塑料成型模具設(shè)計(jì) 第十三章 熱成型

塑料成型模具設(shè)計(jì)第十三章熱成型第1頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月13.1概述

熱成型的基本方法

1.熱成型:是將熱塑性塑料片狀管狀材料加熱至軟化，在氣體，壓力，液體壓力或機(jī)械壓力下，采用適當(dāng)?shù)哪＞呋驃A具而使其成為制品的一種方法。2.特點(diǎn)

1)

適應(yīng)性強(qiáng)；可以成型特大，特小，特厚或特薄的制品。2)

應(yīng)用范圍廣；日常生活中器皿，食品和藥品包裝，汽車(chē)部件等。3)

設(shè)備投資少；熱成型壓力不高，對(duì)設(shè)備要求不高。4)

模具制造方便；∵壓力低，除金屬外，木材，塑料，石膏等∴熱成型在近十年才有較大的發(fā)展。第2頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.成型基本過(guò)程1）

先將裁誠(chéng)一定尺寸和固定形樣的片材夾在框架上；2）

加熱到熱高彈態(tài)；3）

成型憑借施加壓力使其貼近模具的形面，從而得到要求的形狀。4）

冷卻5）

脫模壓縮空氣吹出大多數(shù)熱塑性塑料片材都可作為熱成型所用的原料如：

PS,PMMA,PVC,ABS,PE,PP,PA,PC,PE 等?！饕榻B熱成型的基本方法，設(shè)備，模具以及工藝因素分析第3頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

一、熱成型的基本方法1.差壓成型(真空成型）在氣體差壓的作用下，是一加熱至軟化的胚料（片或管）緊貼模具，冷卻后得到制品。由于差壓形成的方法不同，差壓成型可分為真空成型（從模具底部抽空）和加壓成型（從片裁頂部通入壓縮空氣）

▲特點(diǎn)：1)與模具面貼合的一面，結(jié)構(gòu)上比較鮮明和精細(xì)，而且光潔度較高。2）胚料與模面貼和得越晚的部位，其后度越小，如圖13-1，13-2，是熱成型方法中最簡(jiǎn)單的一種，模具都是單個(gè)陰模。也可完全不用模具，如圖13-3，13-4。第4頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第5頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.覆蓋成型是差壓成型的一種▲特點(diǎn)：1）胚覆蓋后有一個(gè)拉伸的過(guò)程，制品厚度均勻性好。2）壁厚最大部位在頂部，最薄的部位在測(cè)和底面交界線。3）牽伸，冷卻條紋貼和時(shí)間先后造成的。3．柱塞助壓成型如圖13-6，13-7也是差壓成型的一種1）

柱塞助壓真空成型2）

柱塞助壓加壓成型3）

氣脹助壓真空成型▲特點(diǎn)：能精確控制制品斷面厚度，片材能夠均勻牽伸，制品的壁厚小，且重復(fù)性好，制品的力學(xué)性能由方向性。第6頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第7頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第8頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．回吸成型也是差壓成型的一種1）真空回吸成型如圖13-9片材夾持→△→真空系（底部）到預(yù)定深度→將模具從上部向已經(jīng)彎曲的片材中伸進(jìn)(至沿邊模具沿完全將片材封死)→打開(kāi)底部（抽空氣）氣門(mén)→頂模具部抽氣→片材回吸在模具上貼合→冷卻→脫模和修整

2）氣脹真空成型如圖13-10靠壓縮空氣（從底吹入）→上凸泡狀物→模具壓入壓箱內(nèi)（一定壓強(qiáng)）→片材包?。＞叻磯毫Γ┓馑馈蜷_(kāi)底模具部抽氣孔抽氣→回吸而貼合→成型→冷卻脫?！拚破?）推氣真空成型如圖13-11第9頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第10頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5．模壓成型單陽(yáng)模法、單陰模法、對(duì)模成型多和模壓成型使用也所有熱塑性塑料6．雙片成型

這是成型中空制品的一種方法如圖13-13兩塊已加熱到足夠溫度塑料片材，放在半合模具?？蛏蠆A緊吹針插入兩片材之間，吹入壓縮空氣，同時(shí)兩半合模抽氣抽空貼合在兩半合模內(nèi)腔，經(jīng)脫模修模得到制品。7．其他成型

板材的彎曲，法蘭的彎制，管材的彎制等，此外，有板材卷成筒，容器的口部或底部的卷邊和管材的擴(kuò)口等，都屬于熱成型的范疇。第11頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)熱成型的設(shè)備

