真空成型

塑料加工工艺

真空成型(Vacuum Forming)常称为吸塑，是一种塑料加工工艺，主要原理是将平展的塑料硬片材加热变软后，采用真空吸附于模具表面，冷却后成型，广泛用于塑料包装、灯饰、广告、装饰等行业。

原理

真空成型是将热塑性塑料板材、片材固定在模具上，用辐射加热器进行加热使之达到软化温度，然后用真空泵把模具与板（片）材之间的空气抽去，使板（片）材型坯按模具轮廓成型，随着真空度的提高，型坯下方的成型压力只有0.06-0.085MPa，而型坯上方的空气压力仍保持在0.1 MPa左右。冷却定型后用压缩空气将制品从模具中吹出而脱模。

真空成型所加工的材料为薄片状的聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯等。

方法

真空成型方法主要有凹模真空成型、凸模真空成型、凹凸模先后抽真空成型、吹泡真空成型、辅助凸模真空成型和带有气体缓冲装置的真空成型等方法。

凹模真空成型

凹模真空成型是最常用的真空成型方法，如图 1所示。把板（片）材四周固定并密封在模腔的上方，加热器将板（片）材加热至软化 [ 见图1（a）] ，然后将型腔内的空气抽出形成真空，使板（片）材在大气压力下贴紧模具型腔而成型[ 见图1（b）]，当塑件冷却定型后，再由下方抽气孔通入压缩空气将成型后的制品吹出 [ 见图1（c）]。

凹模真空成型适用于深度不大的制品，若制品深度过大，塑料板（片）材伸长过大将造成底部太薄，凹模真空成型制品的外观尺寸精度高。

凸模真空成型

如图 2所示，塑料板（片）材被夹紧框夹紧在凸模上方，加热至软化[ 见图2（a）]。接着夹紧框下移，软化的塑料板（片）材像帐篷一样覆盖在凸模上，即被冷却而失去减薄能力[见图2（b）]。然后将板（片）材与凸模之间的空气抽出形成真空，塑料板（片）材边缘及四周紧贴在凸模上减薄而成型[见图2（c）]。凸模真空成型法成型的制品，内形尺寸精度高，底部较厚不减薄。

凸模真空成型多用于有凸起形状的薄壁塑件，成型塑件的内表面尺寸精度较高。

凹凸模先后抽真空成型

凸凹模先后抽真空成型如图 3所示。首先把塑料板紧固在凹模上加热，如图3（a）所示。软化后将加热器移开，然后通过凸模吹入压缩空气，而凹模抽真空使塑料板鼓起，如图3（b）所示。最后凸模向下插入鼓起的塑料板中并且抽真空，同时向凹模内通人压缩空气，使塑料板贴附在凸模的外表面而成型，如图3（c）所示。

这种成型方法，由于将软化了的塑料板吹鼓，使板材延伸后再成型，故壁厚比较均匀，可用于成型深型腔塑件。

吹泡真空成型

有些要求壁厚大致均匀的吸塑件，也可以用吹泡真空成型，模具结构如图 4所示。用置于密闭箱中的凸模成型。首先将片材加热，如图4（a）所示。然后向密闭箱内送人压缩空气，把片材向外吹涨，再将凸模升起，与片材之间形成密闭状态，如图4（b）所示。最后由凸模上的气孔抽真空，利用外面的大气压力使它成型，如图4（c）所示。

这种成型方法是预先把片材各部同时减薄，使最后成型时塑件的厚度大体一致。

辅助凸模真空成型

辅助凸模真空成型分为下向真空成型和上向真空成型。

下向真空成型如图 5所示，首先将同定于凹模的塑料板加热至软化状态，如图 5（a）所示。接着移开加热器，用辅助凸模将塑料板推下，使凹模里的空气被压缩，软化的塑料板由于辅助凸模的推力和型腔内封闭的空气移动而延伸，如图5（b）所示，然后凹模抽真空成型。

上向真空成型如图 6所示，上向真空成型的优点是在成型时材料先不接触凹模，材料加热后膨胀悬垂，如图6（a）所示。此时辅助凸模向上升起，把片材在没有凹模的状态下拉成初型，这样可以使片材的厚度变化更趋于均匀，如图6（b）所示。如果使用下向真空成型，则片材首先接触凹模，接触处被冷却，厚度不再变化，成型效果较差。

单纯靠抽真空和大气压力使片材成型，由于各部分的变形率不同而引起塑件壁厚的不均匀。当璧厚过于薄时，塑件往往易破而失去使用价值，采用辅助凸模真空成型，可使塑件底部及隅角部的减薄得到改善，如图7（a）所示，未经拉深的吸塑，其底部及隅角部明显减薄。如图7（b）所示，为辅助凸模真空成型，底部及隅角部的减薄得以改善。

当型坯厚度大于5mm时。应采用辅助凸模真空成型。不同成型方法塑件的厚度误差如图 8所示。

带有气体缓冲装置的真空成型

如图 9所示。这是柱塞和压缩空气并用的形式。把塑料板加热后和框架一起轻轻地压向凹模，然后向凹模腔内吹入压缩空气，把加热的塑料板吹鼓，多余的气体从板材和凹模的缝隙中逸出，同时从板材上面通过辅助凸模的孔吹出已加热的空气，这时板材就处于两个空气缓冲层之间，如图9（a）、（b）所示，辅助凸模逐渐下降，如图 9（c）、（d）所示。最后辅助凸模内停止吹入压缩空气，凹模抽真空，使塑料板贴附在凹模型腔上成型，同时辅助凸模升起，如图 9（e）所示。这种方法成型的塑件壁厚较均匀，并且可以成型较深的塑件。

特点

（1）节省原辅材料、制品重量轻、运输方便、密封性能好，符合环保绿色包装的要求；

（2）能包装任何异形产品，装箱无需另加缓冲材料；

（3）被包装产品透明可见，外形美观，便于销售；

（4）被包装产品适合机械化、自动化包装，便于现代化管理、节省人力、提高效率

应用

真空成型广泛用来生产钙塑天花板装饰材料，洗衣机和电冰箱壳体，电机外壳，艺术品和生活用品。

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