【正文】 決于的大氣壓力。 5．冷卻設備 為了提高生產(chǎn)效率，真空吸塑成型制品脫模前常需進行冷卻。對成型滑移性較大的型坯，要求夾緊力能在比較寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，為此，采用兩個包膠輥，用彈簧相互壓緊，并配有壓力調(diào)節(jié)裝置。 圖25 陰模成型 對于陽模成型，制件的內(nèi)尺寸是很精確的，因為它是與真空吸塑成型工具相接的一面。 真空無模成型法在成型過程中只能改變制件的拉伸程度和外廓形狀，因此不能成型外型復雜的制件。真空吸塑成型只能生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡單的半殼型制品，而且制品壁厚應比較均勻（一般倒角處稍?。?，不能制得壁厚相差懸殊的塑料制品。 ～15mm的片材，這些片材是用粒料或粉料制得的半成品。涂層 吸塑成型工藝學第一章 緒論 真空吸塑成型工藝的起步與發(fā)展 真空吸塑成型工藝，早在20世紀初已為人所知，但應用于工業(yè)生產(chǎn)還只是20世紀40年代以后的事，而在60年代才有較大的發(fā)展。熱封 任何一種熱塑性塑料或具有相似性能的材料都可以進行真空吸塑成型加工。 二、真空吸塑成型存在自身的局限性 如果塑料本自身是透明的，制件可以具有最小的光吸收率和透明性，故可用于制造飛機部件如儀器罩和天窗等。因此真空陰模成型法不適于生產(chǎn)深度很大的制品。用手裝型坯和成品取出的手動和半自動成型機上，當框架尺寸很大時，都裝有在框架打開范圍內(nèi)的安全操作裝置。壓縮空氣除大量應于成型外，還有當一部分用于脫模、初制品的外冷卻和操縱模具框架和運轉(zhuǎn)片材等機件動作的動力。 圖29 由材料的成型壓力和反向壓力之和得出有效成型壓力的簡圖 a 和b 陽模；c 和d 陰模 (+）模具面積，在該面積區(qū)域材料的有效成型壓力因接觸壓力而增加；（）模具面積，在該面積區(qū)域有效成型壓力因成型材料的反向壓力而降低 對于模壓成型（陽模）通常的成型壓力： ～ ( 2 ～3bar ) ； ( 7bar ）。 片材的廢料由夾持邊緣面積和經(jīng)成型拉伸裁出制品后的片坯面積組成，最主要是計算經(jīng)過拉伸后，出制品后還剩余多少份量的邊料。 c 圓形幾何體的成型比 圖215 用于計算壁厚的制件尺寸 圖216 某塑件寬度B 方向的牽伸比 1 軟尺測量 成型的牽伸比不宜過大，實際生產(chǎn)中選用牽伸比時不超過1/3為宜，否則轉(zhuǎn)角、底部的部位將急劇變薄，甚至成型不了。30% = 177。 三、熱強度，即加熱軟化的片材只要稍受壓力，就會在模具上形成清晰的輪廓。對于許多部分結(jié)晶的熱塑性塑料而言，結(jié)晶作用可以通過將成型的片材和模塑制品快速冷卻而得到抑制，最終得到透明的制品（如PET 瓶，透明的PET 片材和透明的無規(guī)聚丙烯片材）。對于無定形熱塑性塑料（圖32a)，溫度升高到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（軟化點）時就可以真空吸塑成型了。其結(jié)晶速度與材料的成型溫度有關，在170℃ 時結(jié)晶溫度最大（如圖34 ）。ABS、ASA、CA、CdA、CAB、擠出的PMMA、PC、APET、PSU、PES以及聚酰胺都具有吸濕性。當材料太容易滑動通過模具時，要想將塑料用這樣的模具將其壓到陰模的底部是不可能的，因為這樣底部總是會太薄。如果涂層不同的話，也可以改變模具參數(shù)來進行調(diào)節(jié)?？