植绒等设备(「模具知识」服务机器人外壳成型工艺---吸塑工艺分享)

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植绒等设备(「模具知识」服务机器人外壳成型工艺---吸塑工艺分享)

作者:木易小子

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一、吸塑原理
利用吸塑机,通电于吸塑模上的发热片将PVC吸塑罩及吸塑模上的吸塑油加热,在短时间内达到溶化,同时经高压压,保压,冷却而完成吸塑工序。在这工作过程,加热与加压是同步进行。

二、吸塑机工作原理

吸塑机分气动和电动型两类,常用的是气动型,现主要讲解气动型工作原理:
气动型吸塑机,使用压缩空气,利用气缸传动,工作速度快,通过调整输入气压及气流量,可调整压板的上落速度及压力,维护保养方便简单。

吸塑面板上主要控制器的功能。

1.冲压时间(压模时间)
压板由初始状态下降到吸塑模直至回复原来状态的时间。

2.热模时间
压板压到吸塑模后通电加热时间比冲压时间短。
3.电压(电流)选择器


选择输出去吸塑模上发热片的电压,通过调节电压高低(为低压交流安全电压),可控制 流经发热片的电流,达到控温加热作用。
4.电流表

指示吸塑模及热片工作电流,同时可作观察发热片是否处于工作状态。

三、吸塑参数
1、吸塑时间分为:压模时间和热模时间。

a. 压模时间分为:时间短,吸塑罩与吸塑咭之间的溶面冷凝不足,容易粘不紧,压模时间长,生产效率就低。正常压模时间比热模时间长。
b. 热模时间:时间太短,熔胶不足,吸塑咭和吸塑罩粘不紧,出现假吸塑现象,掷箱时就产生分离,时间太长,熔胶量就愈多,就容易产生气泡成“烛胶”现象,以及出现烧焦吸塑罩。因此,热模时间要适中。

2、电压(电流)选择
电压(电流)档大,流经吸塑模发热片的电流越大,越容易产生“烛胶”现象。

3、调校吸塑机时,首次试吸塑,可先调到下列参数:

a. 压模时间---3秒;

b. 热模时间---1.5秒;

c. 电压(电流)选择器---旋至3档。

四、吸塑制品不良品问题分析与解决

常用吸塑材料的特性及应用范围

若按照材料的厚度来分类,则可以分为

  1、普通薄吸塑厚度为0.14~5.0mm―――主要是采用PVC、PP、PS(HIPS)、PET(包括APET和PETG)、PE、BOPS和可回收纸托等各种材质与效果的折边、对折、三折、圆筒、折盒、天地盒、高周波等非热成型吸塑制品,广泛应用于食品、医药、电子、玩具、电脑、日用品、化妆品和机械五金等行业。

  2、特殊厚吸塑厚度为0.14~8.0mm―――主要是采用PVC、PP、PS(HIPS)、PET(包括APET和PETG)、ABS、PC、PE和PMMA等各种材质与效果的注塑类型吸塑制品,主要产品有冰箱内胆、广告灯箱、商品展示架、宠物笼底盘、背投电视后壳和各种机械面板等,可以替代注塑产品,具有模具费用低(只有注塑模具的1/20),生产周期短,模具开发时间短(一般只要3~5天)等特点。

之所以不就材料的厚度来进行分类,主要是考虑到普通薄吸塑与特种厚吸塑所采用的材料有一些区别,但是PVC、PP、PS和PET却在这两类吸塑制品中都占有一席之地,堪称吸塑制品用材家族的“四大天王”!

