模腔底部，最薄的部分在模腔侧面和底部的交界处。随着模腔深度的增加，产品底部拐角处的壁变薄。所以真空凹模成型方式不适合生产深度产品。

4 图2-5 阴模成型图2-5凹模成形

对于公模成型来说，零件的内部尺寸是非常精确的，因为它是与真实空吸塑成型工具连接的那一面。相反，对于阴模成型，产品的外部尺寸是非常精确的，因为它的外部是与真空吸塑成型模具接触的，如图2-6所示。图2-6a 1-厚零件阳模成型(草图)和B阴模成型(草图)；2-薄零件；3-成品的内部尺寸；4-外部尺寸

对于阳模制件，我们必须注意以下问题:

①使用高角度模具进行加工时，尤其是模具与夹框距离较大时，容易产生褶皱(图2-7)。

②在拐角处容易产生冷却条纹(图2-7)；五

③法兰处壁厚不均(图2-7)；

④侧壁坡度不够，脱模困难；

⑤在成型区域(合模架)多腔模具的镶件和下模座之间会有一个小间隙；

⑥阳模的价格通常低于阴模。图2-7阳模制件的缺陷及其典型特征(草图)1-冷却痕迹；2-皱纹；3-薄零件；4厚零件

我们必须注意阴模产品(图2-8):厚边；边缘厚度均匀；薄角；凹模脱模性好；阴模通常比阳模贵。但是，通过采用适当的处理方法，可以减少每种情况下的不利影响。图2-8凹模产品的典型特征1-边缘均匀；2-薄角

四。机器的基本设备

1.夹紧设备当塑料片材成形时，片材被固定在夹紧设备上。便于固定各种尺寸片材的夹紧装置通常用于通用机器和复合热成型机中，用于真空空泡罩成型。有的是整台成型机配一套合模架。

夹紧装置可分为两类:

一种是框架式，一种是分体式。

框架夹紧装置由上框架和下框架组成。这张纸被夹在两个框架之间。当框架打开时，下框架通常保持固定状态。各种单工位成型机的上机架下部直接固定在成型室上。用手取出型坯和成品的手动和半自动成型机，在机架尺寸很大的情况下，在机架开启范围内装有安全操作装置。对于滑移较大的型坯，要求夹紧力可以在较大范围内调节。为此，使用两个胶辊，它们通过弹簧相互压紧，并配有压力调节装置。连续拉片成型机的夹紧是两侧拉链和前后刹车的共同作用。夹紧装置最好采用自动控制，以便快速移动，这有助于提高产品的质量和效率。

2.加热设备。热塑性片材和薄膜的真正空发泡成型工艺。其中一个主要工序是加热板材使其软化至可塑性的设备。电加热的持续时间和质量取决于加热器的结构、辐射表面后传热的热惯性、片材与加热器之间的距离、辐射能吸收系数、加热器表面的特性和材料的热物理性质。常用的加热器有电加热器、水晶散热器、红外线加热器。

3.真空设备真空系统由真空泵、储气罐、阀门、管道和真空表计等组成。在true 空成型中，通常使用单一类型的true 空泵。一般储气罐是用薄钢板焊接而成的圆柱形箱体，底部为椭圆形。储气罐的容量至少应为最大模腔容量的一半。在true 空管道上，必须安装适当的阀门来控制true 空窄容量。true 空泵的旋转功率由成型设备的尺寸和成型速度决定。成型速度较大或较快的设备，一般为2~4KW。true 空中央系统的大小取决于工厂的具体生产和开发要求。

4.压缩空气体设备的气动系统可由压缩机、储气罐、车间主管道、阀门等组成。成型机本身。需要压力为0.6~0.7MPa的压缩空气体，活塞式空气体压缩机广泛应用于各种真空空塑料成型机。也可以由大型螺旋空气体压缩机供给。压缩后的空气体不仅大量用于成型，还作为脱模、初制品外部冷却、模架、跑板等机器零件运转的一部分动力。

5.冷却设备为了提高生产效率，真空空塑料成型制品往往需要在脱模前进行冷却。理想情况下，与模具接触的产品的内表面和外表面都应该冷却，最好使用内部带有冷却盘管的模具。对于非金属模具，如木材、石膏、玻璃钢、环氧树脂等模具，可以改用空气冷却，也可以加入水雾冷却真空空吸塑成型件的外表面。如果在生产中采用自然冷却，可以获得退火零件，有利于提高零件的抗冲击性能。水冷虽然生产效率高，但零件内应力大。

