2-5-2 真空成型工艺
真空成型又称吸塑成型,是把热塑性塑料板、片材等固定在模具上,用辐射加热器加热至软化温度,然后用真空泵把板材和模具之间的空气抽掉,借助大气的压力使板材贴在模腔上而成型,冷却后用压缩空气使塑件从模具型腔内脱出。真空成型的设备和模具结构比较简单,制件形状清晰,生产成本低,生产效率高,一般大、薄、深的塑件都能通过真空成型方法生产;但由于真空成型的压力有限,所以不能成型厚壁塑件。真空成型的不足之处是成型的塑件壁厚不均匀,当模具的凹凸形状变化较大且相距较近及凸模拐角处为锐角时,塑件上容易出现皱折,塑件的周边要进行修正。
真空成型的方法主要有凹模真空成型、凸模真空成型、凹凸模先后抽真空成型、压缩空气延伸法真空成型、柱塞延伸法真空成型和带有气体缓冲装置的真空成型等。
一 凹模真空成型
凹模真空成型是一种最常用最简单的成型方法,如图2-11所示。成型时,把板材固定并密封在模腔的上方,在板材上方用加热器将板材加热至软化,如图2-11a所示;然后移开加热器,在型腔内抽真空,板材就贴在凹模型腔上,如图2-11b所示;冷却后由抽气孔通入压缩空气将成型好的塑件吹出,如图2-11c所示。
用凹模真空成型法成型的塑件外表面尺寸精度高,一般用于成型深度不大的塑件。对于深度很大的塑件,特别是小型塑件,其底部转角处会明显变薄。多型腔的凹模真空成型与同个数的凸模真空成型相比更经济,因为凹模模腔间距可以更近些,用同样面积的塑料板,可以加工出更多的塑件。
图2-11 凹模真空成型
二 凸模真空成型
凸模真空成型如图2-12所示。被夹紧的塑料板在加热器下加热软化,如图2-12a所示;接着软化的塑料板下移,覆盖在凸模上,如图2-12b所示;最后抽真空,塑料板紧贴在凸模上成型,如图2-12c所示。由于成型过程中较冷的凸模首先与板材接触,因此塑件的内表面尺寸精度较高,但底部稍厚,多用于有凸起形状较高的薄壁塑件。
图2-12 凸模真空成型
三 凹凸模先后抽真空成型
凹凸模先后抽真空成型如图2-13所示。首先把塑料板紧固在凹模上加热,如图2-13a所示;塑料板软化后将加热器移开,在通过凸模吹入压缩空气的同时在凹模框抽真空,从而使塑料板鼓起,如图2-13b所示;最后凸模向下插入鼓起的塑料板中并从中抽真空,同时凹模框通入压缩空气,使塑料板贴附在凸模的外表面成型,如图2-13c所示。实际上这种成型方法最终还是凸模抽真空成型,由于将软化了的塑料板吹鼓,使板材延伸后再成型,所以成型的塑件壁厚比较均匀,可用于成型深型腔塑件。
图2-13 凹凸模先后抽真空成型
四 压缩空气延伸法真空成型
压缩空气延伸法真空成型与凹凸模先后抽真空成型基本类似,其成型过程如图2-14所示。首先将塑料板紧固在凹模上,并用加热器对其加热,如图2-14a所示;待塑料板加热软化后移开加热器,压缩空气通过凹模吹入把塑料板吹鼓后再将凸模顶起,如图2-14b所示;然后停止从凹模吹气而凸模抽真空,塑料板则贴附在凸模上成型,如图2-14c所示。
图2-14 压缩空气延伸法真空成型
五 柱塞延伸法真空成型
柱塞延伸法真空成型如图2-15所示。成型时,首先将固定在凹模上的塑料板加热至软化状态,如图2-15a所示;接着移开加热器,用柱塞将塑料板推下,这时凹模里的空气被压缩,软化的塑料板由于柱塞的推力和型腔内封闭的空气移动而延伸,如图2-15b所示;然后凹模抽真空而成型,如图2-15c所示。这种成型方法使塑料板在成型前先延伸,壁厚变形均匀,主要用于成型深型腔塑件,但是在塑件上残留有柱塞痕迹。
图2-15 柱塞延伸法真空成型
六 带有气体缓冲装置的真空成型
带有气体缓冲装置的真空成型是柱塞和压缩空气并用的形式,如图2-16所示。成型时,把塑料板加热后和框架一起轻轻地压向凹模,然后向凹模腔吹入压缩空气把加热的塑料板吹鼓,多余的气体从板材和凹模间的缝隙中逸出,同时从板材的上面通过柱塞的孔吹出已加热的空气,这时板材就处于两个空气缓冲层之间,如图2-16a、b所示;柱塞逐渐下降,如图2-16c、d所示;最后柱塞内停吹压缩空气,凹模抽真空,塑料板贴附在凹模型腔上成型,同时柱塞升起,如图2-16e所示。用这种方法成型出的塑件壁厚比较均匀,常用于成型较深的塑件。
图2-16 带有气体缓冲装置的真空成型
1-柱塞;2-凹模;3-空气管路;4-真空管路