若按照材料的种类来分,则包括:

1.PVC片材及其制品介绍

PVC片材是一种用途广泛而深受欢迎的材料,硬片韧性較高,不易燃烧,燃烧时会产生氯气,对环境造成一定影响,PVC易热合,可采用封口机和高频机封边,是生产透明吸塑制品的主要原料。

PVC胶片可以分为环保及不环保两种,可以制成透明、彩色、防静电、镀金、植绒等各种吸塑包装制品,其特点主要透明度高、表面光泽好、晶点少、水纹小、用途广、耐冲击性强、并且易于成型,制成产品符合美国FDA、日本PL食品卫生标准,产品广泛用于玩具、食品、电子产品、医药、电器、礼品、化妆品、文具等产品外包装。

2.PS片材及其制品介绍

  PS凭着其优良热成型性能,环保性能及卫生性能,广泛应用于医药、食品、玩具、电子和服装。

  主要特点:

  1. 产生静电低,适合于要求低静电产品之包装。
  2. 易于真空成型,且制品具有良好的抗击性能。
  3. 具有良好卫生性能,可直接与食品接触,不产生有害。
  4. 易着色处理,可做成颜色各异的材料,生产成不同颜色的真空罩。
  5. 硬度良好,此种片材料与同等厚度的其它片材料比较其硬度较佳。热成型杯可作为 冷热饮杯。
  6.符合环境保护要求,可回收再利用,焚烧其废弃物时,不产生危害环境的有害物质。

  主要用途:

  1. 产生静电低(如电子产品......)
  2. 食品包装(如:饮料,糖果、及肉类...包装之用)
  3. 乳类制品(聚苯乙烯片材容器包装的乳类制品可以放入冷藏库中不易变坏;)

  HIPS性能参数:

  比 重: 1.04g/cm
  拉伸强度: 纵向≥26MPa 横向24≥MPa
  卫击强度(无切口): 18KJ/m2  
  受热尺寸变(无横向) <4%
  维卡变形温度: 90℃
  卫生性能符合: GB9689标准

  透明PS性能参数:

  比重: 1.04/cm
  拉伸强度: 纵向≥26MPa 横向24≥MPa
  冲击强度(无切口): 18KJ/m2
  受热尺寸变(纵横向) <4%
  透光率: ≥85%
  卫生性能符合: GB9689标准

3.PET片材及其制品介绍

PET片材是近年发展起来的新型材料,凭着其优良的韧性、高强度、高透明性,以及可回收再生利用,燃烧不生产有害气体的优异环保性能,属于环保材料而逐渐取締PVC,受到消费者和生产者的极大青昧;但价格高。适宜做高档的吸塑制品,欧美国家的吸塑泡壳一般要求采用PET材料,但其热熔点較高,给高周波封装带来很大困难,为了解决这一问题,人们在PET表面复合上一层PVC膜,取名为PETG,但价格更高一些。主要用於电子、食品、玩具、彩盒窗口、领托、鞋类包装等。

PET硬片韧性好,透明度高,易燃烧,燃烧时不产生有害气体,属于环保材料,但价格高,适宜做高档的吸塑制品,欧美国家的吸塑泡壳一般要求采用PET硬片,但其不易热合,给封装带来很大困难,为了解决这一问题,人们在PET表面复合上一层PVC膜,取名为PETG硬片,但价格更高一些。

主要特点:

1.具有优良的透明性与光洁度,展示效果好。
  2.表面装饰性能优良,可不经表面处理即可印刷,易压制花纹,易金属处理(真空镀金属层)
  3.具有良好的力学强度。
  4.对氧气及水蒸汽的阻隔性能良好。
  5.耐化学性能好,可经受多种化学物质的侵蚀。
  6.无毒,卫生性能可靠,可用以食品、药物及医疗器材的包装,并可以Y射线对其所 包装的物品消毒。
  7.对环境保护的适应性好,可经济而方便地回收利用;焚烧其废弃物时,不产生危害 环境有害物质。被认为是符合(ROSH)环境保护要求的一种理想的包装材料。

8..热成型性能好,与普通PVC片材相当,可采用真空成型制得性能优良的PET热成型制品;

性能参数:

密度 1.33g/cm

透氧率 4—4.5cm*mm/(m*24h*0.1mpa)
  拉伸强度 纵向53MPA

透湿率 ≈3G*mm/(M*24H) 横向53MPA
  断裂伸长度 纵向250% 横向250%
  受热尺寸变化 纵向≤5% 横向≤5%
  透明度 ≤3%
  卫生性能符合 GB13113-91要求

