真空成形模具

真空成形是把熱塑性塑膠板、片材固定在模具上，用輻射加熱器加熱至軟化溫度，然後用真空泵把板材和模具之間的空氣抽掉，使型坯按模具的輪廓成形。隨著真空度的提高，型坯下方的成形壓力只有0.06-0.085MPa，而型坯上方的空氣壓力仍保持在0.1MPa左右。冷卻後藉助壓縮空氣使塑件從模具中脫出。真空成形所加工的材料為薄片狀的聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯等，廣泛用於塑膠包裝、燈飾、廣告、裝飾等行業。

基本介紹

• 中文名：真空成形模具
• 外文名：Vacuum forming mold
• 材質：塑膠
• 領域：模具成型工藝

成形方法和特點

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

凹模真空成形

凹模真空成形是最常用的真空成形方法，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形[ 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形後的製品吹出 [ 見圖1（c）]。

凹模真空成形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，凹模真空成形製品的外觀尺寸精度高。

圖1 凹模真空成型

凸模真空成形

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形[見圖2（c）]。凸模真空成形法成形的製品，內形尺寸精度高，底部較厚不減薄。

凸模真空成形多用於有凸起形狀的薄壁塑件，成形塑件的內表面尺寸精度較高。

圖2 凸模真空成型

凹凸模先後抽真空成形

凸凹模先後抽真空成形如圖 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形，如圖3（c）所示。

這種成形方法，由於將軟化了的塑膠板吹鼓，使板材延伸後再成形，故壁厚比較均勻，可用於成形深型腔塑件。

圖3 凸凹模先後抽真空成型

吹泡真空成形

有些要求壁厚大致均勻的吸塑件，也可以用吹泡真空成形，模具結構如圖 4所示。用置於密閉箱中的凸模成形。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形，如圖4（c）所示。

這種成形方法是預先把片材各部同時減薄，使最後成形時塑件的厚度大體一致。

圖4 吹泡真空成型

輔助凸模真空成形

輔助凸模真空成形分為下向真空成形和上向真空成形。

下向真空成形如圖 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，然後凹模抽真空成形。

上向真空成形如圖 6所示，上向真空成形的優點是在成形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形，則片材首先接觸凹模，接觸處被冷卻，厚度不再變化，成形效果較差。

單純靠抽真空和大氣壓力使片材成形，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形，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，為輔助凸模真空成形，底部及隅角部的減薄得以改善。

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形。不同成形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

帶有氣體緩衝裝置的真空成形

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形，同時輔助凸模升起，如圖 9（e）所示。這種方法成形的塑件壁厚較均勻，並且可以成形較深的塑件。

圖9 帶有氣體緩衝裝置的真空成型

成形原理

真空成形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，然後用真空泵把模具與板（片）材之間的空氣抽去，使板（片）材型坯按模具輪廓成形，隨著真空度的提高，型坯下方的成形壓力只有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。

真空成形所加工的材料為薄片狀的聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯等。

真空成形特點

（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。