热成型实用指南(原著第三版)

1绪论 1



2热成型基本原理和术语 4

2.1工艺过程 4

2.2阳模成型和阴模成型 5

2.3真空成型和气压成型 6

2.3.1真空成型与气压成型的差异 6

2.3.2气压成型应用 7

2.4成型压力、塑型压力和塑型精度 8

2.5预吹塑、预抽气、压力平衡、喷气 9

2.6冷却痕迹 9

2.6.1阳模制品上的冷却痕迹 10

2.6.2阴模制品上的冷却痕迹 12

2.6.3冷却痕迹形成原因 13

2.6.4减少冷却痕迹的方法 13

2.6.5形成冷却痕迹造成的后果 14

2.6.6折叠式包装盒的闭合点冷却痕迹采用典型壁厚分布 14

2.6.7关于冷却痕迹的结论 15

2.6.8痕迹 15

2.7热成型时形成褶皱 16

2.7.1阳模成型过程中的褶皱形成过程 16

2.7.2阴模成型过程中的褶皱形成过程 18

2.7.3表面形成褶皱 18

2.8模具套件 18

2.9成型面、拉伸面和夹持边 19

2.10向下夹持器和向上夹持器 20

2.11成型比和拉伸比 21

2.12脱模斜度 21

2.13排气截面 22

2.14壁厚计算 22



3热塑性片料 24

3.1热塑性塑料的构造和结构 24

3.2吸收片料中的湿气 25

3.3加热操作 26

3.4膨胀和垂料 27

3.5成型温度范围 28

3.6热成型时的摩擦特性 29

3.7塑型精度 30

3.8热成型加工收缩 31

3.9片料自由收缩 35

3.10挤出成型片料中的应力影响 37

3.11静电荷 40

3.12热成型时热塑性塑料的黏弹属性 40

3.13冷却特性 41

3.14片料公差 42

3.15热塑性片料制作工艺 42

3.16热成型机表格 44

3.17用于热成型的热塑性塑料 50

3.17.1聚苯乙烯（PS） 50

3.17.2高抗冲聚苯乙烯（HIPS） 50

3.17.3苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS） 51

3.17.4取向聚苯乙烯（OPS） 52

3.17.5丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） 53

3.17.6丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物（ASA） 54

3.17.7苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN） 54

3.17.8聚氯乙烯（PVC-U） 55

3.17.9高密度聚乙烯（HDPE） 55

3.17.10聚丙烯（PP） 56

3.17.11挤出成型的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA ex） 67

3.17.12浇铸成型的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA g） 68

3.17.13聚碳酸酯（PC） 69

3.17.14聚酰胺（PA） 70

3.17.15聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET） 71

3.17.16聚砜（PSU） 76

3.17.17EPE和EPP发泡片材 76

3.17.18热成型中的生物塑料 77

3.17.19多层片料、阻隔片料和复合片料 83

3.17.20其他片料 88

3.17.21品牌名 89



4热成型中的加热技术 90

4.1辐射加热 90

4.1.1红外线辐射热传导原理 90

4.1.2辐射传热 91

4.1.3使用辐射加热装置均匀加热 95

4.1.4陶瓷加热器、石英辐射加热器和光辐射加热器对比 99

4.2辐射加热装置的加热效果再现性 102

4.2.1再现性评估 102

4.2.2平衡加热过程受到的不可改变的外界影响 104

4.2.3加热装置的功率调整和温度调整 104

4.3接触加热装置 105

4.4传导加热 106

4.5*短加热时间、有效加热时间和停留时间 106

4.5.1加热时间对热成型特性的影响 107

4.5.2停留时间的正面影响 107

4.5.3停留时间的负面影响 107



5板材成型机加热装置 109

5.1等温线可调式加热装置基本情况 109

