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吸塑片对真空吸塑成型加工
日期:[2018-5-16 11:34:27]   共阅[553]次
  平时我们在进行吸塑片的生产时,通常情况下,会有很多对对真空吸塑成型加工的影响因素,下面来看下。
  1.吸湿性
  当基体树脂具有吸湿性,或者含有吸湿性的添加剂,如滑石粉、碳素或特殊的颜料被加人到树脂基体中,这样一些热塑性片材具有吸湿性,也是说他们吸收水分。在这个过程中,水分可能被塑料吸收,主要集中在其表面。ABS、ASA、CA、CdA、CAB、挤出的PMMA、PC、APET、PSU、PES以及聚酰胺都具有吸湿性。吸湿性的成型材料通常都是密封包装,只有在加工的时候才打开。
  现今还没有一种简便的方法来判定成型材料中水分含量的多少。当受潮的材料在真空吸塑成型过程中被加热时,会在制品的表面产生气泡,故吸湿材料必须在干燥的条件下进行加工,要么把密封包装打开后直接使用,要么干燥后立即进行加工。通常情况下空气中的相对湿度是60%~70%。根据材料的不同,PC片材可以在热成型前在空气中存放0.5~5h,但ABS材料可以开口存放2~3天。
  若没有特别的要求,一般的预干燥的方法可(参见附件表1)。干燥可以在空气循环干燥炉中进行,片材必须垂直放置,两者之间留有空隙,以便热空气可以穿过板的两侧自由循环。人们已经很少将卷取的薄片进行干燥。受潮的成卷的卷材进行干燥需要花上几天的时间。干燥了的成型材料如果不是在干燥后马上进行成型加工的话,需要立即包装在PE薄膜中。
  2.成型中片材的摩擦行为
  在真空吸塑成型过程中,当在片材和真空吸塑成型的模具之间存在着滑动时,需要考虑片材的摩擦行为。这种情况可能会在阴模成型中模具的预拉伸过程中出现,或者在阳模成型中,模具在向里推进的过程中与片材发生接触时出现。当摩擦力比较大的时候,片材与模具一接触会黏结在一起。黏在一起的地方进一步牵伸是不可能的了,比如说用黏结剂层合是一个典型的例子。
  如果没有摩擦力存在,比如说在模具表面涂层或者用PTFE做成模具,被加工的材料很容易在接触表面上滑动,这对于真空吸塑成型加工是不利的。当材料太容易滑动通过模具时,要想将塑料用这样的模具将其压到阴模的底部是不可能的,因为这样底部总是会太薄。因此在真空吸塑成型过程中,摩擦行为必须引起足够的重视
  如果用于某种成型片材的模具的几何尺寸已经确定,那么接下来采用的片材也需要有相同的涂层。如果涂层不同的话,也可以改变模具参数来进行调节。为了将这种具有不同涂层的片材成型出让人满意的壁厚分部的制品,必须有一套不同的预拉伸的模具。
  3.成型片材的收缩在真空吸塑成型中,收缩(shrinkage)是指在没有任何机械应力作用的受热条件下,热塑性片材或吸塑制件所发生的尺寸变化。在材料进行真空吸塑成型之前,建议对材料进行收缩测试。①精确测量并纪录一块200mmX200mm的片材,用箭头标志出挤出方向并记录下切割方向。②将烘箱加热到片材真空吸塑成型的温度③将片材放进烘箱中,为了进行测量,需要在一块木板上覆盖上一层PTFE薄膜(例如Telflon或Hostaflon),然后喷撒上滑石粉,再将片材放置其上,并再次喷上滑石粉,用PTFE薄膜轻轻盖上,薄膜可以用图钉固定在木板边缘。④片材在烘箱中至少置留30min,片材厚度每增加lmm,置放的时间需要增加5min。⑤片材从烘箱中移出并冷却。⑥冷却后测量片材尺寸,片材的收缩可由下式得到:
  为了测量片材的各向异性,建议测定片材的纵向和横向的收缩率。如果新提供的成型片材出现诸如起褶、夹持处发生断裂、接触加热的连接处发生严重收缩等问题,就应该用新旧两种片材进行收缩率对比测试。两种片材因具有不同的收缩率,并且在真空吸塑成型时表现出不同的行为,故需要不同的加工参数。真空吸塑成型制品的收缩可以通过比较制品和相应模具的尺寸之间的差异来得到。热收缩包括了加工收缩(VS)、后收缩(NS)和总收缩(GS),它们之间存在着差异。加工收缩可以由下式计算:
  4.成型片材的取向
  收缩率测试也会得到成型材料和制品中有关大分子取向的信息。如果材料发生高度取向,比如在挤出方向,这将会产生不该有的皱褶。对于纵向和横向距离相等的多型腔模具,在挤出方向上的皱褶要比横向的明显很多。
