真空成型：它是什么以及它是如何工作的

真空成型是一种热成型工艺，具有制造成本低、成型成本低、高质量制造效率高等优点。从药品泡罩包装等较小的零件到较大的汽车零件，真空成型应用于许多行业。

然而，该过程存在一些复杂的问题，因此有必要在选择之前了解该过程。本文介绍了该工艺、兼容的材料和机器及其应用。

真空成型是一种塑料制造工艺，涉及使用机器加热塑料聚合物直至其柔韧，然后将其拉到模具上。是塑料件小批量生产中的重要工序。

尽管热塑性塑料和热固性材料存在差异，但该工艺与它们兼容。因此，只有在正确理解其属性后才能使用它们。然而，大多数制造商由于其可回收性而更喜欢热塑性塑料。

真空成型是如何工作的？

真空成型是一种简单的制造过程，涉及以下五个主要步骤：

第 1 步：创建真空成型模具

制造商使用铸铝、木材、结构泡沫或 3D 打印塑料来制造真空模具。每种材料都有其独特的优点和局限性。例如，3D 打印塑料更容易制造，并且可以在模具中创建更复杂的设计。另一方面，当强度是决定因素时，铝可能是合适的选择。

大多数时候，模具上有数千个排气孔。这些孔是成型过程中滞留空气的通道，以防止空气滞留。此外，模具必须能够导热以减少最终产品的冷却时间。正如聚氨酯真空铸造一样，在塑料真空成型过程开始之前预热模具非常重要。

第 2 步：夹紧过程

将模具放入机器后，将塑料片正确放置在机器上。夹具必须足够坚固，能够在整个成型过程中固定住塑料；它的强度取决于机器。大多数夹具可以夹持厚度范围为 6-10mm 的材料。

第3步：加热过程

这涉及使用加热器在玻璃化转变温度以下熔化塑料片。加热器配有辐射源来执行其功能，加热时间取决于所使用的塑料类型。

注意：将热量均匀地施加到整个塑料片上非常重要。

第 4 步：抽真空过程

使用压缩空气拉伸加热的塑料片后，应用真空将其拉动并分布在模具表面上。当塑料片材形成模具形状时，真空会去除残留的空气。

零件必须充分冷却，冷却不足会导致最终零件变形。

第 5 步：修剪和整理

修剪涉及切除多余的塑料材料。您可以根据尺寸和纹理用手刀或带锯​​进行修剪。此外，真空成型产品可能需要额外的孔或其他设计才能使其完整。

因此，制造商采用钻孔、滚切、数控加工等方法来创建精确的孔和特征。此外，您还可以使用真空金属喷镀等后精加工工艺来提高零件的质量和外观。

真空成型机的类型

制造过程中使用的每台机器都有其独特的品质和功能。因此，您应该了解可用的不同机器。以下是主要类型。

工业真空成型机

这种机器类型占用空间大，最适合商业制造。此外，它还可以生产具有复杂形状和设计的零件。该级别机器的一个重要特点是设计人员可以在不中断生产周期的情况下修改当前参数。

中型真空成型机

制造商使用此类机器来制造中小型塑料零件，以进行原型设计和小规模生产。对于中型真空成型机，由于其半自动功能，人们对工艺拥有更多的自主权

台式真空成型机

该机器类别便携、易于使用，专为个人成型应用而设计。台式真空成型机最适合厚度不超过6mm的材料。

DIY真空成型机

这是儿童和青少年的完美教育工具。它是手动操作的，只能用于功能简单的零件。

真空成型材料

有几种材料与制造工艺兼容。每种材料都具有独特的性能，例如，聚碳酸酯具有高拉伸强度，使其适用于结构部件。该过程的常见材料包括：

• 丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)
• 聚碳酸酯 (PC)
• 聚丙烯 (PP)
• 聚偏二氟乙烯 (PVDF)
• 聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PETG)
• 聚氯乙烯 (PVC)
• 高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)
• 亚克力 (PMMA)
• 高密度聚乙烯 (HDPE)

真空成型的优点

制造商使用真空成型是因为具有以下优点。

1。性价比高

真空成型是小批量生产最经济实惠的塑料加工方法。这与原型设计和创建真空成型模具的成本损失相关。模具成本较低，因为制造商使用价格实惠且易于获取的材料来制造模具。另外，在制作类似零件时，可以重复使用模具。

2。周转时间

与传统的加工方法相比，生产工装模具的时间很短，如果采用3D打印的话，生产模具的时间会更短。通过真空成型，创建制造设计和实际生产之间的时间很短。这提高了生产效率并缩短了产品上市时间。

3。设计灵活性和多功能性

尽管一个模具可以生产具有相同设计的零件，但设计人员可以修改这些模具以更好地满足他们的需求。这增加了创造力，因为人们可以尝试新想法并创建原型，而无需花费大量成本或延迟。此外，真空成型提供更多的颜色选择和定制。这样，制造商就可以以合理的价格创造独特的设计和个性化零件。