5.1.1专业术语 110

5.1.2陶瓷加热器调温详细信息 111

5.1.3主控辐射器调控加热装置的优势 111

5.2加热图的操纵杆划分 112

5.3多位电路 113

5.4通过叠加百分比调整进行辐射器温度调整 114

5.5使用红外线检测装置测温或者控制加热装置 115



6全自动辊式成型机中的加热装置 116

6.1概述 116

6.2全自动辊式成型机的主控辐射器可调式加热装置 116

6.2.1具备纵列调温功能的加热装置 116

6.2.2具备整场调温功能的加热装置 117

6.2.3具备横排调温功能的加热装置 118



7使用红外线加热装置加热彩色片料和预印刷片料 119

7.1概述 119

7.2选择红外线辐射器 119



8板材成型机热成型工艺 121

8.1阳模成型 122

8.1.1通过机械预拉伸进行阳模成型 122

8.1.2带预吹塑的阳模成型 122

8.1.3带对板预吹塑的阳模成型 125

8.1.4带预抽气的阳模成型和泡罩在成型模具上滚动 126

8.1.5带压力箱内预抽气的阳模成型 127

8.1.6阳模成型时使用角喷气嘴 127

8.2阴模成型 128

8.2.1无预拉伸柱塞阴模成型 128

8.2.2有预拉伸柱塞阴模成型 129

8.3阳模-阴模成型 130

8.4双腔工艺（3K工艺） 131

8.5双片成型 132

8.5.1标准型热成型机双片成型一般规则 132

8.5.2双片成型过程，UA机器配手动送料装置 133

8.5.3双片成型机器款型 134

8.6层合 135

8.6.1概述 135

8.6.2层合工艺 136



9全自动辊式成型机热成型工艺，冲裁站配切断刀 138

9.1成型站基本流程 138

9.2能够影响成型工艺的机器装备 141

9.3正确选择成型工艺和模具构造 142

9.4壁厚分布影响因素提示 143



10全自动辊式成型机热成型工艺，成型冲裁复合模带剪切刀 148

10.1成型和冲裁站运动特性 148

10.2机械曲线控制系统特性 149

10.3配备成型冲裁复合模的成型站阴模成型流程图 150

10.3.1成型空气减少 150

10.3.2向下夹持器控制系统 151

10.4配备带剪切刀的成型冲裁复合模的成型站阳模成型流程图 152



11全自动辊式成型机成型冲裁复合模特殊工艺 153

11.1给形状稳定的容器加衬里 153

11.2模内贴标（in-mould-labeling，IML） 154

11.3用于无边制品的成型冲裁复合模 156

11.4空腔底杯子热成型 156

11.5使用阳模和阴模进行热成型 157



12透明件热成型 158

12.1透明件成型一般原则 158

12.2板材成型机成型特点 159

12.3全自动辊式成型机成型特点 160

12.4工艺示例—制作透明件 162

12.5透明件特殊制造工艺 166



13预印制片料热成型 167

13.1概述 167

13.2扭曲印刷确定工序 169



14冷却制品 172

14.1脱模温度 172

14.2冷却时间影响因素 173

14.3使用成型模具冷却 173

14.4空气冷却 174

14.4.1板材成型机当前空气冷却技术水平 175

14.4.2通过使用温度更低的冷却空气来降低模具温度 176



15脱模 179



16制造堆垛 182

16.1概述 182

16.2使用交错式堆垛榫舌堆垛制品 185



17热成型部件后加工 187

17.1分离与切割 187

17.2去毛刺 189

17.3连接 190

17.4回收利用 191



18冲裁热成型制品 192

18.1切断 192

18.2剪切 197

18.3切断刀和剪切刀对比 203

18.4冲裁影响因素 204

18.5形成绒毛 205

18.5.1切断时减少形成绒毛 208

18.5.2在成型冲裁复合模中剪切时减少形成绒毛 208

18.6切口不干净——形成须发 210

18.7冲裁力 210

18.8结论 212

18.8.1单独冲裁站的切断冲裁复合模 212

18.8.2单独冲裁站的剪切冲裁复合模 213

18.8.3带切断刀的成型冲裁复合模 213

18.8.4带剪切刀的成型冲裁复合模 214

18.9类似的切割工艺 214



19热成型中的修饰工艺 216



20热成型制品变形 225

20.1变形影响因素检测 225