偸湛s值為：總收縮值（GS ）=加工收縮值（VS ) ＋后收縮值（NS ) 未發(fā)泡的ABS / PVC 片材在真空吸塑成型后持續(xù)5 天都會發(fā)生后收縮，供應商和消費者都必須知道材料的收縮行為及其加工順序，這是因為材料的費用和質(zhì)量會隨之發(fā)生波動。 圖36 高度取向的圓形杯子發(fā)生撕裂圖37 方形容器在取向方向上的撕裂 請注意，塑料在其取向方向強度非常高（如繩，包裝帶），但在垂直方向上強度非常弱。如果在加熱后或者成型過程中，成型材料的溫度低于最低成型溫度，要么將不可能進行真空吸塑成型，要么真空吸塑成型制品的質(zhì)量將會非常差。 ③ 當用接觸平板加熱時，膨脹會使接觸的壓力發(fā)生改變，在成型片材表面會產(chǎn)生黏結(jié)波浪（adhesion strechs ）。 OPS材料僅有10K的成型溫度范圍；加壓和真空吸塑成型的成型溫度110～115℃（120℃）。塑料的種類 請注意：對于許多塑料片材，機器的成型力不足（如真空吸塑成型）可以通過更高的成型溫度來彌補。然而有些塑料不能被加熱到成型溫度以上，因為它們在高溫下會被破壞，加工性能得不到保證。 K ) ，也就是說，冷卻過程中，PP 消耗的熱量是HIPS 倍。最低模溫取決于：塑料材料；所需的型腔斜度；板坯材料的厚度，若模塑件不能在各向等速冷卻，隨壁厚的增加，變形的可能性增加；換言之，壁越厚，模具的溫度就應越高；制品的形狀，軸向?qū)ΨQ的制件比一側(cè)的制件脫模溫度高。片材按規(guī)格切割。 。當材料在熱成型機上加熱時，表面的刻痕經(jīng)冷卻而回復，如損失掉表面的紋理效果會變成光面。 1946年英國人惠菲德首先發(fā)表聚酯的專利，并在英國ICI公司進行試生產(chǎn)，1953年該公司又首先進行聚酯薄膜試生產(chǎn)，1954年美國杜邦公司也生產(chǎn)該種薄膜，以后德、法和日本相繼生產(chǎn)聚酯薄膜和纖維、片材等。 ⑴ 無定形聚酯片材（APET ) APET片材是使用間苯二甲酸及二甘醇對聚酯進行改性后的樹脂經(jīng)擠出成型而得。加熱的刀模的切割長度可相應增加，在100℃ 時增加11%, 130℃ 時增加25% , 160℃ 增加40%。 聚酯片材具有優(yōu)良的綜合性能、透明度高、強度好、后加工容易等諸多優(yōu)點。 金屬化及電鍍的真空吸塑成型材料，電鍍的一面反射輻射加熱器的熱輻射，因此只能去加熱沒有金屬化的那一面。 當不能用共擠出法生產(chǎn)雙層片材時，兩層片材可采用層合、熱合工藝，如火焰處理或黏和（聚氨酯黏合劑）。 ⑤ 太大的熔痕在壓光輥上形成斑痕，如在薄膜或片材上出現(xiàn)規(guī)則的橫向條紋。 1．片材的擠出成型 厚的薄膜到厚50mmX2000mm 寬的片材，甚至寬度可達5000mm 。 例如：假設厚度為3mm 的HIPS 片材，拉伸比為1:2 ，用環(huán)氧樹脂的冷卻時間為54s ，采用熱平衡鋁的冷卻時間為：tKA1 = 54 X（7/18）= 21s 圖311 a 薄片在真空吸塑成型時的溫度曲線，適用于表面溫度與芯部溫度相等； b 厚片在真空吸塑成型時的溫度隨時間變化的曲線，適用于表面溫度（連續(xù)方向）與芯部溫度（斷面方向）不等RT室溫，ET軟化溫度（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度幾）。 K）(kg 9．成型片材的冷卻過程行為 一旦在真空吸塑成型機上完成加熱過程，比如將加熱源從真空吸塑成型機上移走，或者是成型材料從機器上的加熱部分傳送到成型部位，材料開始冷卻。