6.脱模设备

对于模压成型(公模)，对于大面积成型件，通常成型压力为0.2 ~ 0.3 MPa(2 ~ 3 bar)；小零件高达0.7MPa (7bar)。

对于true 空成型，成型压力较低，主要取决于大气压力。使用高质量的true 空泵时，成型压力可以达到0左右。O98MPa (0。98巴)。由于true 空 8产生的压力等于成型材料一侧的大气压力与另一侧的true 空之间的压力差，因此接触压力取决于空气体压力和密封程度。所以即使使用最好的真空泵，成型压力也会随着海拔的升高而降低(图2-10)。

不及物动词成型区、切入区、夹紧边的夹紧框面宽度范围内的区域称为成型区(图2-11)。截止区域是指成型过程中的绘图区域的面积。这取决于产品的规格，与夹紧边是否需要加热无关。应用如下:成型材料的未加热区域(如未加热的夹紧边)不收缩，成型后成型件收缩；但是不同的收缩面积会造成成型产品的变形。实际应用的意义:如果脱模后立即切断零件的夹紧边，则不需要加热；如果夹紧边缘保留在零件上(无修整成型过程)，夹紧边缘必须加热到材料的Tg以上。图2-10成型机高度对真空成型中空气压的影响

七、废品(报废)面积及废品比例

掌握浪费的计量对成本核算具有重要意义。没有关于产品周围切边余量的准确数据，因为它会受到拉伸条件的影响。我们用以下几个案例进行分析:例如矩形盒(如图2-12)的高度为200mm，模具的底面积为(430×950) mm2，产品绕模具底面延伸10mm进行切边(即产品尺寸为440x960mm2)。如果材料的空白区域为(610×1200) mm2，则夹紧边每边为20mm。图2-11成形区域和切割区域

a对于阳模成型，成型面积等于切割面积；

b .在阳模成型中，由于附加保护器的作用，切割面积减小；

9.加工阴模成型l中指定的切割区域。

-成型区；ll B1-切割区域；？-夹紧边缘；

E-公模成型中的制图起点(壁厚变化)图2-12矩形盒产品草图(右图为切边后的成品)

b-模具的底部，

C-高度，L1和L2-模具延伸到板边缘的长度，

D-夹紧边缘

在产品成形和拉伸之后，板材的废料由夹紧边缘区域和空白区域组成。最重要的是计算产品拉伸后还剩多少边角料。

注:切边面积——产品切边面积为10，按此公式计算:成型/型腔面积=[(610-20 x2)(1200-20 x2)]/{(430 x950+430 x200 x2+950 x200 x2)+[(610-20 x2)(1200)174720 = 0.056废料面积= 0.056 x[(610-20 x2)(1200-200

八、排气面、排气孔、排气槽、槽口在true 空吸塑成型工艺中，为了排除残留在塑料材料和模具之间的气体，模具必须能够排气或有足够的排气孔或槽；这使得空气体能够被抽气装置快速去除(或转移)。具体设计将在模具设计一章中详细介绍。九。脱模斜度对于公模成型，产品会收缩并紧贴模具，而对于单腔母模成型，产品收缩后可脱离模具表面。为了脱模，模具的侧面必须有一定的倾斜度。在脱模方向，模具侧面的倾斜度称为脱模斜度(见图2-13)。拔模角度应尽可能大。脱模斜度越大，脱模越快，成型周期越短，脱模时产品变形的可能性越小。单凸模和单凹模的拔模斜度一般为:a = 3o ~ 5o对于收缩率: 0.50。图2-13脱模斜度为A的单公模；单凹模

X.成型比和牵引比成型比(图2-14)是指产品的最大拉伸深度H与成型表面B的比值，或与成型表面11的直径D的比值。成型比不能准确反映牵伸比。根据图2-14可以得到成型比。