20.2厚部位影响 226

20.3片料内应力的影响 226

20.4贴标制品变形 227

20.5矩形制品的夹持边变形 227

20.6非等性收缩变形 228

20.7结论与变形原因 229

20.8变形提示与注意事项 229



21热成型模具 231

21.1概念和定义 231

21.2成型分段材料 232

21.3模具材料和款型选择帮助信息 235

21.4阳模成型或阴模成型 235

21.5成型面设计 236

21.6加工收缩率 238

21.7确定片料规格 239

21.8底座 240

21.8.1模具结构原理图 242

21.8.2板材成型机可调式底座 245

21.8.3固定格式底座与可调式底座差异 245

21.9热成型模具构造细节 246

21.9.1侧壁斜度 246

21.9.2表面粗糙度 247

21.9.3半径 249

21.9.4模具排气与排气截面 250

21.9.5空腔 253

21.9.6预拉伸柱塞材质 253

21.9.7阴模成型的预拉伸柱塞结构 254

21.9.8阳模模具的预拉伸柱塞 257

21.10带凹槽的模具 258

21.10.1无活动件凹槽脱模 258

21.10.2凹槽脱模活动件（滑块） 258

21.11扁平制品低拉伸度模具构造 259

21.12透明件成型模具 259

21.13双片成型模具 260

21.14薄膜铰链和卡扣模具 265

21.15全自动辊式成型机中带切断刀的成型冲裁复合模 268

21.16全自动辊式成型机中带剪切刀的成型冲裁复合模 270

21.17成型模具预防性检修 279



22热成型模具调温 281

22.1概述 281

22.1.1调温相关概念 281

22.1.2模具温度的影响 281

22.1.3 省略模具调温的条件 282

22.2调温介质 282

22.3制作调温型热成型模具的材料 283

22.4冷却回路类型 283

22.5冷却工艺 285

22.6热成型制品的冷却需求 286

22.6.1焓值图表 286

22.6.2焓值表 286

22.6.3所需模具冷却性能 286

22.7成型模具调温装置布局 287

22.7.1待冷却材料量（材料吞吐量） 287

22.7.2生产过程中所需冷却性能 288

22.7.3模具冷却水需求 288

22.7.4冷却水所需接触面积 289

22.7.5冷却通道总长度 290

22.7.6水速 290

22.7.7模具中形成压降 291

22.7.8成型模具接入机器时形成压降 292

22.8机器管路中的压降 294

22.9整个调温回路中的压降 294

22.10检查所连接的温度控制装置或冷却设备的输送功率 295

22.11评估检查结果 296

22.12热传导结构布局方式 296

22.13空气冷却对模具冷却的影响 297

22.14预防性检修 297



23热成型能耗 299

23.1概述 299

23.2热成型中的比能耗 300

23.3能源成本在拉伸件生产成本中所占比例 302

23.4比能耗降低方式 304

23.4.1通过电气驱动节能 305

23.4.2降低气压成型能耗 306

23.4.3减小压缩空气填充体积，减少成型空气 307

23.4.4压力水平的影响 307

23.4.5降低加热时的能耗 310

23.4.6使用新真空泵节省成本 312

23.4.7 短冷却时间降低能源成本 312

23.4.8管路绝热 313

23.4.9露天冷却器取代制冷机和压缩机组合 313

23.4.10错峰启动加热降低电价 313

23.4.11长时间停机时使用节能模式 313

23.4.12使用机器基础设置 314

23.4.13定期维护 314

23.4.14动态过程优化 314

23.4.15能耗显示 314

23.4.16在生产中测量能耗 314



24热成型中的故障 315

24.1制品设计故障 315

24.2片料出现故障 319

24.3正确选择热成型机 320

24.4放置热成型机时出现故障 320

24.5热成型模具出现故障 320

24.6驶入新的热成型模具时出现故障 321

24.7样品检验时出现故障 322

24.8使用红外线辐射器加热时出现故障 322

24.9空气和真空管道截面 323

24.10避免褶皱 323

24.11热成型故障查找 324



25参考文献 335