發(fā)泡成型模具

發(fā)泡成型模具第1頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一泡沫塑料是以樹脂為基礎內部含有無數(shù)微小氣孔的塑料，又稱為多孔性塑料。采用不同的樹脂和發(fā)泡方法可制成性能各異的泡沫塑料。它具有質輕、防震、防潮、隔熱與吸音等優(yōu)點，在塑料工業(yè)中占有特殊的地位。泡沫塑料的發(fā)泡方法大致有三種：物理發(fā)泡法、化學發(fā)泡法、機械發(fā)泡法。三種發(fā)泡方法的共同點是：待發(fā)泡聚合物或復合物必須處于液態(tài)或粘度在一定范圍內的塑性狀態(tài)；泡孔的形成是依靠添加能產(chǎn)生泡沫結構的固體、液體或氣體發(fā)泡劑，或者幾種物質混合的發(fā)泡劑。針對某種聚合物，應根據(jù)其性質，選擇適宜的發(fā)泡法與發(fā)泡劑，才能制成合格的泡沫塑料。9．1概述第2頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一9．2可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料的生產(chǎn)過程可發(fā)性聚苯乙烯是由聚苯乙烯與發(fā)泡劑所組成的半透明珠狀物。發(fā)泡劑為正丁烷、戊烷、庚烷、石油醚或二氯二氟甲烷等，最常用的是戊烷與石油醚。市售的可發(fā)性聚苯乙烯，發(fā)泡劑含量約6%，表觀密度680g／L，珠粒直徑0.25～2mm。應用可發(fā)性聚苯乙烯粒料生產(chǎn)泡沫塑件的過程大致如下：1.預發(fā)泡預發(fā)泡是將可發(fā)性聚苯乙烯珠粒加熱，使其中發(fā)泡劑受熱氣化，從而使珠粒體積膨脹，以保證成型后的產(chǎn)品達到規(guī)定的密度及其均勻性。預發(fā)泡分間歇法與連續(xù)法兩種，其加熱設備可使用紅外線燈、水浴或蒸汽加熱器。實際在生產(chǎn)上大都采用連續(xù)法，其主要設備為連續(xù)蒸汽預發(fā)泡機。真空預發(fā)泡法優(yōu)點是密度的調節(jié)與控制簡單易行，節(jié)省原料，縮短或去除陳化時間，縮短模塑周期，避免發(fā)泡機內結塊，塑件密度小且較均勻。第3頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一2.熟化預發(fā)泡后的珠粒需要貯存一段時間，吸收空氣進行熟化，防止成型后的收縮。通常熟化在大型料倉或開口容器中進行，熟化溫度一般控制在22～26℃，熟化時間根據(jù)容量要求、珠粒形狀與空氣條件等而定，一般在室溫下為8～lOh。3.成型常用的成型方法是蒸汽加熱模壓法與擠出法。（1）蒸汽加熱模壓法按加熱方式又分為蒸缸發(fā)泡與液壓機直接通蒸汽發(fā)泡兩種。①蒸缸發(fā)泡法適宜生產(chǎn)小型、薄壁與形狀復雜的塑件，即將預脹物填滿模具后放入蒸缸中，然后通蒸汽加熱成型。蒸汽壓力與加熱時間應視塑件大小與厚度而定，一般為0.05～0.10MPa，10～50min。模內預脹物受熱軟化，經(jīng)膨脹互相熔接而成整體，冷卻脫模即制得泡沫塑料產(chǎn)品。此法所用模具簡單，但工人勞動強度較大，難于實現(xiàn)機械與自動化生產(chǎn)，如圖圖9-1（a）所示。第4頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一圖9-1模壓發(fā)泡成型模具1-氣孔2-上氣室3-型芯4-加料管5-?？?-下氣室第5頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一②液壓機直接通蒸汽發(fā)泡法適宜生產(chǎn)厚度較大的泡沫板材。成型時常用氣送法將粒料加入液壓機上的模具中。模具開有若干個0.1～O.4mm的通氣孔(或槽)，當模具型腔裝滿預脹物后，直接通入O.1～O.2MPa的蒸汽，并使溫度升至11O℃左右，此時模內預脹物膨脹并粘接成整體。關閉蒸汽，保持一定時間(1～2min)，通水冷卻后脫模。