[科普中国]-热塑胶板

特点

热塑胶板是通过热成形法以热塑性塑料片材为原料来制造塑料制品。成形时，先将裁切成一定尺寸和固定形样的片材夹持在设定的框架上，并将其加热至热弹态，而后凭借施加的压力使其贴近模具型面，从而取得与型面相似的形样，待冷却定型后从模具中取出，经过适当地修整，便成为热成形制品。在此成形过程中所施加的压力，主要是靠片材两面的气压差，但也可借助于机械压力或液压力。

热成形制品的特点是壁薄，因为用作原料的片材厚度一般只有l～2 mm（少数特殊制品用材竟薄至0.05mm），而最终制品的厚度总是比这个数值小。如果需要，热成形制品的表面积可以很大（单个制品面积可达3m×9 m）。不过热成形制品均属半壳形（内凹外凸），且其深度有一定的限制。热成形制品不允许有任何侧凹或侧孔，任何必需的侧孔或侧凹，须在成形后加工，通常采用模头切削或冲制而成。

热成形制品生产工艺简单，设备造价低廉（尤其是模具）、生产效率高、经济效益好。对于几何尺寸和形状要求不甚严格的塑料制品生产，是一种值得优先考虑的成形方法。1

方法热成形的方法有几十种。但归根结底总是由几个基本操作方法，经略加改进而成。对基本操作方法的认定，说法并非一致，但大体上可将其分为以下几种。

（1）差压成形法。先用夹持框将片材夹紧在模具上，并用加热器进行加热，当片材被加热至足够的温度时，移去加热器，且采用适当措施使片材上下面具有不同气压。这样，被加热的片材就会向下弯垂，而与模具表面贴合。随之在充分冷却后，即用压缩空气自模具底部，通过气孔将成形好的制品吹出，经过修整后，便成为所需要的热成形制品。当不用模具时，其抽真空或加压缩空气只进行到一定程度为止。由此获得半球状的罩形体，其表面十分光泽，且无任何瑕疵。如用透明的光学塑料，其光学性能几乎不发生变化，故常用此法制造飞机部件、仪器罩和天窗等。此种无模具的热成形方法，俗称自由成形。

（2）覆盖成形法。此种方法概以采用单个凸模为限，且对制造壁厚和深度均大的制品较为有利。成形时，既可用液压系统的推力将凸模顶入由框架夹持且已热就的片材中，也可用适当的机械力移动框架，将热就的片材扣覆在模具上。当热就的片材、框架和模具已完全到位并扣紧时，在模底开始抽真空，以使片材与模具完全贴合。经冷却、脱模和修整后即可取得制品。制品质量取决于模温、覆盖速度和抽气速率等。此种方法成形的制品，在其侧面上常会出现牵伸和冷却的条纹，且在接近模具顶部的侧面处最多。

（3）助压成形法。此种成形方法常分为柱塞助压真空成形和柱塞助压气压成形两种。成形时，与差压成形一样，先用夹持框将片材紧夹在凹模上，并用加热器将片材加热至足够温度。封闭模底气门，然后将柱塞压入模内。当柱塞向模内伸进时，由于片材下部的反压，遂使片材包住柱塞而不与凹模接触。柱塞压入的程度以不使片材触及模底为限。在柱塞停止下降的同时，即从模底抽气以使片材与模面完全贴合，或从柱塞侧边通入压缩空气以使片材与模面完全贴合。经冷却、脱模和修整后，即获所需制品。制品质量在很大程度上取决于柱塞和片材的温度以及柱塞下降速度。柱塞下降速度，以尽快为好。

（4）对模成形法。与前述诸法不同，完全放弃了真空与压气系统。它是直接采用两个彼此咬合的单模，即配对的凹模与凸模来成形。成形时，先将片材用框架夹持于凹、凸模之间，并用移动加热器对其加热，当片材热就时移去加热器，将凹凸模合拢。在合拢过程中，滞留在片材与模具间的空气，则由设在模具上的排气孔向外推出。经冷却、脱模和修整后，即为所需制品。

由对模成形法制造制品的特点是：

①复制性和尺寸准确性较高；

②结构上可以复杂些，甚至呵成形具有刻花或标记的表面；

③壁厚分布，在很大程度上取决于制品结构。

（6）双片成形法。此种成形方法常用于中空制品成形，成形时，将两片已经热就的塑料片材放在半合凹模的框架上，并将其夹紧。然后将吹针插入两片材之间，并通过吹针通入压缩空气，与此同时打开两半合凹模上的气门进行抽空，致使片材贴合于两半合模内腔。经冷却、脱模和修整后即成为热成形的中空制品。1

应用（1）热成形的好处很多，归纳如下：

①可获得最薄（0.05 mm）的塑料制品；

②可制作从小型到超大型（1.2m×3.6m以上）的塑料制品；

③适宜从少量到大批量生产；

④少量生产时可使用廉价的模具；

⑤片材厚薄变化较自由，无严格限制；

⑥设备投资少、模具造价便宜、修改容易。

当然热成形也有其缺点，主要是制品尺寸精度低、纵深比受限制以及须修整加工、劳动强度大等。

（2）热成形材料。应该说凡是能做成片材或薄膜的热塑性塑料，均可作为热成形材料。但其厚度有一定范围，可用于吸塑（或真空）成形的典型材料及其厚度列于表。一般说来，容易热成形的材料，如硬质聚氯乙烯（RPVC）、通用聚苯乙烯以及醋酸-丙酸纤维素等，可用很薄的片材（0.13 mm）作为热成形材料。ABS材料厚度在7.6mm以上时，可用于制造机器罩、汽车壳体、小船等大型制品。较大制品还可发泡增强赋予刚性。而且，在某些情况下，片材本身包括发泡芯层，使之成为热成形的夹芯层泡沫制品。

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此外，可作为热成形片材的塑料还有：丙烯酸类塑料、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。

（3）热成形的应用。热成形已成为包装工业中一个重要方面的主力军。不仅可制成各式各样的杯、盘、碗、盒、桶等日用食品利冷藏食品包装，而且也可用于工业产品、乃至车辆、游船、箱包、电冰箱、卫生间设施等大型产品的包装和制作。当前，我国热成形制品正处于蓬勃发展之中。1