吸塑成型工艺学27796.docx

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1、吸塑成型型工艺学学第一章章 绪论论 真真空吸塑塑成型工工艺的起起步与发发展 真空空吸塑成成型工艺艺，早在在20世世纪初已已为人所所知，但但应用于于工业生生产还只只是200世纪440年代代以后的的事，而而在600年代才才有较大大的发展展。近220年来来，它已已发展成成为加工工包装材材料的最最重要的的方法之之一。这这种技术术迅速发发展的原原因是真真空吸塑塑成型工工艺及设设备的不不断创新新，以及及具有成成型性能能的新片片材的开开发；同同时也是是由包装装工业的的发展及及真空吸吸塑成型型包装本本身的特特点所决决定的。真空吸塑成型是塑料包装容器最常用的成型方法之一。它是一种以热塑性塑料片材为成型对象的二次

2、成型技术。在国外，真空吸塑成型是一种老的成型工艺，由于不断的开发和变化，目前已高度自动化、机械化，并做到了无任何废边料产生，100%的原辅材料变成制品。全流水线生产的成型系统工程。 真空吸塑成型在下列条件中存在差别：加热成型材料至高弹态所需要的再成型温度吸塑成型时通常用的成型模具将制品冷却到其不发生尺寸变化的冷却温度尺寸稳定后制件脱模 在大多数情况下，吸塑成型的后处理也是必须的，比如：修边熔接粘接热封涂层金属喷镀植绒印刷 真空吸塑成型如今已经成为加工领域内大家普遍接受的一个术语：“真空成型”（vacuum forming）。而“压力成型”（pressure forming）是指一些特殊的利用空

3、气压力加工过程的工艺。“热成型”（Thermo forming）是各种热塑性成型（包含真空和压力，或混合成型）的总称。 一、真空吸塑成型的优缺点 判断任何一种加工生产工艺过程是否成功，要与另外一种加工方法相比，用该种方法生产的制品的成本是否合适；或者是这两种方法生产的制品成本相同，但用这种方法生产的制品质量得到改进。在许多应用方面，注射模塑成型或吹塑成型都与真空吸塑成型相竞争。 但就包装技术而言，除非是用纸板作为包装材料，否则真空吸塑成型技术是没有其他加工方法能与之相竞争的。真空吸塑成型主要的优点是它的工程经济性。成型复合片材、发泡片材和印刷片材的制品，以适当改变模具来代替变化真空吸塑成型机械

4、。壁很薄的制品可以用高熔体黏度的片材真空吸塑成型，而注射相同壁厚的则需要低熔体黏度的粒料。对于少量的塑件，有利的模具成本是真空吸塑成型的又一优点，而对大批量的制件，制品能达到非常薄的壁厚及真空吸塑成型机器的高产出比则非常有利。 真空吸塑成型可生产的最小制件是药片的包装材料或手表用的电池，也可以生产非常大的制品，比如35m长的花园水池。成型材料的厚度可以从0.0515mm ，对于发泡材料，厚度可达到 60mm 。任何一种热塑性塑料或具有相似性能的材料都可以进行真空吸塑成型加工。 真空吸塑成型所用的材料是厚度为0.0515mm的片材，这些片材是用粒料或粉料制得的半成品。因此，与注射成型相比，真空吸

5、塑成型的原料会增加额外的成本。 在真空吸塑成型时需要对片材进行切割，这将会产生边角料。将这些边角料粉碎后，与原来的材料相混，可再一次制成片材。 在真空吸塑成型中，片材只有一个表面与真空吸塑成型模具相接触，因此只有一个表面与真空吸塑成型模具几何尺寸相一致，制品另外一个表面的轮廓是由牵伸得到的。 在塑料加工领域，真空吸塑成型被认为是一种具有很大发展潜力的加工方法。它采用模塑成型，适合塑料包装各领域。真空吸塑成型也是一种需要熟练操作与经验的加工方法。如今，通过模拟过程与必要的专业技术，真空吸塑成型已经发展成为在技术上可控的，并且可重复的一种加工方法。近年来，在真空吸塑成型过程中产生的边角料的循环利用