  主要用途:

  电子、食品、玩具、彩盒窗口、领托、

4.PP片材及其制品介绍

  PP片材是PP树脂经啤出、压光、切边等工艺过程而制成,具有质轻、表面光亮平静、耐热性好、机械性强度高、优良的化学稳定性和电绝源性、无毒等特点,经过热成型可制成饮料杯、食品盒等日用品。

  主要特点:

  可在100℃长期使用并能经受121℃的高温菌处理,防潮性能突出,卫生性能可靠,广泛用于食品包装。具有优良的折合性能,可制成文具夹、盒等。

  性能参数:

密度 0.96 g/cm
拉伸强度:(纵向\\横向) ≥20.0MPa
拉伸弹性模量:(纵向\\横向)≥8X10X
冲击强度(缺口)纵向 ≥7.0KJ/㎡
冲击强度(缺口)横向 ≥3.5KJ/㎡
维卡软化点 ≥120℃
纵向尺寸变化率*/(%) <60


5、PETG片材

也称GPET片材,是用环己二醇改性的一种非结晶PET树脂制成。PETG片材最大的优点是热封合性能佳,封合时易操作,封合效果好和易胶水粘合。同时,它的耐化学品性能、光学性能、耐划性也都很好。PETG通过美国FDA关于食品接触标准,可以应用于食品及个人保健用品包装、医药卫生设备食品等领域,还可用于电子器件包装。其優点如下:

1、透明性佳,适用于要求高透明度的制品。

2、优异的耐冲击强度及刚性

3、加工性优良,可使用锯、模切、钻及雷射切割等加工方式,也可冷弯及热弯、粘着、焊接和抛光,印刷和涂装;且冷弯不白化,外观亮丽。

4、热成型性佳,不需预热即可成型,精度高,深成型性佳,不破裂且厚度均一。

5、低燃烧性,耐火性佳,不助燃,低发烟量,燃烧后无有害物。


6、GAG三层复合片材

GAG是由中间层APET、上下两层PETG原料按合适比例共挤生产的三层复合片材,特别适用于需经高频热封粘合和胶水粘合的包装盒。其優点如下:

1、透明性佳,透明度可达90%以上,质感佳,适用于要求高透明度的制品。

2、优异的耐冲击强度及刚性,材质坚硬耐用,适于高耐冲击强度的用途。

3、加工性优良,可使用锯、模切、钻及雷射切割等加工方式,也可冷弯及热弯、粘着、焊接和抛光,印刷和涂装;且冷弯不白化,外观亮丽。

4、热成型性佳,不需预热即可成型,精度高,收缩率约0.5%;深成型性佳,不破裂且厚度均一。


5、环保,可回收使用不污染环境。

6、食品卫生性优,材质为PETG,可符合所有主要之食品规定,如FDA或BGA等,适用于食品容器包装


7、耐火性佳,不助燃,低发烟量,燃烧后无有害物。

吸塑制品的相关模具
1、石膏模、胶模  石膏模主要是采用黄色的吸塑手板石膏粉;若提供图纸,则按图纸数据及要求,将石膏材料,经铣床及手工完成模具制作;若提供实物,则先将实物用手工泥完成模具之轮廓,真空成型成真空罩,再复出石膏模具,并将该模具进行修改完成;约需2-4天时间;石膏模具制作容易,时间较短,有利于产品包装的修改,价格较低,但耐用程度较低,经过一段时间使用后,较易损坏,所生产之产品透明度较差;主要适用于首板确认以及外包装透明度要求不高之产品。

石膏模制作


石膏模

 胶模通常是按照产品设计要求,制成石膏模后,用石膏模具生产出真空罩,用特制之耐高温树脂材料,注入真空罩中,待模具干透后,进行钻孔,打磨完成;约需3-5天时间;树脂模具价格较铜模具及石膏具高,但使用程度与铜模相当,比较耐用,可以解决铜模及石膏模具无法处理的一些技术问题,如产品墙身出现水纹,用此类模具可以有较好效果;主要适用于电子、玩具、医药、食品、汽车精品……等特别要求之产品。

