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概述

书籍：聚氯乙烯加工手册

出处：按学科分类—工业技术中国轻工业出版社《聚氯乙烯加工手册》第584页（4992字）

聚氯乙烯的热成型，可以分为模压成型和差压成型两大类，由这两种类型，派生出多种成型方法。

模压成型，包括单阳模成型，单阴模成型，对模成型和复合模压成型等。

差压成型，包括气压成型，真空成型和复合差压成型。

(一)模压成型

1．单阳模法

对于直径大于1m的圆筒体的制件，一般用弧形板拼接，弧形板常采用单阳模成型(图9－2－1)。

图9－2－1 圆筒体单阳模制作方法

1－帆布 2－成型的筒体 3－麂皮或绒布 1－木制空心模 5－重锤 6－支架

对于旋转体的制作，常常采用由阳模、拉伸环、压边圈等组成的成型模(图9－2－2)。拉伸环的棱角，应有较大的圆弧半径(不小于10～12mm)和很低的粗糙度，阳模和拉伸环之间的间隙，比材料厚度大15～20%，阳模进入拉伸环的深度，一般比图纸要求的深度大1～1．5mm，在制件冷却到40～50℃后，阳模方可退出。

图9－2－2 旋转体单阳模制作方法(Ⅰ)

1－阳模 2－压边圈 3－拉伸环 4－－坯料 5－制件 6－夹具

厚度和直径都较小的制件，可借夹具手工压制，对厚度和直径都较大的制件，需用压机。

根据制件的具体情况，还可采用图9－2－3的成型方法。

图9－2－3 旋转体单阳模制作方法(Ⅱ)

a、b、c——拉伸的各个阶段

1－阳模 2－坯料 3－拉伸环 4－压边圈 h_2＜h_1＜＜h

2．单阴模法

对于直径大于1m的圆筒体，还可以采用单阴模成型法(图9－2－4)。

图9－2－4 圆筒体单阴模制作方法

1－施力方向 2－可活动的铁条 3－制件 4－帆布衬 5钢阴模(厚度4～10mm) 6－角钢(固定于阴模上) 7－角钢支架

3．对模成型

对模成型的模具，由阳模、阴模、夹具和其它附件共同组成。将片材夹持于两模之间，用可移动的加热器加热片材，达到所要求的温度，移去加热器，并用压机将两模合拢，冷却，脱模后，即可取得制件(图9－2－5)。片材与模具间的空气，由设置在模具上的气孔向外排出。

图9－2－5 对模成型示意图

a－加热阶段 b－压制阶段 c－脱膜阶段

1－压机柱塞 2－气孔 3－阴模 4－加热器 5－片材 6－夹具 7－阳模 8－制件

用对模成型的制件，具有以下特点：①复制性和准确性都好；②制品在结构上可较复杂，可制成具有刻花或刻字的表面；③厚度分布，在很大程度上依赖于制件的造型。

4．复合模压成型

对某些制件中，可以采用复合模压成型的方法(图9－2－6)。

图9－2－6 复合模压成型示意图

(二)差压成型

1．真空成型

(1)单阳模法单阳模法的工作情况如图9－2－7。

图9－2－7 单阳模真空成型示意图

a－加热 b－模具上升 c－抽真空 d－制件

1－厚壁区 2－薄壁区

(2)单阴模法

单阴模法模具深度和宽度之比与制件厚度的关系如图9－2－8和图9－2－9。

图9－2－8 拉伸比与制件厚度的关系

H－模高 W－模宽 1－原始片厚 2－顶部厚度 3－中间厚度 4－底角厚度 5－底厚

图9－2－9 拉伸比与制件最小壁厚的关系

a板厚1mm b板厚2mm

单阴模真空成型的工作情况如图9－2－10。

图9－2－10 单阴模真空成型示意图

1－坏料 2－夹具 3－密封 4－真空 5－厚壁区 6－薄壁区

(3)无模具的真空成型

不用模具的真空成型，也称自由成型(图9－2－11)。

图9－2－11 无模具真空成型示意图

1－坯料 2－光源 3－光电管控制的阀门 4－真空解除阀 5－真空接嘴 6－夹具 7－拉伸环 8－光电管 9－真空室 10－观察窗

片材的拉伸速度，应尽可能快，以防坯料冷却。也可在适当部位安装加热器，借以补偿散出的热量。

按照真空室开口的不同形状，可以制得各种形状的制件。

在成型过程中，随着拉伸程度的增大，最大变形区(即坯料中心)的厚度不断改变，情况如图9－2－12。由图可见，半球最深处的厚度，只有坯料厚度的13。在选择坯料厚度时，应该考虑这个问题。

图9－2－12 自由真空成型时壁厚变薄情况

2．气压成型

气压成型既可以用单模(阳模或阴模)也可无模。

(1)单阳模法

单阳模的气压成型装置如图9－213。将已预热的坯料快速压紧后，由(9)压入空气，将坯料预成型，并使成型深度超过阳模(6)的高度，再用柱塞(8)从预成型过的坯料下面升起阳模，预成型的坯料，便紧包在阳模上，成为最后形状。用这种方法，可以减少壁厚的不均匀度。

图9－2－13 单阳模气压成型示意图

1坯料 2－快速夹紧件 3－拉伸环 4－支承环 5－气室 6－阳模 7－升降台 8－柱塞 9，10－空气进口

(2)单阴模法

模具及工作情况，如图9－2－14。

图9－2－14 单阴模的气压成型示意图

1－加热板 2－坯料 3型刃 4－阴模 5－排气 6－压缩空气 7－加压切边 8－制件

(3)无模具的气压成型

成型装置如图9－2－15。该法的特点，是制件表面光泽十分好，且能不带任何瑕疵。

图9－2－15 无模具气压成型示意图

1－绝热罩 2－光源 3－制件 4－拉伸坏 5－橡皮垫圈 6－支承环 7－金属支座 8－光电管 9－压紧件 10－气缸(调节压紧用) 11－进气接嘴(应受光电管控制) 12－密封圈

在成型过程中，坯料放置要迅速，以免材料冷却，一般在1～1．5min内完成。在生产大型制件中，为了装放坯料机械化，可将装置呈倾斜状态安装。

3．复合差压成型

气压成型和真空成型的共同缺点，是制件壁厚不均匀，H／D(或H／W)越大，制件结构越复杂，这种情况就越显着。为了改善这种情况，往往先将坯料拉伸，再抽真空成型。

例如：先用阳模拉伸，或先用阳模推气，再回吸成型，或先吸胀，后阳模(柱塞)助推，再回吸成型。

图9216是滑动复合差压成型。工艺过程是：在坯料达到温度后，在活动夹具4与阴模6壁部接触和稍许拉伸后(a)，通过开关7向阳模6内输入加热的压缩空气，进行预热并拉伸(b)，接着，将阳模2下移，通过开关1向阳模输入压缩空气，其压强应稍微超过阴模内的压强，在阳模和坯料之间形成气垫(c，d)，然后，开关1，7自动关闭，通过开关9和真空接嘴8抽真空成型(e)，最后，用通过开关7的压缩空气，顶出制件。