6、已日趋重要。如今，边角料通过破碎后与原生材料混合来进行回收利用已经形成了一种工艺。废弃的塑料模塑制品，比如说包装材料，甚至工程制件，它们的回收利用在很多条件下都是可能的，但有些仍有待发展。目前可进行的回收主要是一些化学材料和能源材料。要使循环利用得到突破，必须在加工过程的生态性和节约性上下功夫。 真空吸塑成型制品具有价格低廉、生产效率高、形状及色彩选配自由、耐腐蚀、重量轻和对电的绝缘性能等优点，在文具、玩具、日常用品、五金交电、电子产品、食品、化妆品等产品的包装，现已发展到广告牌、汽车、工业配件、建材、安全帽、洗衣机和冰柜内衬、周转箱及农业用品等产品的应用。 二、真空吸塑成型存在自身的局限性真

7、空吸塑成型只能生产结构简单的半壳型制品，而且制品壁厚应比较均匀（一般倒角处稍薄），不能制得壁厚相差悬殊的塑料制品。真空吸塑成型制品深度受到一定限制。一般情况下容器的深度直径比（H/D）不超过1。 制件的成型精度较差，相对误差一般在1%以上。采用真空吸塑成型法不仅很难得到不同制件间构型或尺寸的一致性，同一制件各部位壁厚的均匀性也很难保证，另外，真空吸塑成型过程中模具的某些细节并不能完全反映到制品中。第二章 真空吸吸塑成型型基本原原理和术术语 本章章将就真真空吸塑塑成型的的基本原原理和相相关术语语进行介介绍，对对往后了了解成型型特性有有着重要要关系。 一、真空吸塑成型原理 真空吸塑成型工艺（图2-

8、1）是一种热成型加工方法。利用热塑性塑料片材，制造开口壳体制品的一种方法。将塑料片材裁成一定尺寸加热软化，借助片材两面的气压差或机械压力，使其变形后覆贴在特定的模具轮廓面上，经过冷却定型，并切边修整。 真空吸塑成型这种成型方法是依靠真空力使片材拉伸变形。真空力容易实现、掌握与控制，因此简单真空成型是出现最早，也是目前应用最广的一种热成型方法。 图2-11 基本本原理示示意图 二、无无模成型型 真空无无模成型型过程如如图2-2所示示，将片片材加热热到所需需温度后后，置于于夹持环环上，用用压环压压紧，打打开真空空泵阀门门抽真空空，通过过光电管管控制真真空阀调调节真空空度，直直到片材材达到所所需的成

9、成型深度度为止。由由于自由由真空成成型法中中制件不不接触任任何模具具表面，制制件表面面光泽度度高，不不带任何何瑕疵。如如果塑料料本自身身是透明明的，制制件可以以具有最最小的光光吸收率率和透明明性，故故可用于于制造飞飞机部件件如仪器器罩和天天窗等。 真空无模成型法在成型过程中只能改变制件的拉伸程度和外廓形状，因此不能成型外型复杂的制件。另外，成型过程中，随着拉伸程度的增大，最大变形区（即片材中心）的厚度不断减小，因此实际生产中拉伸比（H/D）一般应小于75%。 在运用此法进行加工时，操作员必须有熟练的技巧，调节好真空度，以得到符合设计要求的轮廓和尺寸一致的产品。 图22-2 无模真真空吸塑塑成型

10、装装置 图22-3 无模真真空吸塑塑成型壁壁厚分布布表2-11 不同同模具所所允许的的拉伸比比 成型型模单阳模单阴模用柱塞协协助成型型 允许许牵伸比比0.5511 三、阳阳模（凸凸模）和和阴模（凹凹模）成成型 对于于真空吸吸塑成型型，受热热的材料料仅有一一面与成成型工具具相接触触。这样样，材料料与模具具相接的的面就具具有与成成型模具具完全相相同表面面轮廓。而而成型制制件的未未接触面面的轮廓廓和尺寸寸就只有有取决于于材料的的厚度。根根据成型型材料与与成型模模具的接接触面的的不同，成成型过程程可分为为阳模和和阴模成成型。 1.真空吸吸塑阳模模成型工工艺过程程如（图图2-44）所示示。 本法对对于制

11、造造壁厚和和深度较较大的制制品比较较有利。 制品的主要特点是：与真空阴模成型法一样，模腔壁贴合的一面质量较高，结构上也比较鲜明细致。壁厚的最大部位在阳模的顶部，而最薄部位在阳模侧面与底面的交界区，该部位也是最后成型的部位，制品侧面常会出现牵伸和冷却的条纹，造成条纹的原因在于片材各部分贴合模面的时候有先后之分。先与模面接触的部分先被模具冷却，而在后继的相关过程中，其牵伸行为较未冷却的部位弱。这种条纹通常在接近模面顶部的侧面处最高。 图2-4 阳阳模成型型2.真空空吸塑阴阴模成型型工艺过过程如图图（图22-5）所所示。 真空空阴模成型法法生产的的制品与与模腔壁壁贴合的的一面质质量较高高，结构构上也

