结构设计抽气孔的大小和位置真空成型模具必须设计抽气孔,抽气孔的大小应适合成型容器的需要。对流动性好的塑料,抽气孔要小一些;对流动性差的塑料,抽气孔应大些。抽气孔的尺寸与片材及其厚度有关。表1列出了一些典型片材所需的抽气孔尺寸。抽气孔的数目通常为每100cm2表面开设11~65个孔。抽气孔可以是许多孔,也可以由模具装配时构成的缝隙来充当(见图1、图2)。形状复杂的容器,孔数应适当增加。孔间距可取25~30mm,内凹处孔间距为3~12mm。总之,必须保证在很短的时间内将空气抽空。抽气孔的位置一般布置在板材最后与模具接触部分,即模具型腔的最低点及角隅处。
型腔尺寸真空成型模具必须考虑塑料的收缩率,收缩量的50%是塑件从模具中取出时产生的,25%是取出后在室温下1h内产生的,其余的25%是在取出后的24h内产生的。影响收缩率的因素很多,精确计算比较困难。最好先用石膏模型试出产品,测得其准确收缩率,然后以此作为设计型腔的依据。常见塑件的收缩率见表2。
在多数情况下,圆角半径的最小值应等于板材厚度,但不得小于15~3mm。为了使制品能方便地取出,模具应有适当的斜度,阴模型腔侧壁的斜度应取015~3度,通常取2度为宜。而对于阳模的斜度则应取2~5度,通常取5度。
型腔粗糙度真空成型模具表面粗糙度太高对脱模有不利影响,因为真空成型模具一般没有顶出装置,而只靠压缩空气脱模。若表面粗糙度太高,容器容易粘附在模具上,造成脱模困难。因此,真空成型模具的表面粗糙度要求不能太高,最好在表面加工之后,用磨料来打砂或进行喷砂处理。
压缩空气成型模型腔压缩空气成型模具的型腔与真空成型模具的型腔基本相同,其特点是在模具边缘上设置型刃,其形状和尺寸见图7。刀尖应比模具平面高,高出部分的高度h为片板厚度δ加上011mm,即h=δ+011mm。切刀与模具之间应该有0125~015mm的间隙,以利于排除型腔中的空气。
边缘密封结构为了阻止外面的空气进入真空室,在塑料板片与模具接触部分的边缘应设置密封装置。加热、冷却装置目前塑料板片的加热多采用电阻丝加热、红外线灯加热和石英管加热器加热。对于不同塑料板材的成型温度,一般是通过调节加热器和板材之间的距离来达到,距离可以在80~120mm范围内调节。加热器的功率计算如下:N=KF式中,N为加热功率,W;K为加热系数,W/cm2;F被加热片材的面积,cm2。这里将不同片材的加热系数K值列于表3。
非金属模常见的非金属模有木模、石膏模和塑料模。木模:凡组织紧密、不易变形、不易断裂的木料,均可选作模具材料。但这种模具的生产批量以不超过1000个为宜。石膏模:石膏模制作方便,价格便宜,但其强度较差。为了增加石膏模的强度,可在石膏中加入10%~30%的水泥,并放置一些纵横交叉的铁丝,以延长其使用寿命。石膏模的生产批量一般不超过5万个。
塑料模:塑料模容易加工,生产周期短,修正和修理都很方便,且耐腐蚀、质量轻。因此适合于批量较大的容器生产。常用的塑料模材料有环氧树脂、酚醛树脂和聚脂。金属模适合于长期、高速生产的模具材料无疑是金属。铜因其造价高而很少采用;铝容易加工、质量轻、耐腐蚀性好且耐用,因而大批量生产时大多选用铝模。在铝模表面镀一层铜或铬,可大大增加其耐磨性。在生产50万个制品后,其表面还不会出现明显被磨损的痕迹。
真空系统设计真空泵的选择根据塑料容器真空成型抽真空的要求,首先要确定型腔的真空度。型腔的真空度一般取10~1托即可。选用真空泵时,真空泵的真空度应比所需的真空度高1个或半个数量级。如需要的真空度为1托,则泵的极限真空度应为5×10-1~1×10-1托。
抽气率的计算真空泵的抽气率通常应大于100L/min。抽气率的计算公式如下:Sp=213Kq×Vt×logPi-P0P-P0式中,Sp为泵的名义抽气率,L/s;t为抽气时间,s,由工艺给定;P0为泵的极限真空度,托;Pi为开始抽气时的真空度,托;P为经过时间t抽气达到的真空度,托,由成型工艺确定;V为成型模型腔的容积,L;Kq为修正系数,Kq与P的关系见表4。
计算实例对于直径d=320mm,深度h=100mm的塑料容器,工艺要求真空度为P=10托,抽气时间t=5s,选取泵的抽气率Sp。根据工艺要求,选择泵的极限真空度P0=1托,P1比P高一个数量级,由表4查得:Kq=115,Pi=760托(标准大气压)容积:V=π4d2h=π4×312×1=8104L抽气率Sp=213Kq×Vt×logPi-P0P-P0=213×15×81045log760-110-1=1017L/s因此,选择机械真空泵2X-15,其抽气率S=15L/s



渝公网安备50010702500805号