一種熱塑性塑料薄壁熔體連續(xù)直接模壓成型生產(chǎn)線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及塑料成型生產(chǎn)線領(lǐng)域，尤指一種熱塑性塑料薄壁熔體連續(xù)直接模壓成型生產(chǎn)線。
【背景技術(shù)】
[0002]薄壁塑料制品被廣泛應(yīng)用于包裝、裝飾、燈飾、廣告、容器等領(lǐng)域，覆蓋我們的生活、工作、家居的各個(gè)方面。薄壁塑料制品與傳統(tǒng)的塑料制品一樣，就其使用的原材料而言，可分為薄壁熱塑性塑料制品和薄壁熱固性塑料制品。但是，薄壁塑料制品的加工生產(chǎn)受材料、設(shè)備、工藝的影響，并不是現(xiàn)有的塑料加工生產(chǎn)方式都適合薄壁塑料制品的生產(chǎn)，目前能實(shí)現(xiàn)薄壁塑料制品生產(chǎn)的加工方式，就有注射成型、吹塑成型、吸塑成型、壓制成型等幾種方法，但以上的幾種加工方式在實(shí)現(xiàn)薄壁塑料制品的生產(chǎn)都存在很大的局限性，下面我們逐一來(lái)進(jìn)行分析。
[0003]注射成型又稱注射模塑成型，它是一種注射兼模塑的成型方法。注射成型是指塑料原料經(jīng)過(guò)加熱和剪切熔融成為熔體，在注射機(jī)的壓力作用下將塑料熔體注入模腔模具內(nèi)并充滿整個(gè)模腔，然后通過(guò)塑料熔體和模具的熱交換將塑料熔體冷卻定型而得到與設(shè)計(jì)模腔一樣的制品。注射成型幾乎適用于所有的熱塑性塑料。注射成型也成功地用于成型某些熱固性塑料。該方法適用于形狀復(fù)雜部件的批量生產(chǎn)，注射成型的成型周期短(幾秒到幾分鐘)，成型制品質(zhì)量可由幾克到幾十千克，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制品，注射成型加工操作還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此，該方法適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高。是塑料制品加工的重要加工方式之一。
[0004]但是，對(duì)于薄壁塑料制品的生產(chǎn)注射成型就有很大的局限性，從注射成型的工作原理我們知道，熔融的塑料熔體從澆口經(jīng)模腔充滿到模腔的每一個(gè)部分，如果制品的壁厚很薄，也就是模腔的間隙很小，因?yàn)樽枇屠鋮s的原因，則塑料熔體很難到達(dá)并充滿整個(gè)模腔，同時(shí)塑料熔體本身的流動(dòng)性不好，也會(huì)產(chǎn)生很大的阻力也很難到達(dá)并充滿模腔，還會(huì)造成塑料熔體過(guò)熱出現(xiàn)燒料現(xiàn)象，因此，注射成型只有在塑料材料本身的流動(dòng)性非常好，穩(wěn)定性非常好，且模具加熱的情況下才能實(shí)現(xiàn)不太薄壁塑料制品的生產(chǎn)。
[0005]吹塑加工也稱中空吹塑，是一種發(fā)展迅速的塑料加工方法。是指熱塑性塑料原料經(jīng)過(guò)加熱和剪切熔融成為熔體，經(jīng)過(guò)管胚模具成型為管狀的熔體管坯，把熔體管胚置于對(duì)開(kāi)模中，閉模后立即在熔體管胚內(nèi)通入壓縮空氣，使熔體管胚吹脹而緊貼在模具內(nèi)壁上，經(jīng)冷卻脫模，即得到各種中空制品。近幾年來(lái)吹塑技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展，中空容器的體積可達(dá)數(shù)千升，有的生產(chǎn)已采用了計(jì)算機(jī)控制。適用于吹塑的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯等。與注射成型相比，吹塑加工設(shè)備造價(jià)較低，適應(yīng)性較強(qiáng)，可成型性能好、薄壁復(fù)雜形狀的制品。