12、比比较鲜明明细致，壁壁厚的最最大部位位在模腔腔底部，最最薄部位位在模腔腔侧面与与底面的的交界处处，而且且随模腔腔深度的的增大制制品底部部转角处处的壁就就变得更更薄。因因此真空空阴模成成型法不不适于生生产深度度很大的的制品。 图22-5 阴模成成型 对于于阳模成成型，制制件的内内尺寸是是很精确确的，因因为它是是与真空空吸塑成成型工具具相接的的一面。相相反，对对于阴模模成型，制制品的外外尺寸是是很精确确的，因因为其外外部与真真空吸塑塑成型模模具相接接触如（图图2-66）。图 2-6a 阳模成成型（简简图）和和b 阴阴模成型型（简图图） 11-厚部部位；22-薄部部位；33-成品品的内尺尺寸；44-

13、外尺尺寸 对对于阳模模成型，制制件的内内尺寸是是很精确确的，因因为它是是与真空空吸塑成成型工具具相接的的一面。相相反，对对于阴模模成型，制制品的外外尺寸是是很精确确的，因因为其外外部与真真空吸塑塑成型模模具相接接触如（图图2-66）。图 2-6a 阳模成成型（简简图）和和b 阴阴模成型型（简图图） 11-厚部部位；22-薄部部位；33-成品品的内尺尺寸；44-外尺尺寸 对于于阳模制制件我们们必须注注意如下下问题： 在使使用高的的角式模模具进行行加工时时，特别别是当模模具与夹夹持框架架间的距距离很大大时，容容易产生生皱褶（图图2-77) 在角角落处容容易产生生冷却条条纹（图图2-77)； 在凸凸

14、缘处壁壁厚不均均匀（图图2-77)； 由于于侧壁斜斜度不够够而使脱脱模困难难； 在成成型区（夹夹持模框框）多腔腔模具的的嵌件和和下夹持持器之间间会产生生小的缝缝隙； 阳模模成型模模具通常常比阴模模价格低低廉。图2-77 阳模模制件中中的缺陷陷及其典典型特征征（简图图） 1-冷却痕痕迹；22-皱褶褶；3-薄部位位；4-厚部位位 对于于阴模制制件我们们必须注注意其（图图2-88) ：厚的边边缘；均均匀的边边缘厚度度；薄的的角隅；单阴模模有很好好的脱模模性；阴阴模模具具通常比比阳模价价格高。 但是，对对于每一一种情况况之中的的不利影影响都可可以通过过采用适适当的加加工方法法来降低低。图2-88 阴模

15、模制件的的典型特特征1-均匀的的边缘；2-薄薄的角隅隅 四、机机器基本本装置 11夹紧紧设备 塑塑料片材材成型时时，片材材被固定定在夹紧紧装置上上。在真真空吸塑塑成型的的通用型型机和复复合型的的热成型型机上多多采用便便于固定定各种尺尺寸片材材的夹紧紧装置。有有的是整整个成型型机配一一套夹紧紧框架。 夹夹紧装置置可分为为两类：一类是是框架式式，另一一类是分分瓣式。框框架式夹夹紧装置置由上、下下两个框框架组成成。片材材夹在两两个框架架之间。框框架打开开时，下下框架一一般保持持固定状状态。各各种类型型单工位位成型机机上框架架的下部部直接固固定在成成型室上上。用手手装型坯坯和成品品取出的的手动和和半自

16、动动成型机机上，当当框架尺尺寸很大大时，都都装有在在框架打打开范围围内的安安全操作作装置。对对成型滑滑移性较较大的型型坯，要要求夹紧紧力能在在比较宽宽的范围围内调节节，为此此，采用用两个包包胶辊，用用弹簧相相互压紧紧，并配配有压力力调节装装置。连连续拉片片成型机机的夹紧紧是两边边拉链与与前后闸闸的共同同作用。 夹夹紧装置置最好采采用自动动控制，以以期动作作迅速，可可有助于于提高制制件质量量和效率率。 2加加热设备备 热塑性性塑料片片材和薄薄膜的真真空吸塑塑成型过过程，主主要工序序之一就就是片材材加热，让让片材软软化成可可塑性的的设备。电电加热的的持续时时间和质质量取决决于加热热器的结结构，辐辐