只是對于結(jié)晶型的塑料，如APET 、CPET 是一個例外。工藝支撐設計十分有意義，但設計者經(jīng)常沒有對其產(chǎn)生足夠的重視。① 在保證足夠精度的情況下，材料能被模塑成型的最低溫度。注意：按上式計算收縮量時，沒有考慮成型材料的內(nèi)應力。 ⑴ 加熱時間的影響 加熱的方式會影響加熱的時間，真空吸塑成型各項參數(shù)設置相同時，真空吸塑成型片材的加熱階段主要取決于：塑料的種類（如PS 、HIPS 、PVC 、PP 等）及其顏色；片材的厚度。對于縱向和橫向距離相等的多型腔模具，在擠出方向上的皺褶要比橫向的明顯很多（圖35a ）。熱收縮包括了加工收縮（VS ）、后收縮（NS ）和總收縮（GS ) ，它們之間存在著差異。許多帶有密封層的材料在真空吸塑成型的時候需要把熱合層與溫度較低的模具相接觸，但這種方法使制品的設計受限。這種情況可能會在陰模成型中模具的預拉伸過程中出現(xiàn)，或者在陽模成型中，模具在向里推進的過程中與片材發(fā)生接觸時出現(xiàn)。???? CPET 真空吸塑成型制品的最大長期工作溫度為220℃ ，但是必須記住，能在如此高的溫度下使用，制品的穩(wěn)定性取決于結(jié)晶度。???? 在實際生產(chǎn)中，如果把這些因素都考慮進去的話，就會產(chǎn)生下面的問題：片材就會因為真空吸塑成型機器達不到所需要的真空吸塑成型溫度而無法進行生產(chǎn)（通過機器時無法得到一個光滑平整的表面），或者是材料的熔體強度太低，會產(chǎn)生太大的熔塌，或者是因為材料與口模黏結(jié)得過緊。在低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg時（以前稱之為軟化溫度），熱塑性塑料通常是非常脆（比如普通聚苯乙烯PS ) ，熱塑性塑料的剛性（模量E ）和強度（σ）的會隨著溫度的升高而降低，但可變形性（ε）會增大。因為結(jié)晶作用，部分結(jié)晶的熱塑性塑料通常是不透明的，并且透明度會隨著結(jié)晶度的增加而減小。這一特性可以使己經(jīng)成型的制品如果重新加熱到原來的成型溫度，它會回復到原來平片形狀。 壁厚計算示例：1 ①長方形成型制件的壁厚的確定 根據(jù)圖321，有如下尺寸： a=800mm, b=500mm, c=400mm, L=880mm, B=580mm用這些數(shù)據(jù)計算面積和面積比得： F1 = L 成型面積：L B成型區(qū)域；Ll 而制品成型時，若在接觸處抽真空或者使用柱塞的機械壓力，又就會產(chǎn)生一定的成型壓力。真空中央系統(tǒng)的大小視工廠具體生產(chǎn)和發(fā)展的要求而定。框架式夾緊裝置由上、下兩個框架組成。先與模面接觸的部分先被模具冷卻，而在后繼的相關過程中，其牽伸行為較未冷卻的部位弱。 真空吸塑成型這種成型方法是依靠真空力使片材拉伸變形。廢棄的塑料模塑制品，比如說包裝材料，甚至工程制件，它們的回收利用在很多條件下都是可能的，但有些仍有待發(fā)展。壁很薄的制品可以用高熔體黏度的片材真空吸塑成型，而注射相同壁厚的則需要低熔體黏度的粒料。尺寸穩(wěn)定后制件脫模 在大多數(shù)情況下，吸塑成型的后處理也是必須的，比如： 它是一種以熱塑性塑料片材為成型對象的二次成型技術(shù)。而“壓力成型”（pressure forming）是指一些特殊的利用空氣壓力加工過程的工藝。 在真空吸塑成型中，片材只有一個表面與真空吸塑成型模具相接觸，因此只有一個表面與真空吸塑成型模具幾何尺寸相一致，制品另外一個表面的輪廓是由牽伸得到的。 