吸塑工艺及常用吸塑材料

一、工艺概述

真空热成型：成本最低，最简单的热成型工艺，适合材料有ABS, PET, PP, PC, HIPS, HDPE, PETG，也称吸塑。真空吸塑成形技术是塑料包装中最常用的成型方法之一，它是一种以热塑性塑料片材为成型对象的成型技术。吸塑工艺在20世纪初已经开发出来，但是应用于工业生产，还只是20世纪40年代以后的事情，而在60年代才有了较大的发展。经过不断的开发与变化，目前真空吸塑工艺已实现高度自动化、机械化，废边料的产生也越来越少。

二、工艺原理

利用热塑性塑料片材，制造开口塑料壳体制品的一种方法，是将塑料片材裁成一定尺寸加热软化后，借助片材两面的气压差和机械压力，使其变形后敷贴在特定的模具轮廓面上，经过冷却定型，并切边修整后完成吸塑制品的过程。

在加工过程中，塑料片加热后，然后快速将其与模具间空气抽走，造成真空状态，形成压力差，这样塑料片就贴服在模具的成型面上。然后将塑料片冷却定型后，经过裁切修整成为需要的单个制品。

三、工艺特性

工艺成本：加工费用（低-中），单件费用（低-中）

环保：符合环保绿色包装的要求；能包装任何异形产品，装箱无需另加缓冲材料

产量适合：大批量生产，并适合机械化、自动化包装，便于现代化管理、节省人力、提高效率。

质量：由实际用材，压力和操作技术决定

速度：平均每周期1-8分钟

产品特性：被包装产品透明可见，外形美观，便于销售

典型产品：塑料薄片包装，一次性塑料饭盒，航空航天内饰等

四、工艺设备

根据吸塑成型加压方式的不同，主流的吸塑设备主要分为下列三类：

（1）真空负压吸塑机，主要通过负压抽真空的方式，使塑料片贴合在模具上；

（2）正压吸塑机，通过空压机在塑料片正面加大气压，使软化的塑料片贴合在模具，则是通过加压和抽真空的方式，在塑料片两边形成强大的压力差，使软化塑料片成型的方式。这三种设备，各有其优缺点，需根据产品的特性对机器进行选择。

同时吸塑成型机还根据成型步法分为两类：
（1）一步法成型机，是把塑料片加热、吸塑成型、模切加工融为一体，生产效率高，适用于质量要求不高的吸塑制品；

（2）两步法成型机，是把塑料片加热、吸塑成型工序与模切加工分开处理，适用于品质要求较高的吸塑产品

五、吸塑模具

吸塑模具对于吸塑制品的优劣起到非常重要的作用，吸塑模具可分为凸、凹与凹凸模三种。模具的材质也可根据产品设计和使用条件的不同，分为石膏模、铜模、五金模等

1、凸模

对于凸模成型，制件的内尺寸是很精确的，因为它是与真空吸塑成型工具相接的一面。相反，对于凹模成型，制品的外尺寸是很精确的，因为其外部与真空吸塑成型模具相接触

凹模生产的制品不与模腔壁贴合的一面质量较好，最薄部位在模腔侧面与底面的交界处，而且随模腔深度的增大制品底部转角处的壁就变得更薄，因此在加工较深的产品时，要有相应较大的开口面积。凸模生产的制品壁厚的最大部位在凸模的顶部，而最薄部位在凸模侧面与底面的交界区，该部位也是最后成型的部位，制品侧面常会出现牵伸和冷却的条纹，造成条纹的原因在于片材各部分贴合模面的时候，先与模面接触的部分先被模具冷却并产生条纹，而在后继的相关过程中，被牵伸到模腔的侧面。这种条纹通常在接近模面顶部的侧面处最高处，会影响吸塑制品的外观。

凸模生产时要注意如下情况：

1）在使用高的直角模具进行加工时，特别是当模具高度较高的时候，容易产生拉线皱褶；

2）在角落处容易产生冷却条纹；

3）在凸缘处壁厚不均匀；

4）由于侧壁斜度不够而使脱模困难。

2、凹模生产时要注意：

1）边缘厚度的均匀性；

2）比较薄的角隅部位要小心注意不要穿孔。

3、吸塑加工工艺过程中需要注意的几个要点。

1）脱模斜度

为了能够顺利脱模，模具侧面必须具有一定的倾斜度。在脱模方向上，模具侧面的倾角被称为脱模斜度。脱模斜度应该取得尽可能大，脱模斜度越大，脱模越快，成型周期越短，而且在脱模的过程中制品变形的可能性小，脱模斜度一般大于1度。

2）宽高比

模具宽度与深度的比值通常称为宽高比。一般来说，因为凸模可以对片材有拖拽和预拉伸的作用，所以用凸模成型时的高度可以略微小些，但也不能小于1。用凹模成型时的宽高比通常不小于1.4。如图12所示，图中L是长，B是宽，H是高，D是圆柱直径。

3）成型面积与产品面积

成型面积指的是夹持框内部的长宽面积范围；产品面积指的是成型过程中发生牵引拉伸的面积，它主要依赖于吸塑制品的规格大小。在加热过程中，需要对拉伸部分进行加热，其拉伸的范围较大，对于加热量较少的非产品面积，拉伸量也较少。需注意加热不均匀，也会造成在成型冷却后收缩不均匀而使吸塑制品变形的问题。如图13，图中L*B为成型面积，L1*B1为产品面积。

4）排气面、排气孔、排气槽

在真空吸塑成型加工过程中，为了除去塑料材料与模具之间所存留的气体，模具必须是能排气的或有足够的排气孔或排气槽；这可以使空气通过抽气装置(或转移)快速的除去。因此在吸塑过程中，需要保证吸塑设备的真空系统能保持足够的真空量，以保证塑料片加热软化后，能有足够的真空吸力是塑料片能够完全贴服在模具表面上；另一方面，需要对排气孔、排气槽等通道系统保持通畅状态，避免因异物堵塞导致真空度减低，造成吸塑成型不到位。

5）吸塑成型的收缩变形

在吸塑生产过程中，会经常出现产品收缩变形的情况，针对不同的情况需要进行特别处理。在经过加热成型后，冷却阶段通过模具定型和保持真空量，可以使吸塑产品的尺寸不会发生太大的变化，但是脱模后由于温度的变化，尺寸会发生一定的收缩变形，而且会随着时间的增大收缩变形会更大。成型24小时后，收缩情况基本稳定，这时测量的尺寸较为精确。

六、吸塑制品应用

吸塑制品是用塑料进行加工，其产品生成原理是将平展的塑料硬片材料加热变软后，用真空吸附于模具表面，再冷却成型，吸塑包装制品主要包括：泡壳、托盘、吸塑盒。主要起到保护内包材与内容物的作用。