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第10章其它塑料容器结构与成型工艺.ppt

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10 其它 塑料容器 结构 成型 工艺
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第10章 其它塑料容器结构与成型工艺,10.1 热成型容器热成型是利用热塑性塑料片材作为原料来制造立体塑料制品,对热塑性片材进行加热软化到近熔融状态,借助片材两面的压力差使其贴覆在模具型面上,制得与模面相仿的形样,冷却后定型,形成制品。杯、盘、碗、盒、桶,泡罩包装、快餐具、饮料杯、小日用品,冰箱内衬、仪表外壳、广告牌。特点:生产工艺简单,设备造价低,生产率高,成本低,合格率高,几何尺寸和形状要求不高。三种方法:真空吸塑、压缩空气加压、机械拉伸。,10.1.1 真空热成型方法与工艺真空成型法:先将热塑性片材固定到成型模具上,再把片材加热,然后用真空泵把模具与塑料片材之间的空气抽走。依靠抽真空形成的压差使塑料片材紧贴模腔,冷却硬化后脱模,修饰余边,得到制品。方法:凹模真空成型、凸模真空成型、凹凸模先后真空成型、吹泡真空成型。,1. 真空热成型方法(1)凹模真空成型。如图3-76(2)凸模真空成型。如图3-77(3)凹凸模先后真空成型。如图3-78(4)吹泡真空成型。如图3-79,2. 真空热成型工艺PVC、PP、PE、PA、ABS、PC、PS,成型模具有金属模、石膏模、树腊模、电铸模等。加热方法:红外线辐射加热、烘箱热空气对流、电热板对流加热。,真空热成型优点:1. 制品的壁厚可以达到最薄(0.05mm);2. 制品尺寸范围大;直径可达2m3. 生产批量范围宽;4. 片材厚薄变更自由;5. 从设计到制出成品的周期短;6. 生产成本低;7. 制成品的强度高。,真空热成型缺点:1. 原材料壁厚不均匀时难以调整;2. 制品外表带有模具痕迹,手感不好;3. 难以制成结构复杂的制品;4. 制品尺寸精度低,成型深度有限;5. 难以制成带有锐角的制品;6. 制品需要修整,材料消耗大;7. 不能直接嵌入嵌件、穿孔。,10.1.2 真空热成型制品设计要点1. 几何形状 通常为口宽底窄、深度较小的矩形或圆锥台形制品;为了提高制品的刚度,常常还在各侧面上设置一些加强筋;制品的宽(径)深比控制在 1:1。2. 外观 制品与模具接触的表面比较粗糙,因此可有意将制品设计成仿皮革、仿桔皮的表面。将厂名、厂标、产品代码等信息制作到制品上。,3. 模壁斜度 一般为 1/60。仅用阴模时可取 1/120;使用阳模时,则不宜小于 1/20。4. 切槽 为加强制品的刚度和强度,以及减小制品底面与支撑面的接触面积,在制品的底部应当适当地设计一些切槽。5. 片材厚度 通常选用 0.1~0.8mm 厚的片材,同时还要考虑到制品的宽(径)深比。,切槽,6. 角部与大平面设计 制品边角处的半径设计的大一些----防止制品的边角处在成型时变得过薄。不宜小于片材的厚度在面积较大平面上设计一些加强结构----提高制品的刚度。而且,转角处的半径应取较大的值,或采用倒角。7. 边的修饰 真空成型时,片材的外周边是固定的,因此常常将它们设计成平面的。为了提高制品的刚度,也可以将制品的外周边设计成加强筋的形式。但这将加大模具的成本,降低生产效率。,8. 片材厚度的调整 (由生产厂家解决)9. 尺寸精度及热变形 大多数热塑性塑料的收缩率都较大---- PE 和 PP,在真空成型时欲将尺寸精度控制在 1mm 以内都是困难的。不要将尺寸精度定的过高。壁厚通常都很小,环境温度的变化极易导致制品的变形。尽量减少材料的延伸量和出现锐角;在储运过程中应防止制品过热。,10. 后插件 由于真空成型的特点,使得制品在成型过程中嵌入嵌件极为困难。通常这类制品不宜带有嵌件。若必须带有一些功能部件,则应设计成后插入的形式。,将粉状或糊状树脂加入模具型腔中,通过模具加热及沿两垂直轴的不断旋转,使树脂熔融成熔体并均匀贴附于型腔的整个面上,成型为所需的形状,待冷却凝固后,脱模制得塑料制品、中空制品。整个成型过程中,只受离心重力的作用。可制造小型塑料、大型中空制品,20000L以上,2m*2m*4m以上。球体直径不超过1.5m。