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热压成型

塑料加工业中简单、普遍之加工方法

热压成型，是塑料加工业中简单、普遍之加工方法，主要是利用加热加工模具后，注入试料，以压力将模型固定于加热板，控制试料之熔融温度及时间，以达融化后硬化、冷却，再予以取出模型成品即可。

简介
热压成型有时亦可划分为真空成型（vacuum forming），与压缩成型（compression molding），其施压方式不尽相同。压缩成型大部份是将塑料置于模具加热软化后，再施加压力以成型。而真空成型所加压力来源，可以是单边抽真空，或除在一边抽真空外，另一边辅以高压。与其它加工法比较，热压成型具有模具便宜、成品厚度均匀等优点，其产品从早期军事地图模型及飞机机罩，到现在已可制成冰箱门的内衬、汽车档泥板、汽车底盘、软质饮水杯、标示牌、包装材料及其它厚度均匀的产品。
重要特性
热压成型材料较重要的特性，有下列两个：
（1）塑料记忆（Plastic memory）
塑料记忆可以使塑料加热后变成橡胶状，而紧密的贴合于模具上，是材料的一种重要特性。由于此特性，成型不良的产品可以在模具外加热，使其恢复成原来之平板状。
（2）热强度及热延伸(hot strength and hot elongation)
热强度及热延伸是与塑料记忆有关的两种特性。热强度是塑料受热后所剩下的强度。有些塑料受热后会失去所有的强度而变成软质黏糊状，但有些塑料受热后仍具有强度反弹性。具有高的热强度塑料，可以在模具上进行延伸，但低的热强度塑料延伸时很快就会撕裂。因此具有强的热强度材料即为具有高的热撕裂强度材料。
另外材料的成型温度范围也是一重要的特性，优良的热压成型材料是可以在较广范围下变成软质橡胶状，像压克力塑料，可以在125～175℃下成型。某些材料可在稍高于软化点范围下成型。
塑性材料在热压过程中需特别注意，有些在成型时会产生内在的塑性记忆应力而无法得到理想的产品。因此，成型温度及压力皆有一定的范围、限制。而且在热压成型中，亦会产生某种程度的延伸作用，因此，在选择材料时，必须要注意其成型温度。在做热压成型时，最好在较小范围的时间及温度范围内操作。
热压模具
一. 模具材料.
模具钢材必须具有足够的硬度和耐磨性, 足够的强度和韧性. 具备良好的加工性能,良好的花纹可蚀性. 故一般选用中碳合金钢.常用的有日本大同YK-30, 黄牌55CC,一般为出厂状态使用, 调质处理后使用效果更佳.
二. 模具结构.
模具由模板, 活页, 定位销等组成.
模板分公模和母模, 均为整体式结构. 由CNC铣切加工及EDM火花加工成形. 斜壁
部分由CNC铣加工成形. 模板厚度一般为30~45. 模具面积为机台面积75~85%. 尺寸
一般有以下几种: 350x350, 350x400, 400x450, 450x450, 500x500.
活页为连接公母模开合之用.
定位销用于合模时,对模具定位以保证公母模之间的相对位置准确不偏移.
三. 模具的表面处理.
1. 电火花纹: 通过电火花机床进行电蚀而在型腔表面形成不同粗糙度的花纹. 放电后
模具表面呈雾状.
2. 喷砂.
(1). 喷砂的种类.
喷玻璃砂: 模具表面光亮. 不易损伤模具.一般为120目.喷金钢砂: 模具表面呈雾状, 有砂纹. 容易损伤模具,特别是损伤斜壁尖角部分. 一般为80目.喷混合砂: 模具表面呈雾状,无光泽. (2). 喷砂的作用.
A. 产品表面纹路要求.
B. 模具生产一段时间后, 表面会粘附一层低分子物, 利用喷砂对其进行清洗.
(3). 喷砂的时间.
一般来说, 大量生产时, 母模变脏后会随时喷砂清洗. 而公模每隔一段时间
喷一次砂, 以保养模具. 喷砂每次三十分钟左右.
(4). 喷砂对Key的影?.
喷砂会使斜壁厚度增加, 增大Force, 手感变差. 可通过改变料的硬度来调整喷
砂对Key的影?.
(5). 喷砂的优点和缺点.
喷砂成本低,操作方便, 且不会造成模具变形, 但是喷砂清洗, 使斜壁厚度
增加,造成力度变化, 影响质量.
3. 电镀.
(1). 电镀的种类.
镀铬: 镀铬层表面较硬,因为放电关系, 表面镀层厚度较不一致.且施工期较长, 镀铬层厚度为0.015mm.镀镍: 镀镍层表面较软, 易受损,但镀层厚度一致. 镀镍层厚度为0.005mm. (2). 电镀的作用.
当批量很大时, 在大量生产之前, 可以对模具表面进行电镀处理. 当表面被低分
子物污染时, 用片?即可清理, 不会因喷砂而使斜壁增加, 影?质量.
(3). 电镀对Key的影响.
电镀因为镀层很薄, 对Force几乎没有影?, 但当模板变形, 而修模时, 需退镀,
退镀对模具损害较大.
(4). 电镀的缺?.
成本太高, 一般为5~6千元, 一般模具电镀会外发电镀厂电镀, 故很多公司不
采用电镀方式, 而采用喷砂.
四. 模具寿命.
模具使用寿命由材料, 生产?件而定, 一般为10万次左右, 或保证2年使用期.模
具一般不能翻新.
五. 模具缩水率的设定.
Keypad的收缩率?定于原料厂商及硬度, 一般在一次成型后2.5~3%. 二次加
硫后为3.2~4%. 采用热压成形均需二次硫化.
六. 模具的Cavity数.
模具面积一般为机台面积的75~85%为宜. 而cavity的面积为模具面积的80%为宜.
一般无绳电话cavity数为15~18为宜. Cavity数过多, 成形温度及压力分布不均, 品质
难以控制,Cavity数过少, 成本会增加..
七.模具中的孔成形.
由于模具制作及成型工艺的限制,
RubberKeypad在成形时不能直接成形
通孔.故对于电话机Keypad的定位孔
成型只能先成盲孔,然后Vendor撕掉
孔表面一层薄料,此种方法叫“ 自拆”.
另一种方法是通过?模?裁
成型. “ 自拆”孔保证孔与Key 中心
位置的尺寸,但不一定能保证定位孔与定位孔之间的尺寸. ?孔能保证定位
孔与定位孔之间的尺寸, 但不一定能保证定位孔与Key中心位置尺寸.
故“自拆”更能满足我们的尺寸要求, 但成本稍高于?孔. 可考虑先成形盲孔,然
后用?模?掉多于薄料.
八. 模具内的溢料槽
为了使Cavity之间胶料有良好的流动性, 一般在模具上Cavity之间开有溢料槽.
溢料槽一般根据试模后胶料在模内的流动情?来设计作出.
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