熱成型的基本工序：片材夾持、加熱、成型、冷卻、脫模供料方式：

1、分抵進(jìn)料，三段輪轉(zhuǎn)機(jī)１.２m×１.８m，大制件，厚型片材原料

2、連續(xù)進(jìn)料，如圖１３－１５薄壁小型制品，杯盤(pán)，大批量多段，每段一個(gè)工序

一、加熱器

常見(jiàn)的加熱方法有：熱輻射加熱、氣體傳導(dǎo)加熱、固體傳導(dǎo)加熱、組合加熱法、高頻電加熱法幾種，其中熱輻射法是加工中常見(jiàn)的，如遠(yuǎn)紅外加熱器和電加熱器，加熱器的功率約為總功率的６０％。第12頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第13頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、電加熱器：通道式管狀／板材加熱器，其工作溫度可達(dá)５９７度，條帶式／芯棒式加熱器的單位功率最大可達(dá)１０Ｗ／cm×cm（４９７－７９７度）

2、遠(yuǎn)紅外加熱器

特點(diǎn)：１）加熱速度快２）遠(yuǎn)紅外線具有光的一切性質(zhì)３）具有穿透能力，內(nèi)部和外部同時(shí)加熱４）通過(guò)發(fā)射元件的選擇和組合，對(duì)形狀復(fù)雜、體積龐大、死角多――立體加熱５）設(shè)備費(fèi)用底（與高頻加熱和微波加熱相比）對(duì)人體傷害小，６）向周?chē)h(huán)境散射的能量多第14頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月要求：１）遠(yuǎn)紅外線的波長(zhǎng)與塑料材料的吸收帶相配合２）提高加熱器的表面輸出功率３）加熱器和片材之間要有適當(dāng)距離：Ａ高溫．薄板材．Ｂ低溫．厚板材．（d=10-30cm）４）加熱器要設(shè)置反耐板／反耐罩等以集中能量．５）對(duì)厚度大于３ＭＭ的片材要雙面加熱．６）加熱器的加熱面要略大于夾持框的夾持面積．大10—50mm冷卻：――內(nèi)冷：模具冷卻金屬模具．――外冷：風(fēng)冷卻／噴水（少用，冷疤）第15頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二．夾持設(shè)備．Ｐ板坯在成型時(shí)．板坯被固定在夾持裝置上．夾持框架由上下兩個(gè)機(jī)架組成．上機(jī)架：由壓縮空操縱．均衡壓在下機(jī)架上，但壓力可調(diào)．均勻．下機(jī)架：壓力：０．５－５噸框架上有自動(dòng)補(bǔ)償壓力的裝置→壓力均勻要求：夾持要均衡．要有可靠的氣密性．能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化．動(dòng)作迅速靈活?yuàn)A持框大多數(shù)呈垂直或水平放置．它的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮便其工作溫度保持低于板坯的玻璃化溫度２０Ｃ－３０Ｃ第16頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三．氣動(dòng)下真空系統(tǒng)

真空系統(tǒng)由真空泵．貯存罐．閥門(mén)．管路以及真空表組成．在真空成型中常采用

（１）低真空泵．此泵在流量為０時(shí)能在進(jìn)氣管路中產(chǎn)生４＊１０－１．３＊１０ＭＰa的壓力．

（２）真空貯罐的容量＞＝１／２Ｖmax（成型室容易）．（３）真空泵的傳動(dòng)功率一般在２－４ＫＷ

氣動(dòng)系統(tǒng)可由成型機(jī)自動(dòng)帶有壓縮機(jī)和貯氣罐．成型機(jī)需壓力為０．４－０．５ＭＰa的壓縮空氣．額定排氣量為０．１５－０．３０m/min四．傳動(dòng)裝置．

是成型機(jī)建立工作壓力和完成主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)．成型機(jī)中廣泛采用氣動(dòng)缸和液壓缸．以完成各種機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)片材的牽引速度一般０．２５－１．０m/s第17頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)模具及工藝因素分析一．模具1．工作壓力不高時(shí)，可采用強(qiáng)度底的材料制造模具。材料的選擇要根據(jù)成型的數(shù)量和質(zhì)量要求而定，如木制模具合承受500次成型，石膏模具可承受50次，型砂模具和樹(shù)脂砂?？沙惺?00次以上。2．模具上的通風(fēng)孔制作也是在澆注型砂前插上表面涂有隔離劑的鋼絲，澆注14小時(shí)后抽出鋼絲。3．外形簡(jiǎn)單的制品用陰模成型。因制品收縮，易取出，若結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要施加頂出力；對(duì)用陽(yáng)模成型小型拉伸制品時(shí)，陽(yáng)模的高度尤為重要。陽(yáng)模側(cè)圓半徑不應(yīng)小于板厚的3-5倍。第18頁(yè)，課件共19頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二．工藝因素分析

1.加熱占整個(gè)成型周期的50%-60%。1）片材厚度均勻（T不均，內(nèi)應(yīng)力）不大于4%-8%2）厚的片材采用雙面加熱（大加熱器功率，定管易燒傷）3）溫度上