塑料成型模具设计 第十三章 热成型

塑料成型模具设计第十三章热成型第1页，共19页，2023年，2月20日，星期六13.1概述

热成型的基本方法

1.热成型:是将热塑性塑料片状管状材料加热至软化，在气体，压力，液体压力或机械压力下，采用适当的模具或夹具而使其成为制品的一种方法。2.特点

1)

适应性强；可以成型特大，特小，特厚或特薄的制品。2)

应用范围广；日常生活中器皿，食品和药品包装，汽车部件等。3)

设备投资少；热成型压力不高，对设备要求不高。4)

模具制造方便；∵压力低，除金属外，木材，塑料，石膏等∴热成型在近十年才有较大的发展。第2页，共19页，2023年，2月20日，星期六3.成型基本过程1）

先将裁诚一定尺寸和固定形样的片材夹在框架上；2）

加热到热高弹态；3）

成型凭借施加压力使其贴近模具的形面，从而得到要求的形状。4）

冷却5）

脱模压缩空气吹出大多数热塑性塑料片材都可作为热成型所用的原料如：

PS,PMMA,PVC,ABS,PE,PP,PA,PC,PE 等。※主要介绍热成型的基本方法，设备，模具以及工艺因素分析第3页，共19页，2023年，2月20日，星期六

一、热成型的基本方法1.差压成型(真空成型）在气体差压的作用下，是一加热至软化的胚料（片或管）紧贴模具，冷却后得到制品。由于差压形成的方法不同，差压成型可分为真空成型（从模具底部抽空）和加压成型（从片裁顶部通入压缩空气）

▲特点：1)与模具面贴合的一面，结构上比较鲜明和精细，而且光洁度较高。2）胚料与模面贴和得越晚的部位，其后度越小，如图13-1，13-2，是热成型方法中最简单的一种，模具都是单个阴模。也可完全不用模具，如图13-3，13-4。第4页，共19页，2023年，2月20日，星期六第5页，共19页，2023年，2月20日，星期六2.覆盖成型是差压成型的一种▲特点：1）胚覆盖后有一个拉伸的过程，制品厚度均匀性好。2）壁厚最大部位在顶部，最薄的部位在测和底面交界线。3）牵伸，冷却条纹贴和时间先后造成的。3．柱塞助压成型如图13-6，13-7也是差压成型的一种1）

柱塞助压真空成型2）

柱塞助压加压成型3）

气胀助压真空成型▲特点：能精确控制制品断面厚度，片材能够均匀牵伸，制品的壁厚小，且重复性好，制品的力学性能由方向性。第6页，共19页，2023年，2月20日，星期六第7页，共19页，2023年，2月20日，星期六第8页，共19页，2023年，2月20日，星期六4．回吸成型也是差压成型的一种1）真空回吸成型如图13-9片材夹持→△→真空系（底部）到预定深度→将模具从上部向已经弯曲的片材中伸进(至沿边模具沿完全将片材封死)→打开底部（抽空气）气门→顶模具部抽气→片材回吸在模具上贴合→冷却→脱模和修整

2）气胀真空成型如图13-10靠压缩空气（从底吹入）→上凸泡状物→模具压入压箱内（一定压强）→片材包住（模具反压力）封死→打开底模具部抽气孔抽气→回吸而贴合→成型→冷却脱模→修整→制品3）推气真空成型如图13-11第9页，共19页，2023年，2月20日，星期六第10页，共19页，2023年，2月20日，星期六5．模压成型单阳模法、单阴模法、对模成型多和模压成型使用也所有热塑性塑料6．双片成型

这是成型中空制品的一种方法如图13-13两块已加热到足够温度塑料片材，放在半合模具模框上夹紧吹针插入两片材之间，吹入压缩空气，同时两半合模抽气抽空贴合在两半合模内腔，经脱模修模得到制品。7．其他成型

板材的弯曲，法兰的弯制，管材的弯制等，此外，有板材卷成筒，容器的口部或底部的卷边和管材的扩口等，都属于热成型的范畴。第11页，共19页，2023年，2月20日，星期六第二节热成型的设备