4。准确度和精确度

塑料真空成型是一种精密的制造工艺。最终零件采用模具的精确形状，从而在使用同一模具时各批次的形状和尺寸保持一致。对于必须安装到另一个零件中的组件来说，准确性和精密度至关重要。因此适用于零件装配。

5。兼容性

真空成型与大多数塑料材料兼容。例如，制造商可以生产适用于食品包装的透明和半透明部件。与该工艺兼容的常见材料包括聚碳酸酯、丙烯和高密度聚乙烯。

6。环保

真空成型过程不会危害环境，因为它几乎不产生废物。此外，人们还可以轻松回收多余的塑料材料并将其用于未来的生产。

真空成型的缺点

真空成型虽然具有许多优点，但也有一些局限性。其中包括：

简单

尽管您可以创建定制零件，但模具只能产生有限的细节，而真空成型对于具有高细节水平的零件可能无效。因此，形状必须简单，设计必须简单。

不适合大规模生产

真空成型工艺一次只生产一个零件，因此适合小批量生产。但大规模生产可能会比较耗时。

翘曲风险

真空成型适用于薄壁塑料。较厚的壁会增加塑料变形的风险。为了避免这种情况，必须拉伸塑料片以减少壁厚。

持续缺陷

重复使用真空成型模具在节省成本方面的优势可能会受到限制，因为模具的任何损坏都会对最终产品造成重大损坏，并可能导致产品召回和损失。

真空成型的应用

真空成型工艺用于制造各行业的许多产品。一些常见的应用程序是：

汽车和交通

塑料真空成型是一种经济实惠的汽车零件生产方式，因为它可以对零件进行详细设计，并且与小型和大型汽车零件兼容。除此之外，塑料材料被拉伸成非常薄的片材，从而减轻了零件的重量并提高了燃油效率。

汽车零部件制造商使用真空成型来生产车窗毛坯、保险杠、托盘、内饰板、备胎盖等。

食品包装

真空成型适用于食品包装行业，因为它可以轻松成型食品级塑料。因为这种塑料等级与聚碳酸酯一样，易于消毒、防止污染、减少食品损坏并保持新鲜度。

消费品

用于制造消费品的真空成型产品数不胜数。这是因为真空成型非常适合要求轻质、耐用且美观的零件。例如儿童玩具、浴缸和淋浴盘、储物盒等等。

自定义部件和特效

许多行业的制造商都使用真空成型来定制独特的零件，这对于添加特殊效果的设计和属性非常重要。通过真空成型，人们可以在零件上添加复杂的徽标和符号。

真空成型、热成型和压力成型之间有什么区别？

热成型是描述用塑料片材制造 3D 零件的总称。真空成型和压力成型是热成型的两种主要类型。不同之处在于成形原理、类型和使用的模具数量。

原理

压力成型涉及使用加压空气将加热的塑料片推入一个模具中，然后将另一片放在成型的塑料上。另一方面，真空成型利用真空压力将温热的塑料拉到模具上或拉入模具中。

模具类型和数量

热成型时使用的模具有阳模（凸形）和阴模（凹形）两种。使用阳模时，将塑料片放在其上以安装在零件内部。当使用阴模时，它贴合在热塑性片材周围并精确地形成其外部尺寸。

一般来说，真空成型可以使用阳模或阴模，利用单一模具和真空压力使零件达到所需的形状。

压力成型的工作原理不同。不是在一个模具周围抽吸，而是将加热的塑料片压在两个模具之间。这对于制造需要在两侧精确成型或需要深拉时的塑料零件非常有用。

协商

真空成型是经济地制造可重复塑料零件的最简单方法。它利用真空压力和热量来执行其操作。制造商经常将这种真空成型与其他制造工艺结合起来，以增强功能性和美观性。

真空成型有几个方面决定操作的成功。例如，选择最好的模具和材料。因此，本文讨论了真空成型的部分内容。在韦克，我们的工程师和设计师可以满足您从原型设计到全面生产运行的小批量零件生产需求。

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常见问题解答

什么时候真空成型不是正确的选择？

尽管真空成型具有许多优点，但如果您想要生产的零件具有非常复杂的设计和功能、预期产品规模较大、产品上市时间很短，则该工艺可能不是最佳选择。在任何这些情况下，请考虑其他合适的替代方案。

真空成型可能会出现什么问题？

与其他制造工艺一样，在成型零件时采取一些预防措施非常重要。最终零件可能会出现翘曲和壁厚不均匀等缺陷。这些缺陷可能会影响零件的功能。因此，应通过调整气压等参数来避免这种情况。

真空铸造和真空成型是一回事吗？

尽管两者的原理可能相同，但还是有区别的。真空浇注的原材料是液态树脂，而真空成型的原材料是固体塑料片材。