17、射表面面后温度度传热的的热惯性性，片材材与加热热器间的的距离，辐辐射能吸吸收系数数，加热热器表面面的特性性以及材材料的热热物理性性能。常常用的加加热器有有电加热热器、晶晶体辐射射器和红红外线加加热器。 3真真空设备备 真空系系统由真真空泵、储储气罐、阀阀门、管管路以及及真空表表等组成成，在真真空成型型中常采采用单独独机型真真空泵，此此种泵的的真空度度应达到到0.00700.099 Mppa（5520mmmHgg）以上上。储气气罐一般般是用薄薄钢板焊焊接的圆圆柱形箱箱体，底底是椭圆圆形的。蓄蓄气罐的的容量至至少应比比最大成成型室的的容量大大一半。真真空管路路上，必必须装有有适当的的阀门，以以控制

18、真真空窄容容量。 真空泵泵的转动动功率由由成型设设备的大大小和成成型速度度决定，较较大或成成型速度度较快的的设备常常用大至至244KW的的。真空空中央系系统的大大小视工工厂具体体生产和和发展的的要求而而定。 4压压缩空气气设备 气动动系统可可由成型型机自身身带有压压缩机、储储气罐、车车间主管管路集、阀阀门等组组成。成成型机需需要压力力为0.600.7MMPa的的压缩空空气,各各种真空空吸塑成成型机广广泛采用用活塞式式空气压压缩机。也也可以用用大型的的螺旋式式空气压压缩机整整厂供给给。压缩缩空气除除大量应应于成型型外，还还有当一一部分用用于脱模模、初制制品的外外冷却和和操纵模模具框架架和运转转片

19、材等等机件动动作的动动力。 55冷却却设备 为为了提高高生产效效率，真真空吸塑塑成型制制品脱模模前常需需进行冷冷却。理理想的情情况是制制件与模模具接触触的内表表面和外外表面都都冷却，而而且最好好采用内内装冷却却盘管的的模具。对对于非金金属模具具，如木木材、石石膏、玻玻璃纤维维增强塑塑料、环环氧树脂脂等模具具，因无无法用水水冷，可可改用风风冷，并并可另加加水雾来来冷却真真空吸塑塑成型制制件的外外表面。 生生产中若若采用自自然冷却却可以获获得退火火制件，有有利于提提高制件件的耐冲冲击性。用用水冷却却虽然生生产效率率高，但但制件内内应力较较大。 6脱模设设备 脱模模是将制制品移出出模外，通通常无论论

20、是凹模模还是凸凸模，多多数场合合是由于于制品冷冷却收缩缩而贴紧紧模具，所所以通过过真空吸吸引孔或或向相反反方向吹吹风使之之脱模。 尤尤其对于于脱模斜斜度小的的或有凹凹模的模模具，同同时使用用脱模机机构顶撞撞或震荡荡脱模。 77控制制设备 控控制系统统一般包包括对真真空吸塑塑成型成成型、整整饰等过过程中包包括仪器器、仪表表、管道道、阀门门各个参参数和动动作进行行控制。控控制方式式有手动动、电气气-机械械自动控控制、电电脑控制制等，具具体选用用要根据据最初投投资人工工费、技技术要求求、原料料费用、生生产和维维修设备备费用等等因素综综合考虑虑。 五、有有效成型型压力 除除了成型型温度、模模具温度度和

21、牵伸伸作用的的影响外外，真空空吸塑成成型制件件的成型型精度还还主要依依赖于热热制件与与模具之之间的有有效接触触压力。? 模具具在预牵牵伸的过过程中会会产生一一定的接接触压力力（图22-9aa ）。而而制品成成型时，若若在接触触处抽真真空或者者使用柱柱塞的机机械压力力，又就就会产生生一定的的成型压压力。这这也就是是说接触触处的有有效压力力是牵伸伸产生的的接触压压力和由由真空或或柱塞的的机械压压力产生生的成型型压力之之和。对对于其他他的区域域，成型型材料在在预成型型之后未未与模具具相接触触，有的的甚至阻阻碍牵伸伸。这些些区域其其有效接接触压力力等于成成型压力力和成型型材料成成型时产产生的反反向压力

22、力之差（图图2-99）。 图22-9 由材料料的成型型压力和和反向压压力之和和得出有有效成型型压力的的简图 aa 和bb 阳模模；c 和d 阴模 (+）模模具面积积，在该该面积区区域材料料的有效效成型压压力因接接触压力力而增加加；（-）模具具面积，在在该面积积区域有有效成型型压力因因成型材材料的反反向压力力而降低低 对于于模压成成型（阳阳模）通通常的成成型压力力：大面面积模制制件0.2 0.3MPPa ( 2 3bbar ) ；小的制制件高达达0.77MPaa ( 7baar ）。? 对于于真空成成型，成成型压力力较低，且且主要取取决于的的大气压压力。? 在海海拔高度度为。时时，当使使用高质质

