[发明专利]塑料片材的热成型方法及其装置

说明书

本发明是一种用于热塑性塑料片材的热成型方法及其装置。

在现有的塑料片材的热成型方法及其装置中，一般其加热与加压不是同步进行，即加热与加压成型之间有明显的时间界线，如JP1-171925(公开日89年7月6日)；JP57-077524(公开日82年5月14日)所公开的内容，均属于此范畴。上述方法及装置均需将塑料片材从加热源撤离，转入热成型模具内，这样加热后的塑料片材不可避免地引起热损失，另外在成型过程中，塑料片材接触模具表面在时间上有先后而造成先接触部分迅速冷却，而又没有成型温度的补充，对塑料片材来说其热成型是在失温状态下进行的，因此造成成型过程中塑料片材拉伸困难，产生制品厚度不均，线条不清晰，甚至破损等严重后果，不仅影响了制品的精确度，而且对一些深度拉伸的制品，特别是一些既有精确度，又有复杂造型的制品的生产带来困难。同时热成型制品的大小不仅受模具的限制，而更重要的是受到加热系统面积的限制，这些缺陷的存在，限制了塑料热成型工艺的发展和新产品的开发。

本发明的目的是提供一种加温加压同步进行的塑料片材热成型方法及其装置。该发明使塑料片材在热成型过种中，不断补充成型温度和压力，以克服塑料片材在热成型过种中的热损耗，避免塑料片材在失温状态下热成型的缺陷，从而可以制得拉伸比大，厚度均匀，线条清晰，精度高，造型复杂而且立体感强烈的热成型塑料制品。

本发明所提供的塑料片材的热成型方法是：将塑料片材19如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)及ABS片材，夹持于模具型框18与气室7之间，使塑料片材19与气室7构成一密封体，在气室7上的放气阀9处于开启状态下，开启高温控制阀3，将热空气经管道输入气室7，当塑料片材19加温至成型温度后，关闭放气阀9对塑料片材19同时进行加温加压，当达到所需的热成型温度与压力时，由于气室7内的气压作用，使塑料片材19紧贴模具型芯17模面成型后脱模。

上述方法还可以在气室7上的放气阀9和模具固定板16上的放气阀14均处于开启状态下，开启高温控制阀3和高温控制阀10，将热空气经管道输入气室7和型腔13，使塑料片材19双面加温，而进入型腔13内的热空气，由于型芯17与模具固定板16上的出气孔15以及放气阀14相通，热空气经放气阀14排出，使靠型腔13一面的塑料片材19只加温而不加压，当塑料片材19加温至成型温度后，关闭放气阀9对塑料片材19同时进行加温加压，当达到所需的热成型温度与压力时，由于气室7内的气压作用，使塑料片材19紧贴模具型芯17模面成型后脱模。该方法主要是为3mm以上厚度的塑料片材的热成型而设计的。

如果要热成型复杂图案和精度要求高的制品，特别是一些超深度拉伸的产品，拉伸比达1000％以上，最大拉伸比可达2100％时，在操作时，务必逐步关小放气阀9，使其边加温边加压，直至塑料片材所需的热成型温度与压力，温度与压力可视制品的材质与形状进行调节。

上述方法还可以在塑料片材19成型后，开启通向气室7的冷空气阀4，再关闭高温控制阀3，最后逐步开启放气阀9，当温度冷却至塑料片材的脱模温度后，即可关闭冷空气阀4进行脱模。

本发明所提供的塑料片材的热成型装置包括空气压缩泵1、加热器2、气室7、型腔13、型芯17、模具固定板16、型框18、高温控制阀3、冷空气阀4和放气阀9，冷空气阀4一端与空气压缩泵1出气孔连接，另一端与气室7的进气孔6连接，高温控制阀3一端与空气压缩泵1出气孔连接，另一端与加热器2的进气孔连接，加热器2的出气孔与气室7的进气孔5连接，放气阀9与气室7的出气孔8连接。

上述热成型装置还可以包括另一高温控制阀10、另一冷空气阀12和另一放气阀14，高温控制阀10一端与加热器2的出气孔连接，另一端与型腔13的进气孔11连接，冷空气阀12一端与空气压缩泵1出气孔连接，另一端与模具固定板16的出气孔15连接，放气阀14与模具固定板16的出气孔15连接。

本发明所提供的塑料片材热成型方法及其装置与已有的热成型方法及其装置相比具有以下优点：

1.现有的热成型方法及其装置是在失温状态下成型的，因此容易造成片材撕裂，制品变形，传统的解决方法只能增加片材的厚度。而本发明在加温加压同步的状态下成型，片材充分发挥其延伸性能，其拉伸比可达到2100％，大大超过了现有热成型方法及其装置的极限，从而制得拉伸比大、厚度均匀、线条清晰、立体感强的塑料制品，特别适用于高拉伸比的聚甲基丙烯酸甲酯片材制作的高浮雕的艺术灯具。