真空成形方法主要有凹模真空成形、凸模真空成形、凹凸模先后抽真空成形、吹泡真空成形、辅助凸模真空成形和带有气体缓冲装置的真空成形等方法 。
凹模真空成形是最常用的真空成形方法,如图1所示。把板(片)材四周固定并密封在模腔的上方,加热器将板(片)材加热至软化 [ 见图1中(a)] ,然后将型腔内的空气抽出形成真空,使板(片)材在大气压力下贴紧模具型腔而成形[ 见图1中(b)],当塑件冷却定型后,再由下方抽气孔通入压缩空气将成形后的制品吹出 [ 见图1中(c)]。
凹模真空成形适用于深度不大的制品,若制品深度过大,塑料板(片)材伸长过大将造成底部太薄,凹模真空成形制品的外观尺寸精度高。
如图2所示,塑料板(片)材被夹紧框夹紧在凸模上方,加热至软化[见图2中(a)]。接着夹紧框下移,软化的塑料板(片)材像帐篷一样覆盖在凸模上,即被冷却而失去减薄能力[见图2中(b)]。然后将板(片)材与凸模之间的空气抽出形成真空,塑料板(片)材边缘及四周紧贴在凸模上减薄而成形[见图2中(c)]。凸模真空成形法成形的制品,内形尺寸精度高,底部较厚不减薄。
凸模真空成形多用于有凸起形状的薄壁塑件,成形塑件的内表面尺寸精度较高。
凸凹模先后抽真空成形如图3所示。首先把塑料板紧固在凹模上加热,如图3中(a)所示。软化后将加热器移开,然后通过凸模吹入压缩空气,而凹模抽真空使塑料板鼓起,如图3中(b)所示。最后凸模向下插入鼓起的塑料板中并且抽真空,同时向凹模内通人压缩空气,使塑料板贴附在凸模的外表面而成形,如图3中(c)所示。
这种成形方法,由于将软化了的塑料板吹鼓,使板材延伸后再成形,故壁厚比较均匀,可用于成形深型腔塑件。
有些要求壁厚大致均匀的吸塑件,也可以用吹泡真空成形,模具结构如图4所示。用置于密闭箱中的凸模成形。首先将片材加热,如图4中(a)所示。然后向密闭箱内送人压缩空气,把片材向外吹涨,再将凸模升起,与片材之间形成密闭状态,如图4中(b)所示。最后由凸模上的气孔抽真空,利用外面的大气压力使它成形,如图4中(c)所示。
这种成形方法是预先把片材各部同时减薄,使最后成形时塑件的厚度大体一致。
辅助凸模真空成形分为下向真空成形和上向真空成形。
下向真空成形如图5所示,首先将同定于凹模的塑料板加热至软化状态,如图5中(a)所示。接着移开加热器,用辅助凸模将塑料板推下,使凹模里的空气被压缩,软化的塑料板由于辅助凸模的推力和型腔内封闭的空气移动而延伸,如图5中(b)所示,然后凹模抽真空成形。
上向真空成形如图6所示,上向真空成形的优点是在成形时材料先不接触凹模,材料加热后膨胀悬垂,如图6中(a)所示。此时辅助凸模向上升起,把片材在没有凹模的状态下拉成初型,这样可以使片材的厚度变化更趋于均匀,如图6中(b)所示。如果使用下向真空成形,则片材首先接触凹模,接触处被冷却,厚度不再变化,成形效果较差。
单纯靠抽真空和大气压力使片材成形,由于各部分的变形率不同而引起塑件壁厚的不均匀。当璧厚过于薄时,塑件往往易破而失去使用价值,采用辅助凸模真空成形,可使塑件底部及隅角部的减薄得到改善,如图7中(a)所示,未经拉深的吸塑,其底部及隅角部明显减薄。如图7中(b)所示,为辅助凸模真空成形,底部及隅角部的减薄得以改善。
当型坯厚度大于5mm时。应采用辅助凸模真空成形。不同成形方法塑件的厚度误差如图8所示。
如图9所示。这是柱塞和压缩空气并用的形式。把塑料板加热后和框架一起轻轻地压向凹模,然后向凹模腔内吹入压缩空气,把加热的塑料板吹鼓,多余的气体从板材和凹模的缝隙中逸出,同时从板材上面通过辅助凸模的孔吹出已加热的空气,这时板材就处于两个空气缓冲层之间,如图9中(a)、(b)所示,辅助凸模逐渐下降,如图9中(c)、(d)所示。最后辅助凸模内停止吹入压缩空气,凹模抽真空,使塑料板贴附在凹模型腔上成形,同时辅助凸模升起,如图9中(e)所示。这种方法成形的塑件壁厚较均匀,并且可以成形较深的塑件 。