真空吸塑技术

　　真空吸塑成形技术是塑料包装中Z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。

　　虽然吸塑工艺在20世纪初已经开发出来，但还是在60年代大力应用于工业生产上。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，通过对吸塑设备不断改良，提高了吸塑机的温度控制及传送方式的技术难题，解决了高拉伸及高精度吸塑制品的工艺技术，包括解决不了不同塑料材料以及厚片材料的加工工艺问题。

真空吸塑原理

　　真空吸塑是一种热成型加工方法，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，如下图。

　　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，如下图。

　　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，如下图。

　　在了解吸塑的基本原理后，进一步需要了解的就是吸塑设备及具体工艺。

　　根据真空吸塑加压方式的不同，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上;

　　3、正负压吸塑机，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。

　　同时真空吸塑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、真空吸塑、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、真空吸塑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。

真空吸塑技术简介

　　要制作出一个品质优良的吸塑制品，需要特别关注到两点：一是真空吸塑模具，二是加工工艺要求。下面就分别介绍这两点。

　　首先，介绍吸塑模具。吸塑模具对于吸塑制品的优劣起到非常重要的作用，吸塑模具可分为凸模、凹模与凹凸模三种。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。

　　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模具相接触，如下图。

　　凹模生产的制品不与模腔壁贴合的一面质量较好，Z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Z大部位在凸模的顶部，而Z薄部位在凸模侧面与底面的交界区，该部位也是Z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Z高处，会影响吸塑制品的外观。

　　凸模生产时要注意如下情况：(如下图)

　　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。

　　凹模生产时要注意：(如下图)

　　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。

　　其次，在ZD介绍一下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，如下图所示。

　　当然也有企业经过多年的研发，已经突破了0度脱模的吸塑技术难题，为吸塑制品的应用开拓了一条全新的方向。

　　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。如下图所示，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。如下图，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，造成真空吸塑不到位。

　　5、真空吸塑的收缩变形

　　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。

真空吸塑成型的优缺点

　　判断任何一种加工生产工艺过程是否成功，要与另外一种加工方法相比，用该种方法生产的制品的成本是否合适;或者是这两种方法生产的制品成本相同，但用这种方法生产的制品质量得到改进。在许多应用方面，注射模塑成型或吹塑成型都与真空吸塑成型相竞争。

　　就包装技术而言，除非是用纸板作为包装材料，否则真空吸塑成型技术是没有其他加工方法能与之相竞争的。真空吸塑成型主要的优点是它的工程经济性。成型复合片材、发泡片材和印刷片材的制品，以适当改变模具来代替变化真空吸塑成型机械。壁很薄的制品可以用高熔体黏度的片材真空吸塑成型，而注射相同壁厚的则需要低熔体黏度的粒料。对于少量的塑件，有利的模具成本是真空吸塑成型的又一优点，而对大批量的制件，制品能达到非常薄的壁厚及真空吸塑成型机器的高产出比则非常有利。

　　真空吸塑成型可生产的较小制件是药片的包装材料或手表用的电池，也可以生产非常大的制品，比如3～5m长的花园水池。成型材料的厚度可以从0.05～15mm ，对于发泡材料，厚度可达到 60mm 。任何一种热塑性塑料或具有相似性能的材料都可以进行真空吸塑成型加工。

　　真空吸塑成型所用的材料是厚度为0.05～15mm的片材，这些片材是用粒料或粉料制得的半成品。因此，与注射成型相比，真空吸塑成型的原料会增加额外的成本。

　　在真空吸塑成型时需要对片材进行切割，这将会产生边角料。将这些边角料粉碎后，与原来的材料相混，可再一次制成片材。

　　在真空吸塑成型中，片材只有一个表面与真空吸塑成型模具相接触，因此只有一个表面与真空吸塑成型模具几何尺寸相一致，制品另外一个表面的轮廓是由牵伸得到的。

　　在塑料加工领域，真空吸塑成型被认为是一种具有很大发展潜力的加工方法。它采用模塑成型，适合塑料包装各领域。真空吸塑成型也是一种需要熟练操作与经验的加工方法。如今，通过模拟过程与必要的专业技术，真空吸塑成型已经发展成为在技术上可控的，并且可重复的一种加工方法。