,10.2 旋转成型塑料容器,旋转成型优点:(1)适合制造大型、特大型塑料制品;(2)适合生产复杂形状的完全中空制品;(3)适宜于多品种、小批量制品的生产;(4)生产设备简单,模塑费用低;(5)可成型双层结构的制品;(6)废料量少。,旋转成型的缺点:(1)不适应大批量生产;(2)成型周期较长,能耗较大;(3)尺寸精度差,制品内表面不能加工;(4)小型制品较其它成型方法在成本上无优势。,,10.2.1 旋转成型工艺由装料、加热旋转、冷却、脱模等几步组成。图3-80壁厚可通过加料量的增减进行调节,不需更换模具。旋转成型的成功与否,主要依赖于成型塑料的性质。要求:(1)能够制成粉末或液态状;(2)具有良好的热稳定性;(3)具有良好的流动性。常用塑料:PE、PP、PVC、PA、PC。,,10.2.2 旋转成型制品设计(不作要求),10.3 发泡塑料容器,泡沫塑料是以树脂为基础制成的内部含有大量小孔的塑料制品,又称微孔塑料或多孔塑料。几乎所有的塑料都可以制成泡沫塑料。目前常用的材料有聚胺脂、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯,等等。泡沫塑料的特点:1. 重量轻、比强高;2. 热传导率低;3. 防震性能极佳;4. 具有良好的隔音性。,泡沫塑料按其硬度可以分为:软质、硬质和半硬质三种;按孔洞结构可分为:开孔式(吸收声波、缓冲好)和闭孔式(低导热系数、低吸水率);按发泡倍率可分为:低发泡、中发泡和高发泡三种(参见教材 p.182表 3-27)。发泡方法:物理发泡、化学发泡、机械发泡。,10.3.1 泡沫塑料发泡方法及成型原理10.3.1.1 泡沫塑料的发泡方法1. 物理发泡法有三种工艺:(1)在加压下将惰性气体压入熔融的聚合物或糊状复合物中,然后降低压力、升高温度,使塑料中所溶解的气体膨胀而发泡。优点:气体发泡后不会在塑料中残留,不影响塑料的性能和使用。 缺点:需要较大的压力和复杂的高压设备。发泡聚乙烯、聚氯乙烯。,,(2)将低沸点液体压入聚合物中,或在一定的压力、温度下使液体溶入聚合物颗粒中。然后将聚合物加热软化,液体也随之蒸发气化而发泡。聚苯乙烯泡沫塑料,,2. 化学发泡方法有两种工艺:(1)发泡气体是由加入的热分解型发泡剂受热分解而产生的。PE、PVC(2)发泡组分之间相互作用产生发泡气体。聚胺酯泡沫塑料,,3. 机械发泡方法通过强烈的机械搅拌使空气卷入树脂乳液、悬浮液或溶液中成为均匀的泡沫体,然后再经过物理或化学变化其之凝固而成为泡沫塑料。聚醋酸乙烯、聚氯乙烯泡沫塑料,10.3.1.2 泡沫塑料成型原理 泡沫塑料制品成型大体可以分为 3 个阶段:气泡的形成、气泡的增长和泡沫的稳定。1. 气泡的形成 塑料中的发泡物质由于各种外部因素(如:温度的变化、组分之间的化学变化等)而使得塑料中的气量增加并从塑料中逸出,形成气泡。2. 气泡的增长 随着温度的增长,塑料中逸出的气体量增大,从而使得气泡变大。3. 气泡的稳定 通常采用两种方法来使气泡稳定:其一是在发泡材料中添加表面活性剂,使逸出的气体生成新的气泡,而不致已生成的气泡生长过大;其二是提高聚合物的熔体粘度,以防止气泡进一步扩大。,,10.3.2 聚苯乙烯泡沫塑料的生产工艺可发性聚苯乙烯(EPS)珠粒是在悬浮法 PS 珠粒中加入低沸点脂肪烃类发泡剂,在一定温度和压力下制成的可发性珠粒。然后经过以下工艺流程制成制品:,10.3.3 泡沫塑料包装制品结构设计1. 壁厚 尽量保持制品壁厚一致(参见教材 p.184图 3-84)。最薄部位发泡粒子必须有三粒以上并列。,,2. 边缘部位 由于制品的边缘通常都位于模具的分型面上,因此边缘处的壁厚不宜太薄,以免造成熔合不良,强度过低。3. 圆角 不可出现锐角,且圆角半径不宜太小。4. 形状 避免在开模方向的侧面设计有凹下的几何形状。5. 脱模斜度 制品至少应有 2 的脱模斜度。,,6. 分型面 (参见教材 p.185 图 3-86)。,,7. 充料口 相当于注射型的浇口。8. 蒸汽孔 为了向模腔中注入蒸汽,模具上常常需要设置许多直径为 1~8mm 的蒸汽孔,设计制品时应注意蒸汽孔在制品上留下的痕迹,以免影响制品的美观。9. 着色 发泡塑料制品通常为白色的,也可以通过着色来生成其它颜色的制品。但由于发泡塑料的着色范围很小、着色浓度有限,且着色工艺复杂,通常不着色。,思考题:P186页 : 3、4、、8、9、10、12、13、14、15、16、17、18、21,
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