一, 影響熱成型工藝的幾個(gè)因素
熱成型的主要工序是加熱,成型和冷卻。在熱成型中所需要考慮的工藝因素有加熱時(shí)間,成型溫度,成型速度,成型壓力,冷卻條件等
1, 加熱
加熱時(shí)間是熱成型工藝主要參數(shù)之一。將片材加熱到成型所需的時(shí)間稱為加熱時(shí)間,一般約為整個(gè)成型工作周期的50%-80%。因此在成型過(guò)程中,如何縮短加熱時(shí)間的考慮是有其重要意義的。
加熱所需的時(shí)間隨片材厚度的增大而增加。此外,加熱時(shí)間還受材料和熱導(dǎo)率的影響。材料的比容越大,熱導(dǎo)率越小者,加熱時(shí)間就越長(zhǎng)。當(dāng)然,加熱時(shí)間還與加熱器的種類,表面溫度,加熱器與片材的距離,環(huán)境溫度的諸多因素有關(guān),故而是比較復(fù)雜。
2,成型
成型是繼片材加熱后印又一重要工藝過(guò)程,包括成型溫度,成型速度,成型壓力等重要的技術(shù)參數(shù)的控制
1, 成型溫度
在材料,工藝類型和設(shè)備確定之后成型溫度是影響制件質(zhì)量的主要因素,它直接影響制件的厚度,厚度分布和尺寸誤差。
2, 成型壓力
只有施以壓力才能使片材產(chǎn)生形變,但塑料有抵抗形變的能力,其彈性模量隨溫度升高而降低。在成型溫度下,只有成型壓力在材料中引起的應(yīng)力大于才了在該溫度下的彈性模量時(shí),才能是材料產(chǎn)生形變。如果在某一溫度下所施加的壓力不足以使材料產(chǎn)生足夠的伸長(zhǎng)時(shí),只有提高成型壓力或升高成型溫度才能順利成型。由于各種塑料的彈性模量不同,對(duì)溫度的依賴性不同,所以成型壓力隨塑料的品種,片材的厚度和成型溫度而變化。一般來(lái)說(shuō),組成樹脂的分子鏈剛性大,分子量高,存在級(jí)性集團(tuán)的塑料,需要較高的成型壓力
。
3, 成型速度
成型速度是指片材的牽伸速率,提高成型速度可以縮短成型周期,對(duì)提高生產(chǎn)率是有利的,但成型速度過(guò)大將影響到產(chǎn)品質(zhì)量。
熱成型時(shí),在壓力或柱塞的推動(dòng)下,塑料片材會(huì)拉伸變形,成型速度不同,材料受到的拉伸受到的拉伸速度也不同。當(dāng)成型溫度不高時(shí),適當(dāng)采用慢速成型,這時(shí)材料的的伸長(zhǎng)率較大,這對(duì)于大型制件比較重要。但成型速度慢,材料易冷卻,使成型變的困難,成型周期也會(huì)延長(zhǎng)。所以對(duì)于一定厚度的片材,在適當(dāng)提高加熱溫度的同時(shí),應(yīng)采用較快的成型速度。
三 模具溫度
模具溫度也是影響片材成型后制品質(zhì)量的因素,一般來(lái)說(shuō),片材拉伸后先接觸大模具的部位先冷卻,在上模及抽真空時(shí),該部分拉伸比小,因而厚度較大,其相鄰部位則拉伸比較大,厚度較小。模溫對(duì)成型的影響表現(xiàn)在很多方面。模溫高時(shí),制品表面光澤度高,輪廓清晰,但成型周期延長(zhǎng)。適當(dāng)?shù)哪剡€可以減少制品的內(nèi)應(yīng)力,減少制品拉伸皺痕。
四 冷卻脫模
由于塑料導(dǎo)熱性差,隨著成型片材厚度的增加,冷卻時(shí)會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng),所以,須采用人工冷卻的方法來(lái)縮短周期。如前所述,冷卻方式常見有內(nèi)冷和外冷兩種,它們既可以單獨(dú)使用,也可以組合使用,這應(yīng)根據(jù)制品的需要而定。不過(guò)因?yàn)橥饫鋮s簡(jiǎn)便易行而被經(jīng)常被采用。不管用什么方式冷卻,重要的是需將形成成型制品冷卻到變形溫度以下才能脫模。
除塑料片材因加熱過(guò)度而分解或因模具表面過(guò)于粗糙外,使片材很少有黏附在模具上的表現(xiàn)。如果偶爾出現(xiàn)這種現(xiàn)象,可在模具表面涂抹脫模劑以消除這一弊病。但用量不得過(guò)多,以免影響制品的粗糙度和透明度。
五 塑料材料
塑料材料的成型性對(duì)于熱成型來(lái)說(shuō)是非常重要的。因?yàn)楫?dāng)材料與模具接觸后即發(fā)生傳熱而降低溫度,接觸部分彈性模量增加,以至不易產(chǎn)生進(jìn)一步的變形,而未接觸部分則繼續(xù)受拉伸而變薄,這會(huì)使深尺寸制件的側(cè)壁變得很薄,甚至?xí)炱屏选?/span>
一般來(lái)說(shuō)塑料伸長(zhǎng)率對(duì)溫度敏感時(shí),適于用較大壓力和慢速成型,并且適于在單獨(dú)加熱箱中加熱,在移于模具中成型。而塑料伸長(zhǎng)率對(duì)溫度不敏感時(shí),適于用較小的壓力和快速成型,這類片材易夾持在模具上,用可移動(dòng)的加熱器加熱。
綜上所述,影響熱成型的工藝因素有很多,總之,成型工藝的決定要從材料,片(板)材的厚度,制件的形狀,對(duì)制件表面的精度要求,制件的使用條件,成型方式及成型設(shè)備結(jié)構(gòu)等方面綜合考慮。
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