各種成型方法的成型操作主要是通過施加力將預熱後的板材按預定要求進行彎曲和拉伸。成型最基本的要求是使製品的壁厚盡可能均勻。造成製品壁厚不均的主要原因是:一是成型片材各部分的拉伸程度不同;第二,拉伸速度的大小,即抽氣和充氣的氣體流量或模具、合模架和預拉伸柱塞的移動速度。成型是板(片)加熱後的又一重要工序,包括成型溫度、成型壓力、成型速度等重要技術參數的控制。
①塑料熱成型機 成型溫度
在材料、工藝類型和設備確定後,成型溫度是影響產品質量的主要因素,直接影響產品的最小厚度、厚度分佈和尺寸誤差,同時也影響產品的伸長率和抗拉強度,甚至影響成型速度。因此,應該認真對待。熱成型片材加熱時,要保證整個成型面受熱均勻,溫度設定合理。
根據實踐,最佳成型溫度是塑料的伸長率最大的溫度。如果成型壓力所產生的應力大於塑料在此溫度下的抗拉強度,板材就會過度變形甚至損壞。此時應降低成型溫度或成型壓力。較低的成型溫度可以縮短冷卻時間,節省能源,但製品的形狀和尺寸穩定性較差,輪廓清晰度較差。在較高的成型溫度下,製品的可逆性變小,形狀和尺寸穩定。但是,過高的溫度會導致樹脂降解和材料變色。在實際的熱成型生產過程中,板材的加熱和成型之間存在一定的時間間隔,會有部分熱量散失,尤其是比熱容小的薄板材。板材的實際加熱溫度比較高,實際的最佳成型溫度一般通過實驗和生產確定。
拉伸速度與片材成型時的溫度密切相關。如果溫度低,板材變形能力小,板材應緩慢拉伸。如果採用高拉伸速度,則必須提高拉伸過程中的溫度。由於片材在成型過程中仍會發熱和冷卻,因此薄板的拉伸速度一般高於厚板。
②塑料熱成型機 成型壓力
壓力作用使片材變形,但材料具有抗變形能力,其彈性模量隨溫度升高而降低。在成型溫度下,只有當材料中的壓力產生的應力大於該溫度下材料的彈性模量時,材料才能發生變形。如果在一定溫度下施加的壓力不足以使材料產生足夠的伸長率,則只需提高成型壓力或提高成型溫度即可順利成型。由於各種材料的彈性模量不同,對溫度的依賴性也不同,因此成型壓力隨聚合物種類(包括相對分子量)、片材厚度和成型溫度的不同而不同。一般來說,具有高分子鏈剛性、高分子量和極性基團的塑料需要較高的成型壓力。
除了成型溫度、模具溫度和拉伸效果的影響外,熱成型件的成品精度主要取決於熱成型件與模具之間的有效成型壓力。
成型(公模)的一般成型壓力:大面積成型件0.2-0.3mpa;小零件可達0.7MPa。對於真空成型,成型壓力較低,主要取決於大氣壓。在0海拔高度,使用優質真空泵時,成型壓力可達1MPa左右。
由於真空產生的壓力等於成型材料一側的大氣壓與另一側產生的真空之間的壓力差,因此成型壓力取決於氣壓和密封程度。因此,即使使用最好的真空泵,成型壓力也會隨著海拔的升高而不斷降低。
③塑料熱成型機 成型速度
造成製品壁厚不均的主要原因是:一是成型片材各部分的拉伸程度不同;第二,拉伸速度的大小,即抽氣和充氣的氣體流量或模具、合模架和預拉伸柱塞的移動速度。成型速度是指板(片)材的拉伸速度。提高成型速度可以縮短成型週期,有利於提高生產率。但是,過高的成型速度會影響產品的質量。一般來說,高拉拔速度有利於成型本身,縮短週期時間,但快速拉拔往往會導致產品的凹凸部分的壁厚因流動不足而過薄;但是,如果拉伸太慢,片材的變形能力會因過度冷卻而降低,產品會開裂。
模具動作由液壓、氣壓或馬達驅動。在熱成型過程中,塑料板(片)會在壓力或柱塞的作用下被拉伸變形。材料的拉伸速度隨著成型速度的不同而不同。模具的運行速度可以分級控制,一般選擇先快後慢的方式。模具的動作速度必須與預拉伸速度相匹配。動作過慢,板材溫度會降低,不利於成型,動作過快,可能會撕裂板材。對於一定厚度的板材,應適當提高加熱溫度,採用較快的成型速度。