当l >: B(矩形模制产品)时，模制区域:l b

成型比:H: B(矩形)或H: D(圆形成型品)拔模比是指模块在切边前的表面(不包括夹紧边)与成型面积的比值。结果如图2-15所示。

拔模比S = F2/F1，其中F1为初始成型材料无夹紧边的面积；

F2-通过产品成型面积测量实际牵伸比的技术:对于几何形状非常复杂的成型产品，可以在最大牵伸位置用软尺很容易地测量出牵伸比(见图2-16)。

宽度方向的拉伸比B =卷尺测量的尺寸/宽度B图2-14成型比A和B不同几何体的成型比H:

b；圆形几何形状的成形比图2-15用于计算壁厚的零件尺寸图2-16塑料零件宽度B方向的拉伸比1-用软尺测量

成型的牵伸比不能太大。在实际生产中，牵伸比不应超过1/3。否则边角和底部会急剧变薄，甚至无法成型。在成型过程中，产品厚度不均匀的主要原因是板材的每个部分拉伸不同。一般来说，公模成型时，容易造成顶部过厚，两侧逐渐变薄。阴模成型时，直径部分过厚，两侧向底部延伸变薄，尤其是侧边与底部之间的拐角部分最薄。牵伸比应控制在限定范围内。如果使用单个阴模成型，牵伸比通常不超过0.5；当使用单个阳模时，拉伸比可以适当增加，如果使用柱塞辅助成型，拉伸比可以更大。

XI。壁厚的计算，吸塑成型件在未成型材料的厚度已知的情况下，我们可以大致估算出吸塑成型件的厚度。由于零件的设计壁厚和最终壁厚分布不规则，最终计算结果应考虑30%的壁厚分布。对于这种计算，必须假设材料的体积在整个成型过程中保持不变。

因此，以下为真:V1 = V2: f1。S1 = F2。S2: S2 = f1/F2。S1，其中VL是没有夹紧边的材料体积；

V2-热成型零件的体积；f1-无夹紧边的材料面积；F2-工件的表面积；S1-原材料的厚度；S2-工件的壁厚。

壁厚计算示例:

1.①根据图3-21确定矩形零件的壁厚，尺寸如下:A = 800mm，B = 500mm，C = 400mm，L = 880mm，B = 580mm13。用这些数据计算面积和面积比:F1 = L.B = 510400m2m2f2 = L.B+20。？？？F2/F1 = 3.0367对于原材料厚度s1=4mm且厚度分布均匀的成型件，其壁厚:S2 = F1/F2。S1 = 0.3292x4mm = 1.32mm .由于成型件壁厚波动不均匀，实际上产品的厚度分布为0.9 ~ 1.7mm S2 act = S2 30% = 1.3mm 0.4mm≈0.9 ~ 1.7mm②如果规定了产品的壁厚，根据图3-21所示产品的平均厚度，确定所需材料的厚度为s2 = 2mm，所需原材料的厚度应该是多少？是以下材料厚度的计算结果:S1 = F1/F2 S2 = 3.0376x2mm = 6.075mm由于零件壁厚分布不规则，所选材料的厚度应比计算值增加30%: s1act = 6.075+30% ≈ 8mm。

十二。塑料成型件的收缩与变形在板材部分，我们已经介绍过材料的收缩，这里我们将借助塑料成型件来说明。

1.收缩在冷却阶段形成的模具，并应用true 空以避免成型零件的尺寸变化。但模具一旦脱模，成型件的尺寸就会发生变化，而且随着时间的增加变化会更大。这些尺寸变化称为收缩，包括加工过程中的收缩和加工后的收缩。收缩率还与成型模具的结构有关。在成型过程中，凸模比凹模收缩小，如图2-17所示:

2.变形是产品的形状偏离原来形状的设计。例如，在圆形模具上成型的产品变成椭圆形。当将模制件脱模成三维产品时，与模具水平面相连的模制件的模制表面经常变形，例如扭曲或翘曲。而这两者都与以下因素有关:板材原料、板材生产条件、成型时的拉伸量、冷却速度、脱模温度。图2-17左为公模，右为凹模成型的制品收缩率。

十三。痕迹、冷却痕迹、条痕、折痕(图2-18)、冷却痕迹(图2-19)、条痕和裂纹(图2-20)是产品中常见的缺陷，但可以通过相应的措施来避免，这将在后面的章节中详细说明。图2-18透明产品上通气孔的痕迹图2-19

A、阳模上的冷却痕迹和b、图3-18a的A-A截面，以及图2-20中的条痕和裂纹。

阳模制产品上的条纹；

b公模产品开裂