2、电木模  采用进口发热材料、日产高温胶布和优质铜钉制作各类电木模,具有发热均匀以及封

口效果佳等特点,可适用于各类圆盘机、台湾产推拉机以及全自动链条机,主要应用于纸卡和泡壳的热合包装。

3、电解铜模  按照产品设计要求,制成石膏模后,用石膏模具生产出真空罩,将真空罩放于电解缸,待表面达5-8MM厚时,将模具注入石膏,注真空气孔,并将模具表面打磨光滑,即可使用;约需3-5天时间;属金属模具类,所以比较耐用,用此类模具所生产之产品外观及透明度较好;模具制作价格较低,用途比较广泛,是通常情况之首选模具;主要适用于电子、玩具、文具、化妆品、汽车精品……等要求较高之产品。

4、合金铝模 按照所提供的图纸或样板,将数据输入电脑,由电脑车床自动完成,然后手工完成其它如孔,倒扣位置制作,并将模具打磨光滑,即可使用;约需5-7天时间;经电脑自动车床制作,使用ZL401、6061和7075等铝质材料制成,此类模具精确度高及所生产之产品轮廓、角度比较美观,并且耐用程度非常之高,价格亦属四类模具之首;主要适用于电子、礼品、玩具、医药、文具……等外观及尺寸要求较高之产品;事实上合金铝模是大批量及高要求的吸塑生产之首选模具,相对于石膏模、铜模、胶模更经久耐用、节时省电、生产效率高及废品率极低等优点。


5、热合模具 热合模具采用优质铜或合金铝,主要针对PET高周波热封难的问题;表面处理采用特氟龙,针对PET粘模;压边花纹采用电脑刻花,纹路清晰、大小均匀一致,可根据用户要求定制各类花纹。

6、高频模具 高频模具材料为优质压线,切刀为激光刀,切边光滑无任何毛刺边撕料;压边花纹采用电脑刻花,纹路清晰、大小均匀一致,可根据用户要求定制各类花纹;飞机孔可根据客供实样或图纸而制作;主要用于双泡壳(PVC或PETG)的熔接。


7、刀模、冲孔模  主要用于冲裁和打孔(圆孔、飞机孔和蝴蝶孔)附注:不考虑刀模和冲孔模,吸塑生产用的模具,成本最低的是石膏模,其次是电镀铜模,最贵的是铝模。模具钻有小孔,用于真空吸附热化的硬片,形成吸塑产品。



吸塑制品的缺陷

拉线:吸塑成型生产时产生的一些不应有的线条突起(模具上没有的),需要重新修改模具(降低高度和增加园滑度)和增加额外的压力模具(我们称之为上模)来解决。拉线过大时,被看作是次品,无法用于高档吸塑包装,但在零部件周转托盘领域,只要拉线排列整齐,不影响使用功能,应视为合格品。拉线又称之为:拉丘,抽筋等。

划痕:吸塑成品上特别是透明泡壳上带有划伤的痕迹,如果痕迹太长,太大,泡壳就成了次品,无法用于高档包装。

晶点:在吸塑片材生产过程中,因空气中的细小尘埃,掉在加热的塑料材料上,产生的一种透明瑕疵,特别是在透明的吸塑片材生产过程中,这种瑕疵过大,过多时,视为次品。

气泡:在吸塑片材生产过程中,因加热的塑料材料中含有空气,使生产出的成品片材里带有气泡,特别是在透明的吸塑片材生产过程中,这种气泡过大,过多时,视为次品。

水波纹:在吸塑片材生产过程中,因材料和加工工艺不同,使生产出的成品片材表面有水面波纹,特别是在透明的吸塑片材生产过程中,这种水波纹过大,过多时,视为次品。一般情况下,片材越厚,水波纹越明显。合格的PET材料很少有水波纹,但大多数PVC都有水波纹的现象存在。

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