真空反吸成型

所謂真空反吸成型，是將塑膠片材加熱到粘彈狀態，再通過真空吸引，與模具表面貼合，冷卻後獲得所求形狀的成型方法。真空反吸成型過程為：將塑膠板材加熱到一定溫度，然後將模具內抽真空，通過模具上的小孔形成負壓，板材在大氣的壓力下，貼在模具外壁，冷卻後成型。

基本介紹

• 中文名：真空反吸成型
• 外文名：Vacuum plastic molding
• 又稱：真空吸塑成型
• 領域：塑膠加工

簡介

吸塑成型實質是在片材被加熱（一般為輻射式加熱）變軟狀態下進行拉伸變形的行為，這樣張力與伸長就存在一定的關係，研究和掌握這一關係是吸塑成型技術的關鍵所在。

真空吸塑機組由上下加熱器、溫控器、承料板、壓料框、真空泵、真空腔、模具溫度控制機、冷卻裝置等組成，其中溫度調節有手動（電位器）和自動（PLC）兩種方法。配置電腦後，可更方便調試參數，並將各種參數儲存。當生產任何一種型號的零件時，只需將參數調出即可。

注意到加熱的溫度以原料熔融溫度（一次成型）的最低範圍為上限。這樣使原料分子既能自由流動，又不改變一次加工成型所賦予的形態。其次，不僅外觀上留下了吸塑前的形態殘餘，且材料本身內部也存在其殘餘。這樣吸塑時的形變由於是材料分子的熱運動（鏈段運動），所以變形時所需能量的一部分被儲積在原料內部，當把成型品（一次成型後的片材如PVC，ABS，PP等），再加熱時又會恢復到原來的形態，而表現出還原力，像這樣被凍結而又被還原的力是吸塑成型品所存在的一個特徵。

真空吸塑成型工序

以下具體對於ABS樹脂的真空吸塑成型進行分析。

（1）夾持

壓料框將ABS板固定在承料板上，保證在吹泡時板材邊緣不漏氣，壓料框的長寬尺寸根據板材尺寸決定，類型有：

①平壓，整個壓料框由厚20mm的鋼板組裝而成，特點是底部平面度及平面強度要高。缺點是需用銑、刨等加工設備再加工，製作成本高，當承料板彎曲變形後，無法均勻壓到板材上。

②點壓，象梳子形狀一樣，將板材壓住，可用無數螺釘固定在角鋼上形成一個方框，螺釘間距約50mm，壓板部位最好是帶尖狀，或用氣缸推動連桿機構，就象雙手彈鋼琴一樣將板材壓緊，分成數組，結構簡單，並能彌補平壓的缺點。

（2）加熱

①加熱方式

有紅外線加熱、電阻絲加熱等，目前先進的加熱是採用日本淺野公司的專利產品金屬加熱瓦，加熱時間極短，從常溫升到500℃ ，只需10s，所以調試比其他加熱瓦方便。加熱時，一般採用上、下同時加熱，目的是使材料上、下表面受熱均勻。加熱溫度的調節主要根據零件的形狀、厚薄來決定，當溫度調節的效果不明顯時，還可採用其他辦法，如在壓料框邊緣貼上鋁箔，將熱量反射到板材需加熱的位置上。加熱單元（紅外線發熱瓦）越小越好，每片發熱瓦採用單獨控制，溫度控制精確。

②加熱溫度

ABS板從軟化到成型溫度為127℃ ～ 180℃，其隨真空度和製品形狀而變化，用快速真空成型低牽伸製品時，成型溫度在140℃左右，深度較大的牽伸製品溫度約為150℃ ，只有較為複雜的製品才取上限成型溫度170℃。另外，發熱瓦易受電壓的波動而造成溫度波動，需配置穩壓電源，確保溫度恆定。

③加熱時間

板材越厚，加熱時間越長，但加熱時間要與加熱溫度對應，溫度低,加熱時間長；溫度高，加熱時間短。不能單純理解為靠提高加熱溫度來縮短加熱時間，提高生產效率。因為材料加熱溫度有一定範圍，另一方面，加熱時間長一點，對材料受熱均勻有好處，這一點對板厚度大於3mm以上的厚板，尤其是有輕微受潮的板材極為有效。

（3）成型

將加熱軟化的板材經吹泡進行拉伸，再置於吸塑模具上，板料與模具間形成密封，通過模具上的真空孔抽真空，形成負壓，板材被貼合在模具表面。

①吹泡：壓縮空氣經真空腔吹出，將受熱後的板材象吹氣球一樣，將材料均勻拉伸，吹泡高度一般為模具高度的2/3。

②輔助成型：有的製品形狀複雜，所以需配置輔助壓料框，對板材進行預成型。

③真空度：通常真空度控制在0.1MPa以上，為在很短時間內將模內空氣抽掉，需配置較大容積的真空罐。

④真空孔：一般直徑為0.5～1.2mm，真空孔大小和數量與板材厚度有關，板厚在1.5mm以下時選直徑0.5～0.8mm，板厚在3mm以上選直徑1.2mm。孔徑太大，吸塑後有真空孔痕跡，影響外觀。真空孔數量越多，成型越容易。

⑤抽真空時間視製件大小和板厚度而定，厚度為1.5mm時可控制時間為10s，厚度不小於3mm時，時間要25s左右，時間長，材料定型好。在生產時，抽真空可與冷卻同時進行。

⑥模具溫度：通過模具溫度控制機來控制，寬深比較小的部件如冰櫃門膽，模具溫度可控制在40～ 50℃ ；寬深比較大的部件如冷櫃內箱，溫度在80～ 90℃ ，特別是方形部件，如果四角處發皺，說明材料接觸模具後冷卻過快，須提高模具溫度，但最高不得超過95℃ 。

（4）冷卻脫模

板材定型後通過離心風機對工件進行冷卻，因為板材冷卻收縮，將模具包住引起脫模困難，此時將壓縮空氣通過模具真空孔進行反吹，使零件與模具分離，有時還可在模具表面噴脫模劑幫助脫模。

成型方法及成型影響因素

成型方法有凸模成型和凹模成型兩種。

凹模優點：內表面（A面）未與模具接觸，所以該表面光潔，適用於冰櫃、冷櫃的箱膽等用內表面作使用面的部件；另外，在保證內表面尺寸的前提下，板材厚度可減小，從而節約材料，成型也容易。缺點：模具尺寸參數不易掌握，模具內部尺寸擴大容易，縮小困難，吸塑時還需配置輔助成型工裝。

凸模優點：模具尺寸縮小容易，B面光潔，適用要求B面露在外面的零件。缺點：材料厚度比凹模成型要厚，材料拉伸大，A面粗糙，而冷櫃冰櫃內膽，或浴缸等要求A面光潔。

成型製品缺陷及對策

（1）製品表面起泡點：材料受潮，需在100℃溫度下對其加熱約5h。

（2）製品表面起網點：材料加熱溫度過高，或材料拉伸太大。

（3）製品厚薄不均：加熱溫度不均勻或吹泡不夠，材料局部拉伸太大。

（4）製品成型不良：

①真空度不夠，材料與模具間未密封而漏氣,材料不能很好貼在模具上；

②模具設計製造問題，如結構不合理，特別是死角部位真空孔堵塞或數量不夠或孔徑太小。

（5）製品局部起皺：特別是在死角處最為明顯，可能是該部位模具溫度低。解決辦法是將模具溫度提高或在死角處增加真空孔。

（6）製品局部起筋條：主要出現在台階部位，吹泡太高，或該部位加熱溫度高，可用輔助壓料框將筋條部位進行預定位，避免吹泡過大。