[0006]雖然吹塑加工可以加工熱塑性塑料薄壁復(fù)雜形狀的制品，但是制品僅限于封閉形狀的容器類制品，無(wú)法進(jìn)行非封閉開(kāi)口制品的成型，而且模具只有凹模沒(méi)有凸模，是靠在封閉的熔體管胚內(nèi)通入壓縮空氣使熔體管胚吹脹而緊貼在凹模內(nèi)壁上成型，壓縮空氣由于形成壓力的原理和空氣介質(zhì)的可壓縮性原因，無(wú)法形成足夠大的成型壓力，因此復(fù)雜形狀的制品在尺寸變化和形狀變化的過(guò)渡處無(wú)法形成清晰的棱角，也無(wú)法進(jìn)行尺寸變化大的拉伸成型，因此，對(duì)于薄壁塑料制品的生產(chǎn)吹塑加工也存在很大的局限性。
[0007]吸塑成型是一種塑料真空成型的方法，它是把熱塑性塑料板或片材沿著凹模周邊非模腔部分進(jìn)行固定，然后用輻射加熱的方法對(duì)板材或片材進(jìn)行加熱，當(dāng)板材和片材被加熱到塑料軟化溫度后，對(duì)塑料板材或片材在模具型腔的中心位置進(jìn)行吹氣，使之在模具型腔內(nèi)形成一個(gè)中空的凹陷，再用真空栗通過(guò)抽真空的方法將板材和模具之間的空氣抽掉，借助真空栗的負(fù)壓使板材或片材緊貼在模具上而冷卻成型，最后借助吹入壓縮空氣或頂出機(jī)構(gòu)使薄壁制品板胚從模具模腔中脫出，再經(jīng)過(guò)裁切得到薄壁形狀的制品。
[0008]吸塑加工本身就是對(duì)熱塑性塑料薄板和片材進(jìn)行復(fù)雜形狀的加工，但是和吹塑加工一樣，模具只有凹模沒(méi)有凸模，是靠在封閉的塑料軟化板胚或片材與模腔之間，用真空栗抽去塑料軟化板胚或片材與模腔之間的空氣，負(fù)壓使板材或片材緊貼在模具上而冷卻成型，真空負(fù)壓由于形成壓力的原理和空氣介質(zhì)的可稀釋性原因，無(wú)法形成足夠大的成型負(fù)壓，因此塑料軟化板胚或片材在尺寸變化和形狀變化的過(guò)渡處無(wú)法形成清晰的復(fù)雜形狀。因此，吸塑加工難于實(shí)現(xiàn)薄壁塑料制品的造型加工。
[0009]壓制成型是將塑料、填充、碎肩或纖維預(yù)浸料等按照配方比例混合好，然后把混合料按照設(shè)定的重量置于陰模型腔內(nèi)，合上陽(yáng)模，借助壓力和熱量作用，使混合料熔化并充滿型腔，在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間的保壓后使其固化，冷卻后脫模形成與型腔相同的制品。壓制成型工藝適用于熱固性塑料，如酚醛、脲醛、環(huán)氧塑料、不飽和聚酯、氨基塑料、聚酰亞胺、有機(jī)硅等，以及某些熱塑性塑料制品的加工生產(chǎn)。壓制成型工藝的主要優(yōu)點(diǎn)有產(chǎn)品尺寸精度高、表面光潔、無(wú)需二次修飾等，能一次成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品。壓制成型的不足之處在于模具制造復(fù)雜，投資較大，生產(chǎn)加工時(shí)間長(zhǎng)，效率低，還有受壓力機(jī)限制，壓制成型加工適合于批量生產(chǎn)中小型復(fù)合材料制品。
[0010]對(duì)于薄壁復(fù)雜形狀的制品，壓制成型加工受到了很大的限制。首先，壓制成型加工使用的材料大都是熱固性塑料，熱固性塑料制品硬而脆，缺乏韌性，尤其是薄壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，輕微的碰撞就出現(xiàn)了斷裂。其次，在壓制成型加工過(guò)程中，塑料混合料在模腔內(nèi)幾乎沒(méi)有熔融的流動(dòng)，薄壁狹小的模腔往往無(wú)法充滿，無(wú)法成型復(fù)雜的形狀。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種熱塑性塑料薄壁熔體連續(xù)直接模壓成型生產(chǎn)線，本生產(chǎn)線采用的材料是由熱塑性塑料、木粉、填充料、導(dǎo)熱材料和助劑等組成的復(fù)合材料，這種復(fù)合材料經(jīng)過(guò)板材擠出機(jī)熱傳導(dǎo)和剪切形成熔體，熔體經(jīng)過(guò)衣架式板材模具形成薄壁寬幅的熔體板胚，然后在薄壁寬幅的熔體板胚的基礎(chǔ)上通過(guò)壓力裝置模壓成型的。