23、量的真真空泵时时，模塑塑压力可可达到约约0.OO98MMPa ( 00 . 98bbar ）。? 由于于真空产产生的压压力等于于成型材材料一侧侧所受到到的大气气压与另另一侧产产生的真真空的压压差，所所以接触触压力就就取决于于空气压压力和密密封度。因因此，即即使使用用最好的的真空泵泵，随海海拔高度度的增大大，成型型压力也也会不断断降低（图图2-110）。 图图2-110 成成型机器器的海拔拔高度对对真空成成型中的的空气压压力的影影响 六、成成型面积积、切入入面积、夹夹持边缘缘 夹持持框表面面内部宽宽度大小小范围区区域的面面积被称称为成型型面积（图图2-111）。切切人面积积就是指指在成型型过程中

24、中发生牵牵伸的区区域的面面积。它它依赖于于制件的的规格，而而与夹持持边缘是是否需要要加热无无关。? 应用用如下：成型材材料未受受热的区区域（如如未受热热的夹持持边缘）不不收缩，而而成型的的部分则则在成型型后收缩缩；但是是不同收收缩的区区域会造造成模塑塑物的变变形。 对于实实际应用用的意义义：若制制件的夹夹持边缘缘在脱模模后立即即就被切切断，那那么它就就不必进进行加热热；若夹夹持边缘缘留在制制件上（无无修边成成型过程程），夹夹持边就就必须加加热到材材料的TTg以上上。 图22-111 成型型面积和和切人面面积 aa 对于于阳模成成型，成成型面积积等于切切人面积积； b 在阳模模成型中中由于附附加

25、的保保护物的的作用而而使切人人面积减减小； cc 在阴阴模成型型中规定定的加工工切人面面积 L B-成型区区域；LLl B11-切人人面积；?-夹夹持边缘缘； E-阳模成成型中牵牵伸起始始处（壁壁厚发生生变化） 图22-122 矩形形盒用料料制品简简图（右右边为裁裁边后的的成品图图） ABB-模具具底面，CC-高度度，L11和L22-模具具延伸到到片坯边边缘的长长度，DD-夹持持边缘 七七、废料料（边料料）面积积和废料料比率 掌掌握废料料分寸，对对成本核核算有着着重要意意义。成成型制品品四周的的切边余余量是没没有精确确数据的的，因为为它会由由拉伸情情况影响响。我们们利用以以下着个个案例来来分析

26、： 例：计计算成型型矩形盒盒(如图图2-112)高高2000mm ，模具具底面积积（4330x9950) mmm2，制制品在模模具底平平面四周周延伸110mmm边位剪剪切（即即产品尺尺寸4440x9960mmm2），若若用料片片坯面积积（6110x112000) mmm2 ，夹持持边缘四四边各220mmm，求此此种情况况时的废废料比。片材的废废料由夹夹持边缘缘面积和和经成型型拉伸裁裁出制品品后的片片坯面积积组成，最最主要是是计算经经过拉伸伸后，出出制品后后还剩余余多少份份量的边边料。 注：裁边面面积制品的的剪口面面积 根据据此公式式计算： 成型/型腔面面积= (6610-20xx2)(1200

27、0-220x22)/(4430xx9500+4330x2200xx2+9950xx2000x2)+ (6110-220x22)(112000-200x2)- 4430xx9500 = 6661220/1117447200 = 0.0056 废废料面积积= 00.0556x(6110-220x22)(112000-200x2)-4440x9960+6610xx12000-(6100-200x2)(12200-20xx2)= 11423353.2 mmm2 废废料比率率 = 14223533.2/(6110x112000) = 0.1944或199.4 八、排排气面、排排气孔、排排气槽、槽槽口 在

28、真真空吸塑塑成型加加工过程程中，为为了除去去塑料材材料与模模具之间间所存留留的气体体，模具具必须是是能排气气的或有有足够的的排气孔孔或排气气槽；这这可以使使空气通通过抽气气装置（或或转移）快快速的除除去。具具体的设设计将在在模具设设计章节节详细介介绍。 九、脱脱模斜度度 对于阳阳模成型型，制品品会收缩缩而紧贴贴在模具具上，而而对于单单腔阴模模成型，制制品收缩缩后可以以脱离模模具表面面。为了了能够脱脱模，模模具侧面面必须具具有一定定的倾斜斜度。在在脱模方方向上，模模具侧面面的倾角角被称为为脱模斜斜度（见见图2-13）。脱脱模斜度度应该取取得尽可可能大。脱脱模斜度度越大，脱脱模越快快，成型型周期越