  就真空吸塑成型而言,牵伸会产生另外一种大分子的取向。图3-6是用高抗冲击聚苯乙烯真空吸塑成型成的制品,它在径向上就很容易撕裂成条。这些条本身在径向上强度非常高,这是因为在真空吸塑成型时产生高度取向,使与牵伸垂直的方向强度大大降低,故在与牵伸平行的方向易发生撕裂。
  请注意,塑料在其取向方向强度非常高(如绳,包装带),但在垂直方向上强度非常弱。
  制品中发生取向通过以下方法证实:收缩率测试;从模塑制品中冲出一个圆片,然后测定al和bl,再将圆片放进炉子里加热。经过收缩后,得到尺寸a2和b2,如果必要的话,可以得到收缩率。若a2《b2,则产生严重的取向。注意:在研究取向的时候,建议对成型材料进行收缩测试,以使制品中存在的取向不能被忽略。
  5.片材的静电荷
  除了导电的成型材料,比如说掺人了抗静电剂、填充碳、电镀和镀膜材料而外,真空吸塑成型材料都会在下列过程中产生电荷:从卷筒上展开卷绕的材料;从叠放的材料中抽出;撕掉片材的?;け∧?加热;冷却。静电荷的副作用较大的颗粒,比如说塑料的锯屑或锯粉会被带有静电的材料所吸引,会粘到材料的表面上。
  这种现象,特别是对于高质量的吸塑制品,将会产生次品,这可以通过如下方法来预防和减少:在另一个房间进行的机加工;对成型材料表面直接喷射离子化的空气;用导电的光滑的刷子清理成型材料。如果不用抗静电的材料进行生产,吸塑制品在成型加工后会吸收灰尘。一种简单但很有效的方法是用含有洗涤液的水冲洗。从根本上解决这个问题,必须做好防尘和防污染源的工作,实行无尘无污染化生产环境建设和管理。
  6.片材加热时的行为
  在加热热塑性塑料时,下列都是一些非常重要的影响因素:加热时间;膨胀量和凹陷量;成型温度下成型片材的强度;成型温度范围;成型片材厚度方向的温度梯度。
 ?、偶尤仁奔涞挠跋?BR>  7.成型片材的牵伸
  每一种热塑性塑料在一定温度范围内,都会发生很大的牵伸,在成型温度范围内牵伸只需要很小的力。如果真空吸塑成型机器不能提供必要的成型力,就需要对成型片材进一步加热,以便制品获得所要求的尺寸精度。这相当于片材没有在的拉伸性范围内模塑成型。如果在实际加工中精度要求高,并且需要高牵伸率,成型片材就需要更高的温度,比如说用阳模真空成型冰箱内胆,其边缘部分的半径要小于6mm,或者用阴模压力成型底部半径小于1.5mm的制品就是这样。
  设计要求越高,就会偏离其拉伸性越远,这会使壁厚分布不均匀,吸塑制品的侧壁上呈现薄斑。当成型非常尖锐的部件,用某些成型材料在进行真空吸塑成型的时候就会变得不稳定。对成型材料厚度上要求非常小的尺寸公差非常容易产生次品。工艺支撑设计十分有意义,但设计者经常没有对其产生足够的重视。如果在未成型的片材上划有格子,在真空吸塑成型后,就可以对牵伸进行评价(见图3-9)。
  8.片材对制品细节的清晰度的影响
  制品细节的清晰度被理解为成型模具的轮廓被模塑复型的精度,其标准是看与模具接触表面的半径非常小的拐角和表面结构(皮革和木材纹理)。细节的清晰度受下列因素影响:·塑料的种类·片材的厚度·成型片材厚度方向的成型温度·真空吸塑成型系统中的成型力·成型模具的温度·成型模具的排气孔·牵伸率HIPS、PP、PE、ABS和PPE都是能成型为清晰度很好的制品的塑料。而PC、APET和一些等级的PVC只能在特定条件下获得足够的清晰度。
  9.成型片材的冷却过程行为
  一旦在真空吸塑成型机上完成加热过程,比如将加热源从真空吸塑成型机上移走,或者是成型材料从机器上的加热部分传送到成型部位,材料开始冷却。但是到真空吸塑成型开始时,成型材料仍然具有必要的成型温度。
  事实上,在加热结束到开始成型这段时间必须尽可能短。这段时间越长,成型材料就需要越热。然而有些塑料不能被加热到成型温度以上,因为它们在高温下会被破坏,加工性能得不到保证。从单工位机器上移走热源应尽量快,带有独立加热、成型工位的加热片材也要快速移出,开始进人真空吸塑成型工序。预成型采用吸或吹的方式预拉伸,然后通过热辐射、对流开始冷却,并且与模塞助压局部接触。
  由于与成型模具接触,真空吸塑成型一开始,冷却就很迅速。随着与模具的接触,冷却加剧。在成型周期中,薄制品只花十分之一秒,厚制品要花几秒,因此,为使制品良好,片材应保持足够的温度。如图3-11所示,a表示薄片在真空吸塑成型时,随时间变化的温度曲线。这种情况下,表面温度一内部温度。b是厚片的温度曲线,其表面温度与内部温度不等。
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