[科普中國]-真空成形模具

真空成形是把熱塑性塑料板、片材固定在模具上，用輻射加熱器加熱至軟化溫度，然后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。冷卻后借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，廣泛用于塑料包裝、燈飾、廣告、裝飾等行業(yè)1。

成形方法和特點(diǎn)真空成形方法主要有凹模真空成形、凸模真空成形、凹凸模先后抽真空成形、吹泡真空成形、輔助凸模真空成形和帶有氣體緩沖裝置的真空成形等方法1。

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）材四周固定并密封在模腔的上方，加熱器將板（片）材加熱至軟化 [ 見圖1（a）] ，然后將型腔內(nèi)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(dāng)塑件冷卻定型后，再由下方抽氣孔通入壓縮空氣將成形后的制品吹出 [ 見圖1（c）]。

凹模真空成形適用于深度不大的制品，若制品深度過大，塑料板（片）材伸長過大將造成底部太薄，凹模真空成形制品的外觀尺寸精度高。

凸模真空成形如圖 2所示，塑料板（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，軟化的塑料板（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）]。然后將板（片）材與凸模之間的空氣抽出形成真空，塑料板（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制品，內(nèi)形尺寸精度高，底部較厚不減薄。

凸模真空成形多用于有凸起形狀的薄壁塑件，成形塑件的內(nèi)表面尺寸精度較高。

凹凸模先后抽真空成形凸凹模先后抽真空成形如圖 3所示。首先把塑料板緊固在凹模上加熱，如圖3（a）所示。軟化后將加熱器移開，然后通過凸模吹入壓縮空氣，而凹模抽真空使塑料板鼓起，如圖3（b）所示。最后凸模向下插入鼓起的塑料板中并且抽真空，同時(shí)向凹模內(nèi)通人壓縮空氣，使塑料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，由于將軟化了的塑料板吹鼓，使板材延伸后再成形，故壁厚比較均勻，可用于成形深型腔塑件。

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(jié)構(gòu)如圖 4所示。用置于密閉箱中的凸模成形。首先將片材加熱，如圖4（a）所示。然后向密閉箱內(nèi)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(tài)，如圖4（b）所示。最后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(yù)先把片材各部同時(shí)減薄，使最后成形時(shí)塑件的厚度大體一致。

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，首先將同定于凹模的塑料板加熱至軟化狀態(tài)，如圖 5（a）所示。接著移開加熱器，用輔助凸模將塑料板推下，使凹模里的空氣被壓縮，軟化的塑料板由于輔助凸模的推力和型腔內(nèi)封閉的空氣移動(dòng)而延伸，如圖5（b）所示，然后凹模抽真空成形。

上向真空成形如圖 6所示，上向真空成形的優(yōu)點(diǎn)是在成形時(shí)材料先不接觸凹模，材料加熱后膨脹懸垂，如圖6（a）所示。此時(shí)輔助凸模向上升起，把片材在沒有凹模的狀態(tài)下拉成初型，這樣可以使片材的厚度變化更趨于均勻，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，由于各部分的變形率不同而引起塑件壁厚的不均勻。當(dāng)璧厚過于薄時(shí)，塑件往往易破而失去使用價(jià)值，采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(jīng)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。

當(dāng)型坯厚度大于5mm時(shí)。應(yīng)采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。

帶有氣體緩沖裝置的真空成形如圖 9所示。這是柱塞和壓縮空氣并用的形式。把塑料板加熱后和框架一起輕輕地壓向凹模，然后向凹模腔內(nèi)吹入壓縮空氣，把加熱的塑料板吹鼓，多余的氣體從板材和凹模的縫隙中逸出，同時(shí)從板材上面通過輔助凸模的孔吹出已加熱的空氣，這時(shí)板材就處于兩個(gè)空氣緩沖層之間，如圖9（a）、（b）所示，輔助凸模逐漸下降，如圖 9（c）、（d）所示。最后輔助凸模內(nèi)停止吹入壓縮空氣，凹模抽真空，使塑料板貼附在凹模型腔上成形，同時(shí)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，并且可以成形較深的塑件1。

成形原理真空成形是將熱塑性塑料板材、片材固定在模具上，用輻射加熱器進(jìn)行加熱使之達(dá)到軟化溫度，然后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。冷卻定型后用壓縮空氣將制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1。

真空成形特點(diǎn)（1）節(jié)省原輔材料、制品重量輕、運(yùn)輸方便、密封性能好，符合環(huán)保綠色包裝的要求；

（2）能包裝任何異形產(chǎn)品，裝箱無需另加緩沖材料；

（3）被包裝產(chǎn)品透明可見，外形美觀，便于銷售；

（4）被包裝產(chǎn)品適合機(jī)械化、自動(dòng)化包裝，便于現(xiàn)代化管理、節(jié)省人力、提高效率1。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張尉 - 副教授 - 西南大學(xué)