29、越短，而而且在脱脱模的过过程中制制品变形形的可能能性小。单单阳模和和单阴模模的脱模模斜度一一般为：a=33o55o ；对于收收缩率0.55的和和慢速脱脱模a 00.500 。 图22-133 脱模模斜度 aa单阳模模； bb 单阴阴模 十、成成型比和和牵引比比 成型比比（图22-144）是指指制品的的最大抽抽拔深度度H 与与成型面面B 之之比，或或与成型型面直径径D 之之比。成成型比并并不能准准确反映映出牵伸伸比。成成型比可可根据图图2-114 得得到。 成型型面积：L B ，当LL B （长长方形模模制品） 成型比比：H ：B （长方方形）或或H ：D （圆圆形模制制品） 牵伸比比是指模模件

30、修边边前的表表面（不不含夹持持边），与与成型面面积之比比，其结结果根据据图2-15。 牵伸比比S = F2/F1 式中中F1 不含含夹持边边的最初初成型材材料面积积； FF2 制品品的模塑塑面积 测测定实际际牵伸比比的技巧巧：对于于几何形形状非常常复杂的的模制品品，牵伸伸比可以以在最大大牵伸处处用一个个软尺很很容易地地进行测测定（见见图2-16 ）。宽宽度B 方向的的牵伸比比 = 卷尺测测量尺寸寸宽度度B 图22-144 成型型比 aa 和bb 不同同几何体体的成型型比H ：B ; cc 圆形形几何体体的成型型比 图22-155 用于于计算壁壁厚的制制件尺寸寸 图22-166 某塑塑件宽度度B

31、 方方向的牵牵伸比 11 -软软尺测量量 成型型的牵伸伸比不宜宜过大，实实际生产产中选用用牵伸比比时不超超过1/3为宜宜，否则则转角、底底部的部部位将急急剧变薄薄，甚至至成型不不了。 成成型时，造造成制品品厚薄不不均的主主要原因因是片材材各部分分所受的的拉伸情情况不同同，一般般来说，阳阳模成型型时，易易造成顶顶部过厚厚，两侧侧逐渐变变薄；阴阴模成型型时，口口径部位位过厚两两侧延至至底部变变薄，特特别侧面面与底部部的转角角部位最最薄。 牵伸比比应控制制在一个个极限范范围内。如如果采用用单阴模模成型时时牵伸比比通常不不超过00.5；采用单单阳模成成型时拉拉伸比可可以适当当增大，如如果采取取柱塞协协

32、助成型型，牵伸伸比可以以更大些些。 十一一、壁厚厚计算、吸吸塑成型型制件 当当未成型型材料的的厚度已已知时，我我们可以以粗略地地估计出出吸塑成成型制件件的厚度度。由于于制件的的设计壁壁厚和最最终成型型壁厚的的不规则则分布，最最终的计计算结果果要考虑虑30的壁厚厚分布。对对于这种种计算，必必须假定定材料的的体积在在整个成成型的过过程中保保持不变变。 因而而有如下下成立：V1 = VV2 这样：F1s1 = FF2s2 从从而： s2 = FF1/FF2s1 式式中 VVl 不含含夹持边边缘的材材料体积积； V22 热成成型制件件的体积积； F11 不含含夹持边边缘的材材料面积积； F22 制件件

33、表面积积； ss1 原材材料厚度度； ss2 制件件壁厚。 壁壁厚计算算示例：1 长方形成成型制件件的壁厚厚的确定定 根据据图3-21，有有如下尺尺寸： a=8800mmm, b=5500mmm, c=4400mmm, L=8880mmm, B=5580mmm用这这些数据据计算面面积和面面积比得得： FF1 = L B = 55104400mmm2FF2 = L B + 22bc + 22ac = 1155004000 mmm2F11/F22 = 0.332933? FF2/FF1 = 3.03667对于于原材料料厚度ss1=44mm, 且厚厚度均匀匀分布的的成型制制件，其其壁厚： s22 =