热成型的基本工序：片材夹持、加热、成型、冷却、脱模供料方式：

1、分抵进料，三段轮转机１.２m×１.８m，大制件，厚型片材原料

2、连续进料，如图１３－１５薄壁小型制品，杯盘，大批量多段，每段一个工序

一、加热器

常见的加热方法有：热辐射加热、气体传导加热、固体传导加热、组合加热法、高频电加热法几种，其中热辐射法是加工中常见的，如远红外加热器和电加热器，加热器的功率约为总功率的６０％。第12页，共19页，2023年，2月20日，星期六第13页，共19页，2023年，2月20日，星期六1、电加热器：通道式管状／板材加热器，其工作温度可达５９７度，条带式／芯棒式加热器的单位功率最大可达１０Ｗ／cm×cm（４９７－７９７度）

2、远红外加热器

特点：１）加热速度快２）远红外线具有光的一切性质３）具有穿透能力，内部和外部同时加热４）通过发射元件的选择和组合，对形状复杂、体积庞大、死角多――立体加热５）设备费用底（与高频加热和微波加热相比）对人体伤害小，６）向周围环境散射的能量多第14页，共19页，2023年，2月20日，星期六要求：１）远红外线的波长与塑料材料的吸收带相配合２）提高加热器的表面输出功率３）加热器和片材之间要有适当距离：Ａ高温．薄板材．Ｂ低温．厚板材．（d=10-30cm）４）加热器要设置反耐板／反耐罩等以集中能量．５）对厚度大于３ＭＭ的片材要双面加热．６）加热器的加热面要略大于夹持框的夹持面积．大10—50mm冷却：――内冷：模具冷却金属模具．――外冷：风冷却／喷水（少用，冷疤）第15页，共19页，2023年，2月20日，星期六二．夹持设备．Ｐ板坯在成型时．板坯被固定在夹持装置上．夹持框架由上下两个机架组成．上机架：由压缩空操纵．均衡压在下机架上，但压力可调．均匀．下机架：压力：０．５－５吨框架上有自动补偿压力的装置→压力均匀要求：夹持要均衡．要有可靠的气密性．能实现自动化．动作迅速灵活夹持框大多数呈垂直或水平放置．它的设计应考虑便其工作温度保持低于板坯的玻璃化温度２０Ｃ－３０Ｃ第16页，共19页，2023年，2月20日，星期六三．气动下真空系统

真空系统由真空泵．贮存罐．阀门．管路以及真空表组成．在真空成型中常采用

（１）低真空泵．此泵在流量为０时能在进气管路中产生４＊１０－１．３＊１０ＭＰa的压力．

（２）真空贮罐的容量＞＝１／２Ｖmax（成型室容易）．（３）真空泵的传动功率一般在２－４ＫＷ

气动系统可由成型机自动带有压缩机和贮气罐．成型机需压力为０．４－０．５ＭＰa的压缩空气．额定排气量为０．１５－０．３０m/min四．传动装置．

是成型机建立工作压力和完成主要运动机构．成型机中广泛采用气动缸和液压缸．以完成各种机构的往复运动片材的牵引速度一般０．２５－１．０m/s第17页，共19页，2023年，2月20日，星期六第三节模具及工艺因素分析一．模具1．工作压力不高时，可采用强度底的材料制造模具。材料的选择要根据成型的数量和质量要求而定，如木制模具合承受500次成型，石膏模具可承受50次，型砂模具和树脂砂模可承受500次以上。2．模具上的通风孔制作也是在浇注型砂前插上表面涂有隔离剂的钢丝，浇注14小时后抽出钢丝。3．外形简单的制品用阴模成型。因制品收缩，易取出，若结构复杂，要施加顶出力；对用阳模成型小型拉伸制品时，阳模的高度尤为重要。阳模侧圆半径不应小于板厚的3-5倍。第18页，共19页，2023年，2月20日，星期六二．工艺因素分析

1.加热占整个成型周期的50%-60%。1）片材厚度均匀（T不均，内应力）不大于4%-8%2）厚的片材采用双面加热（大加热器功率，定管易烧伤）3）温度上