此發(fā)泡法的優(yōu)點是塑化時間短、冷卻定型快、塑件內珠粒熔接良好、質量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高，能實現(xiàn)機械化與自動化生產(chǎn),如圖9-1（b）所示。第6頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一（2）擠出發(fā)泡成型法擠出發(fā)泡成型法適宜生產(chǎn)片材和薄膜。圖9-2所示為可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料紙的擠出吹塑過程。圖9-2可發(fā)性泡沫塑料紙的生產(chǎn)過程1-擠出機2-機頭3-泡沫塑料紙4-卷筒第7頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一9．3可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料模具1.可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料典型模具（1）圖9-3所示為成型某防震包裝用發(fā)泡體的模具，用于水平開模式的發(fā)泡成型設備。圖9-3水平開模模具結構1-陰模體2-進料管3-陰模腔壁4-螺釘5，14-蒸汽進口6-陽模體7，12-壓縮空氣進口8-陽模底板9-模座10，11-冷水出口13-陰模底板第8頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一（2）圖9-4所示為板材手動蒸箱壓模，一次可成型三塊板材，模套由件5和件8組成，并通過件12連接。圖9-4板材手動蒸箱壓模1-鉸鏈螺栓2-螺母3-上模板4-隔板5-模套6-下模板7-螺母8-模套組合件9-螺母10-銷11-軸12-長螺栓第9頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一（3）圖9-5為包裝盒機動發(fā)泡模，使用臥式泡沫塑料成型機。圖9-5包裝盒機動發(fā)泡模1，4，12，15-螺釘2-回汽水管3，5-定模汽室板6-料塞7-擋銷8-動模汽室板9，17-密封環(huán)10-成型套11-外套13，14-型芯16-料套第10頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一2.由于模具原因而使制品出現(xiàn)的缺陷(1)發(fā)泡時脹模(2)填充不足(3)發(fā)泡不完全(4)脫模時局部膨脹或變形(5)脫模時有冷卻水從型腔中噴出(6)脫模困難第11頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一9.4低發(fā)泡注射成型模1.低發(fā)泡注射成型模具基本結構低發(fā)泡注射成型模的基本結構與普通注射成型模具基本相同，其設計方法也與注射成型模具極為類似。由于發(fā)泡材料的物理性質與非發(fā)泡料材有所不同，因此在個別部位的設計上有其特殊要求：（1）澆注系統(tǒng)（2）型腔排氣（3）冷卻系統(tǒng)（4）脫模機構（5）型腔數(shù)第12頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一2.模具設計時的注意事項（1）成型收縮率發(fā)泡材料由于在成型時體積膨脹，所以其成型收縮率要比同一種材料的非發(fā)泡材小。其實際收縮率隨發(fā)泡物質的種類不同、在料筒中停留的時間不同、注射時的料溫不同、注射壓力和注射速度的大小不同，以及型腔的復雜程度不同而有所不同，有時甚至于不收縮。（2）澆口的位置和數(shù)量與發(fā)泡率的關系發(fā)泡成型品多用于裝飾性外觀件，一般要求外觀良好，發(fā)泡均勻。澆口位置和數(shù)目對其有較大影響，一般地認為使用多點澆口、短流程、小的澆口截面尺寸效果較好。第13頁，共14頁，2023年，2月20日，星期一3.普通注射機低發(fā)泡注射成型

在普通注射機上也可以進行低發(fā)泡注射成型。一般有兩種方法：一是減量注射法，二是瞬間開模注射法。兩種方法都必須對原有模具進行適當改