這樣，材料與模具相接的面就具有與成型模具完全相同表面輪廓。圖 26a 陽模成型（簡圖）和b 陰模成型（簡圖） 1厚部位；2薄部位；3成品的內(nèi)尺寸；4外尺寸 對于陽模制件我們必須注意如下問題： ① 在使用高的角式模具進行加工時，特別是當模具與夾持框架間的距離很大時，容易產(chǎn)生皺褶（圖27) ② 在角落處容易產(chǎn)生冷卻條紋（圖27)； ③ 在凸緣處壁厚不均勻（圖27)； ④ 由于側(cè)壁斜度不夠而使脫模困難； ⑤ 在成型區(qū)（夾持模框）多腔模具的嵌件和下夾持器之間會產(chǎn)生小的縫隙； ⑥ 陽模成型模具通常比陰模價格低廉。電加熱的持續(xù)時間和質(zhì)量取決于加熱器的結(jié)構(gòu)，輻射表面后溫度傳熱的熱慣性，片材與加熱器間的距離，輻射能吸收系數(shù)，加熱器表面的特性以及材料的熱物理性能。用水冷卻雖然生產(chǎn)效率高，但制件內(nèi)應力較大。因此，即使使用最好的真空泵，隨海拔高度的增大，成型壓力也會不斷降低（圖210）。在脫模方向上，模具側(cè)面的傾角被稱為脫模斜度（見圖213）。由于制件的設計壁厚和最終成型壁厚的不規(guī)則分布，最終的計算結(jié)果要考慮177。 影響收縮情況的還與成型模具結(jié)構(gòu)有關，在成型過程中陽模比陰模收縮小，如圖217： 圖217 左為陽模成型和右為陰模成型的制品縮水情況 2．變形 變形就是制品的形狀偏離原先形狀的設計。 一、熱塑性塑料化學組成和結(jié)構(gòu) 熱塑性塑料是由分子鏈長度達到103mm 的大分子（聚合物）組成的。 14～15成型溫度區(qū)；E彈性模量，σ強度；ε熱變形率 表34 APET片材的技術(shù)指標指 標 項 目指標密度，g/cm3~機械性拉伸強度，MPa斷裂伸長率，%58280光學性透明度，%霧度，%≥90≤熱特性適用溫度，oC成型溫度，oC40~7575~85透氣性水分透過率，g/(cm2 圖33 是以部分結(jié)晶的聚丙烯熱成型杯子為例，說明了不同的真空吸塑成型溫度對制品成型后的外觀和而后的高溫消毒過程的影響。7以內(nèi)透濕度（g/㎡根據(jù)材料的不同等級，PC ～5h ，但ABS 材料可以開口存放2～3 天。 ① 將模具表面輕微砂磨或用人工的方法使其稍微粗糙一些，與非常粗糙的表面或經(jīng)過拋光的表面相比，這種表面可使成型材料較好的滑動，只是需要在陽模的拐角處拋光成鏡面，以便加熱的材料相對容易滑過。 ② 將烘箱加熱到片材真空吸塑成型的溫度③ 將片材放進烘箱中，為了進行測量，需要在一塊木板上覆蓋上一層PTFE 薄膜（例如Telflon 或Hostaflon ) ，然后噴撒上滑石粉，再將片材放置其上，并再次噴上滑石粉，最后用PTFE 薄膜輕輕蓋上，薄膜可以用圖釘固定在木板邊緣。對于收縮值分布很寬的塑料，要得到正確的熱收縮值，就應該在真空吸塑成型之前，要么詢問材料的制造商，要么進行測試。 5．片材的靜電荷 除了導電的成型材料，比如說摻人了抗靜電劑、填充碳、電鍍和鍍膜材料而外，真空吸塑成型材料都會在下列過程中產(chǎn)生電荷：從卷筒上展開卷繞的材料；從疊放的材料中抽出；撕掉片材的保護薄膜；加熱；冷卻。其力學性能差，壁厚分布不均勻。 b ．在成型材料用空氣支撐以防止下垂凹陷的地方，為了保持其水平，會產(chǎn)生皺褶，若在凸起和凹陷部分存在明顯的溫差，將對模塑制品的質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。 7．成型片材的牽伸 每一種熱塑性塑料在