34、 F1/F2s1 = 00.32292XX4mmm = 1.332mmm 由于于成型制制件的壁壁厚的波波动不均均一，实实际上制制品的厚厚度分布布在0.911.7mmm之间间 s22actt = s230% = 1.33mm0.44mm 0.911.7mmm若制件件壁厚指指定，所所需材料料的厚度度确定根据图33-211中所示示的制件件的平均均厚度为为s2 = 22mm,那么所所需原材材料的厚厚度应该该是多少少？ 如如下是材材料厚度度的计算算结果： s11 = F1/F2s2 = 33.03376XX2mmm = 6.0075mmm由于于制件壁壁厚分布布不规则则，所选选材料的的厚度应应比计算算值增

35、加加30%： ss1acct = 6.0755+300% 8mmm十二二、吸塑塑成型制制件的收收缩和变变形 在在片材章章节我们们已经介介绍过材材料的缩缩水问题题，在这这里我们们将借助助吸塑成成型制件件进行解解说。 1收收缩 在在冷却阶阶段成型型模具和和施加真真空，避避免模塑塑件的尺尺寸发生生变化，然然而一旦旦脱模，制制件就会会发生尺尺寸变化化，且随随时间的的增大变变化就越越大。 这些尺尺寸变化化就是所所谓的收收缩，它它包括加加工过程程的中的的收缩和和后收缩缩。 影影响收缩缩情况的的还与成成型模具具结构有有关，在在成型过过程中阳阳模比阴阴模收缩缩小，如如图2-17： 图2-17 左为阳阳模成型型

36、和右为为阴模成成型的制制品缩水水情况 2变形形 变形形就是制制品的形形状偏离离原先形形状的设设计。如如在圆形形模具上上成型的的制件变变成了椭椭圆形。与与模具水水平面相相接的模模塑件的的成型表表面，在在脱模成成为三维维尺寸的的制品时时，往往往会发生生变形，如如发生扭扭曲或者者翘曲。 收缩和和变形的的原因密密不可分分的，两两者都与与以下因因素有关关：片材材原料、片片材生产产条件、成成型中的的牵伸量量、冷却却速度、脱脱模温度度。十三、痕痕迹、冷冷却痕迹迹、条纹纹、皱褶褶 痕迹迹（图22-188）、冷冷却痕迹迹（图22-199）、条条纹和开开裂（图图2-220）都都是制品品中常见见的缺陷陷，但是是可以

37、通通过相应应的措施施来避免免，将在在后面的的章节里里详尽讲讲解。图2-118 透透明制品品上的排排气孔痕痕迹图2-119 aa 阳模模制品上上的冷却却痕迹和和b 图图3-118a 的A - AA 断面面图2-220条纹纹和开裂裂 a 阳模制制品上的的条纹；b 阳阳模制品品上的开开裂 第三章 片材的的成型特特性 本章将将就吸塑塑成型常常用片材材的性能能进行介介绍，成成型的成成败和质质量与片片材的特特性有着着重要关关系。 用于于成型加加工的无无论单层层或多层层复合片片材，都都必须具具备以下下性能： 一一、塑性性记忆，即即当拉伸伸软化的的片材时时，既有有紧缩反反抗拉力力的倾向向，又有有尽可能能均匀拉

38、拉伸的倾倾向。这这一特性性可以使使己经成成型的制制品如果果重新加加热到原原来的成成型温度度，它会会回复到到原来平平片形状状。这特特性对成成型过程程的拉伸伸有着重重要影响响。 二、热热拉伸，即即片材在在加热时时均可以以拉伸，这这一特性性对于产产品的形形状和质质量有很很大影响响。有些些可以拉拉伸155220，而而有些甚甚至可以以拉伸至至50006600。 三、热热强度，即即加热软软化的片片材只要要稍受压压力，就就会在模模具上形形成清晰晰的轮廓廓。反之之，如果果需要太太大的压压力才能能成型，而而真空吸吸塑成型型所提供供倾压力力差有限限，对某某些细微微的花纹纹就很难难显示出出来。 四、成成型温度度，即

39、成成型片材材需具备备适宜一一定的加加工温度度范围。既既在其受受热软化化温度，容容易成型型，又与与其熔融融温度有有一定距距离，成成型温度度范围较较宽；不不能只在在较小的的某一特特定温度度范围内内成型，温温度偏高高或偏低低时，成成型容易易撕裂、熔熔塌等现现象。 为了更更加深入入了解吸吸塑成型型用片材材的特性性，我们们将从以以下几个个方面去去分析。 一、热塑性塑料化学组成和结构 热塑性塑料是由分子链长度达到10-3mm 的大分子（聚合物）组成的。这些大分子可以是线性的，比如说HDPE ，也可以是支化的，如LDPE 。大分子完全无序排列（如图3-1a ) ，我们称之为无定形热塑性塑料。均匀结构的大分子

