真空成型

真空成型

真空成型(Vacuum Forming)常稱為吸塑,是一種塑膠加工工藝,主要原理是將平展的塑膠硬片材加熱變軟後,採用真空吸附於模具表面,冷卻後成型,廣泛用於塑膠包裝、燈飾、廣告、裝飾等行業。

基本介紹

  • 中文名:真空成型
  • 外文名:Vacuum Forming
  • 套用範疇塑膠包裝、燈飾、廣告、裝飾
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真空成型原理

真空成型是將熱塑性塑膠板材片材固定在模具上,用輻射加熱器進行加熱使之達到軟化溫度,然後用真空泵模具與板(片)材之間的空氣抽去,使板(片)材型坯按模具輪廓成型,隨著真空度的提高,型坯下方的成型壓力只有0.06-0.085MPa,而型坯上方的空氣壓力仍保持在0.1 MPa左右。冷卻定型後用壓縮空氣將製品從模具中吹出而脫模。
真空成型所加工的材料為薄片狀的聚氯乙烯聚苯乙烯聚乙烯等。

真空成型的方法

真空成型方法主要有凹模真空成型、凸模真空成型、凹凸模先後抽真空成型、吹泡真空成型、輔助凸模真空成型和帶有氣體緩衝裝置的真空成型等方法。

凹模真空成型

凹模真空成型是最常用的真空成型方法,如圖 1所示。把板(片)材四周固定並密封在模腔的上方,加熱器將板(片)材加熱至軟化 [ 見圖1(a)] ,然後將型腔內的空氣抽出形成真空,使板(片)材在大氣壓力下貼緊模具型腔而成型[ 見圖1(b)],當塑件冷卻定型後,再由下方抽氣孔通入壓縮空氣將成型後的製品吹出 [ 見圖1(c)]。
圖1 凹模真空成型圖1 凹模真空成型
凹模真空成型適用於深度不大的製品,若製品深度過大,塑膠板(片)材伸長過大將造成底部太薄,凹模真空成型製品的外觀尺寸精度高。

凸模真空成型

如圖 2所示,塑膠板(片)材被夾緊框夾緊在凸模上方,加熱至軟化[ 見圖2(a)]。接著夾緊框下移,軟化的塑膠板(片)材像帳篷一樣覆蓋在凸模上,即被冷卻而失去減薄能力[見圖2(b)]。然後將板(片)材與凸模之間的空氣抽出形成真空,塑膠板(片)材邊緣及四周緊貼在凸模上減薄而成型[見圖2(c)]。凸模真空成型法成型的製品,內形尺寸精度高,底部較厚不減薄。
圖2 凸模真空成型圖2 凸模真空成型
凸模真空成型多用於有凸起形狀的薄壁塑件,成型塑件的內表面尺寸精度較高。

凹凸模先後抽真空成型

凸凹模先後抽真空成型如圖 3所示。首先把塑膠板緊固在凹模上加熱,如圖3(a)所示。軟化後將加熱器移開,然後通過凸模吹入壓縮空氣,而凹模抽真空使塑膠板鼓起,如圖3(b)所示。最後凸模向下插入鼓起的塑膠板中並且抽真空,同時向凹模內通人壓縮空氣,使塑膠板貼附在凸模的外表面而成型,如圖3(c)所示。
圖3 凸凹模先後抽真空成型圖3 凸凹模先後抽真空成型
這種成型方法,由於將軟化了的塑膠板吹鼓,使板材延伸後再成型,故壁厚比較均勻,可用於成型深型腔塑件。

吹泡真空成型

有些要求壁厚大致均勻的吸塑件,也可以用吹泡真空成型,模具結構如圖 4所示。用置於密閉箱中的凸模成型。首先將片材加熱,如圖4(a)所示。然後向密閉箱內送人壓縮空氣,把片材向外吹漲,再將凸模升起,與片材之間形成密閉狀態,如圖4(b)所示。最後由凸模上的氣孔抽真空,利用外面的大氣壓力使它成型,如圖4(c)所示。
圖4 吹泡真空成型圖4 吹泡真空成型
這種成型方法是預先把片材各部同時減薄,使最後成型時塑件的厚度大體一致。

輔助凸模真空成型

輔助凸模真空成型分為下向真空成型和上向真空成型。
下向真空成型如圖 5所示,首先將同定於凹模的塑膠板加熱至軟化狀態,如圖 5(a)所示。接著移開加熱器,用輔助凸模將塑膠板推下,使凹模里的空氣被壓縮,軟化的塑膠板由於輔助凸模的推力和型腔內封閉的空氣移動而延伸,如圖5(b)所示,然後凹模抽真空成型。
圖5 下向真空成型圖5 下向真空成型
上向真空成型如圖 6所示,上向真空成型的優點是在成型時材料先不接觸凹模,材料加熱後膨脹懸垂,如圖6(a)所示。此時輔助凸模向上升起,把片材在沒有凹模的狀態下拉成初型,這樣可以使片材的厚度變化更趨於均勻,如圖6(b)所示。如果使用下向真空成型,則片材首先接觸凹模,接觸處被冷卻,厚度不再變化,成型效果較差。
圖6 上向真空成型圖6 上向真空成型
單純靠抽真空大氣壓力使片材成型,由於各部分的變形率不同而引起塑件壁厚的不均勻。當璧厚過於薄時,塑件往往易破而失去使用價值,採用輔助凸模真空成型,可使塑件底部及隅角部的減薄得到改善,如圖7(a)所示,未經拉深的吸塑,其底部及隅角部明顯減薄。如圖7(b)所示,為輔助凸模真空成型,底部及隅角部的減薄得以改善。
圖7 壁厚的變薄狀況圖7 壁厚的變薄狀況
當型坯厚度大於5mm時。應採用輔助凸模真空成型。不同成型方法塑件的厚度誤差如圖 8所示。
圖8 不同成型方法塑件的厚度誤差圖8 不同成型方法塑件的厚度誤差

帶有氣體緩衝裝置的真空成型

如圖 9所示。這是柱塞和壓縮空氣並用的形式。把塑膠板加熱後和框架一起輕輕地壓向凹模,然後向凹模腔內吹入壓縮空氣,把加熱的塑膠板吹鼓,多餘的氣體從板材和凹模的縫隙中逸出,同時從板材上面通過輔助凸模的孔吹出已加熱的空氣,這時板材就處於兩個空氣緩衝層之間,如圖9(a)、(b)所示,輔助凸模逐漸下降,如圖 9(c)、(d)所示。最後輔助凸模內停止吹入壓縮空氣,凹模抽真空,使塑膠板貼附在凹模型腔上成型,同時輔助凸模升起,如圖 9(e)所示。這種方法成型的塑件壁厚較均勻,並且可以成型較深的塑件。
圖9 帶有氣體緩衝裝置的真空成型圖9 帶有氣體緩衝裝置的真空成型

真空成型的特點

(1)節省原輔材料、製品重量輕、運輸方便、密封性能好,符合環保綠色包裝的要求;
(2)能包裝任何異形產品,裝箱無需另加緩衝材料;
(3)被包裝產品透明可見,外形美觀,便於銷售;
(4)被包裝產品適合機械化、自動化包裝,便於現代化管理、節省人力、提高效率

真空成型的套用

真空成型廣泛用來生產鈣塑天花板裝飾材料,洗衣機和電冰櫃殼體,電機外殼,藝術品和生活用品。

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