　　近年来，在真空吸塑成型过程中产生的边角料的循环利用已日趋重要。如今，边角料通过破碎后与原生材料混合来进行回收利用已经形成了一种工艺。废弃的塑料模塑制品，比如说包装材料，甚至工程制件，它们的回收利用在很多条件下都是可能的，但有些仍有待发展。目前可进行的回收主要是一些化学材料和能源材料。要使循环利用得到突破，必须在加工过程的生态性和节约性上下功夫。

　　真空吸塑成型制品具有价格低廉、生产效率高、形状及色彩选配自由、耐腐蚀、重量轻和对电的绝缘性能等优点，在文具、玩具、日常用品、五金交电、电子产品、食品、化妆品等产品的包装，现已发展到广告牌、汽车、工业配件、建材、安全帽、洗衣机和冰柜内衬、周转箱及农业用品等产品的应用。

真空吸塑技术现状

　　真空吸塑成型工艺，早在20世纪初在欧美国家已为人所知，但应用于工业生产还只是60年代以后的事，到80年代才有较大的发展。但近几年，它已发展成包装领域包装材料的重要加工包装方法之一。

　　真空吸塑技术迅速发展的原因是因真空吸塑成型设备及工艺的不断创新与推出，以及具有热成型性能的新型片(板)材的研发与应用的同步跟进;同时，也有包装工业迅速发展与真空吸塑热成型包装本身特点的因素。

　　真空吸塑热成型是塑料包装容器Z常用的成型方法之一。它是一种以热塑性塑料片(板)材为成型对象的二次热成型技术。在国外，真空吸塑热成型是一种应用领域相当广阔的成型工艺，经过不断的开发和改进，目前已达到了自动化、智能一体化的生产工艺，实现了全流水线自动生产的系统成型工艺。

　　我国是一个发展中大国，也是消费大国，同时也是产品出口大国。因此，国情决定了我们大部分企业的产品都是大批量生产，近几十年来，产品也逐步采用了吸塑包装。

　　从国家统计部门相关信息上可以看到：

　　2004年，ZG包装工业总产值达到3000多亿元，年递增速度达百分之七左右，其中纸包装制品达到1900万吨，塑料包装制品达到504万吨，金属包装制品达到288万吨，玻璃包装制品达到1050万吨，各种包装机械需求量达到60万台套;

　　2006年到2010年，包装工业的年总产值达到4500亿元，保持平均每年以百分之七以上的速度递增;

　　2011年到2015年，包装工业年总产值达到6000亿元;

　　2015年，纸包装制品达到3600万吨、塑料包装制品946万吨、金属包装制品491万吨、玻璃包装制品1550万吨、各种包装机械需求量达110万台套。

　　但是，吸塑包装行业现状是使用企业通常要购买多条生产线，才能满足生产需要，这是由于大部分设备还处于半自动状态，而且依靠大量劳动力来生产。

　　这说明我们的设备自动化生产速度还不能够满足客户的需求，所以我们急需提高包装机械设备的自动化开发水平，机械智能化加工水平，提高设备的生产速度和生产效率。

　　包装工业结合产业结构的调整，会更多地注重在产品的成本降低、结构优化、品种改善、质量提高和竞争力的增强中体现出来。一定要符合产业升级、科技进步和可持续发展的方向。

　　随着国内包装机械企业对自动化、智能化包装机械研发的重视，ZG将逐步减少对中高dang包装原辅材料和自动化包装机械设备的进口。但由于每个包装机械生产企业都有不同的情况，不同的生产空间、不同的规范要求、不同的技术团队、不同的工艺流程、不同的包装形式，所以在客户有需求的时候，能够满足客户个性化设计需求的设备肯定还能够得到市场的青睐。