40、，比如线型聚乙烯或聚甲醛，能形成部分的规则排列，大分子按一定规则部分结晶，我们称之为部分结晶热塑性塑料（如图3-lb ）。图3-11 热塑塑性塑料料结构示示意a 无定形形的；bb 部分分结晶的的 无无定形和和部分结结晶热塑塑性塑料料的区别别? 无无定形热热塑性塑塑料由于于其不对对称结构构或大侧侧基，是是不结晶晶的，在在不进行行改性和和着色的的情况下下均是透透明的。无无定形热热塑性塑塑料的使使用温度度应低于于其玻璃璃化转变变温度爪爪，见图图3-22a 。部部分结晶晶塑料含含有分子子链规则则排列的的区域，称称之为结结晶区。因因为结晶晶作用，部部分结晶晶的热塑塑性塑料料通常是是不透明明的，并并且透明

41、明度会随随着结晶晶度的增增加而减减小。部部分结晶晶热塑性性塑料的的使用温温度在几几和熔点点Tm 之间。如如果HDDPE 的片材材被加热热到晶体体熔点以以上，晶晶体将会会熔融，片片材将会会全部变变成无定定形，进进而透明明起来。在在冷却过过程中，晶晶体会再再次形成成。对于于许多部部分结晶晶的热塑塑性塑料料而言，结结晶作用用可以通通过将成成型的片片材和模模塑制品品快速冷冷却而得得到抑制制，最终终得到透透明的制制品（如如PETT 瓶，透透明的PPET 片材和和透明的的无规聚聚丙烯片片材）。图图3-22 说明明了无定定形和部部分结晶晶热塑性性塑料与与温度相相关的行行为，表表3-11 为重重要的无无定形和

42、和部分结结晶热塑塑性塑料料。表3-11 重要要的无定定形和部部分结晶晶热塑性性塑料无定形热热塑性塑塑料部分结晶晶热塑性性塑料聚氯乙烯烯（PVVC-UU 和PPVC-P )高密度聚聚乙烯（HHDPEE )苯乙烯聚聚合物（PPS/SSB/SSAN/ABSS/ASSA )低密度聚聚乙烯（LLDPEE )聚甲基丙丙烯酸甲甲醋（PPMMAA )聚丙烯（PPP )聚碳酸醋醋（PCC )聚酰胺（PPA6/PA666/PPalll/PAA12 )聚苯醚（PPPE )聚甲醛（PPOM )纤维素衍衍生物（CCA 、CCAB 、CPP )线型聚酷酷（PEET 、PPBT )无定形聚聚酞胺（PPA6 一3 一T )聚

43、苯硫醚醚（PPPS )聚矾（PPUS )聚醚矾（PPES )图3-22 热塑塑性塑料料状态区区示意图图a 无无定形的的；b 部分结结晶的 122-工作作温度；233-软化化区（玻玻璃化转转变温度度Tg）; 34-成成型温度度区；111112-无无定形部部分的软软化区（TTg）; 122133-工作作温度区区；133144-结晶晶区的熔熔程（晶晶体熔融融温度TTm ) ; 1415-成型温温度区；E-弹弹性模量量，-强度度；-热变变形率表3-44 APPET片片材的技技术指标标指 标 项 目目指标密度，gg/cmm31.3881.42机械性拉伸强度度，MPPa断裂裂伸长率率，%582880光学性

44、透明度，%雾度，%905.00热特性适用温度度，oCC成型温温度，ooC-4075775885透气性水分透过过率，gg/(ccm224mm)氧氮透透过率，mmL/（mm224hhMPaa）0.21120 透透明的热热塑性塑塑料是无无定形的的，但并并非所有有无定形形的热塑塑性塑料料都是透透明的，比比如说进进行了着着色和改改性的无无定形塑塑料就是是如此。由由于分子子链部分分有序排排列，部部分结晶晶热塑性性塑料不不再透明明，根据据结晶度度不同，其其透明程程度也会会不同。无无定形和和部分结结晶的热热塑性塑塑料有一一个最高高的工作作温度范范围，后后面将会会介绍。在在低于玻玻璃化转转变温度度Tg时时（以前前称之为为软化温温度），热热塑性塑塑料通常常是非常常脆（比比如普通通聚苯乙乙烯PSS ) ，热塑塑性塑料料的刚性性（模量量E ）和和强度（