與注射成型相比，這種復(fù)合材料形成薄壁寬幅的熔體板胚，比這種復(fù)合材料的熔體從澆口經(jīng)薄壁的模腔充滿到模腔的每一個(gè)部分，要容易得多，也就是說(shuō)這種新加工方法對(duì)材料的流動(dòng)性、穩(wěn)定性比注射成型要低，使得復(fù)合材料在薄壁寬幅復(fù)雜形狀制品中實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，復(fù)合材料的應(yīng)用將大大降低薄壁寬幅制品的成本。可實(shí)現(xiàn)對(duì)熱塑性塑料薄壁熔體連續(xù)不間斷的循環(huán)直接模壓成型，生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高，成本低。
[0012]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種熱塑性塑料薄壁熔體連續(xù)直接模壓成型生產(chǎn)線，包括依序連接的高速混合機(jī)、造粒機(jī)、板材擠出機(jī)、板材模具，以及依序設(shè)置的壓力裝置、板材牽引機(jī)，裁切機(jī)，所述壓力裝置包括機(jī)座，上下升降臺(tái)、凸模、凹模、液壓缸，所述上下升降臺(tái)設(shè)置在機(jī)座上，所述液壓缸設(shè)置在上下升降臺(tái)的上端并與上下升降臺(tái)連接，所述凸模和凹模分別相對(duì)地設(shè)于上下升降臺(tái)、機(jī)座上，所述凸模和凹模內(nèi)設(shè)置有冷卻裝置。
[0013]具體地，所述板材模具固定設(shè)置在板材擠出機(jī)的出料端，所述板材模具與壓力裝置、板材牽引機(jī)、裁切機(jī)依序聯(lián)結(jié)。
[0014]具體地，所述壓力裝置還包括同步移動(dòng)裝置，所述同步移動(dòng)裝置包括滑輪、導(dǎo)軌，所述滑輪設(shè)置在機(jī)座的底端，所述導(dǎo)軌設(shè)置在壓力裝置的下側(cè)，所述壓力裝置通過(guò)滑輪套接在導(dǎo)軌上。
[0015]具體地，所述冷卻裝置為循環(huán)冷卻水道，所述循環(huán)冷卻水道外接冷卻水。
[0016]具體地，所述壓力裝置為液壓壓力裝置或氣動(dòng)壓力裝置或機(jī)械壓力裝置。
[0017]本生產(chǎn)線采用的材料配方中含有化學(xué)發(fā)泡劑，在熱和剪切力的作用下，化學(xué)發(fā)泡劑會(huì)釋放出大量的氣體，氣體因?yàn)槿垠w的彈性而形成了許多微小的閉孔氣泡，這些閉孔的氣泡形成了斷面為蜂窩網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，得到密度小、剛性好、強(qiáng)度大的輕質(zhì)材料。
[0018]薄壁熔體板胚在熔融狀態(tài)下，由壓力裝置壓力的作用成型，加上閉孔氣泡向外膨脹與壓力裝置壓力方向?qū)_，板胚在雙重壓力的作用下將充滿模具的型腔，并迅速完成成型和冷卻過(guò)程，把氣泡封閉在熔體內(nèi)，得到表面硬度高、尺寸精確、形狀飽滿、棱角分明的制品Ο
[0019]薄壁熔體板胚以平板的方式覆蓋模具的全部型腔，成型時(shí)熔體板胚只做小范圍的流動(dòng)和形狀的校正，既得到制品所需的形狀和尺寸，生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)單，同時(shí)薄壁熔體板胚處于熔融狀態(tài)，熔融狀態(tài)下的熔體的拉伸比較大，又可以成型復(fù)雜形狀的制品。
[0020]本生產(chǎn)線中采用的材料在板材擠出機(jī)的剪切塑化作用下通過(guò)板材模具成型為薄壁熔體板胚，通過(guò)壓力裝置中冷卻狀態(tài)的模具直接成型，薄壁熔體板胚成型后能短時(shí)間完成熱量轉(zhuǎn)移，使得制品快速冷卻定型下來(lái)，生產(chǎn)周期非常短，生產(chǎn)效率高。
[0021]薄壁熔體板胚在熔融狀態(tài)下，由壓力裝置