吸塑是將PVC、PS、PET等樹脂片在吸塑成形機(jī)中經(jīng)過(guò)加熱、真空成形、冷卻等過(guò)程,使之按照模具的形狀成形,然后在沖床上用刀模沖壓成單個(gè)產(chǎn)品,最后再經(jīng)過(guò)折邊、沖孔等工藝制成的包裝產(chǎn)品。這種包裝產(chǎn)品具有材料便宜、工藝簡(jiǎn)單、投入少、利潤(rùn)可觀的特點(diǎn),適合包裝小型日用品、小電器、玩具等商品,不適合對(duì)緩沖性要求高、產(chǎn)品較重的產(chǎn)品進(jìn)行包裝。
一
吸塑產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝
吸塑產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝包括起模、拉片、沖床、折邊、沖孔、包裝等,以下就分別來(lái)介紹。
當(dāng)客戶確認(rèn)樣品后,由打樣用的石膏模作為母模,電鍍銅后,按照一定的數(shù)量和位置制成生產(chǎn)用的模即為起模。
常規(guī)的模分三種:石膏模、銅模、鋁模。其中石膏模主要用于打樣,一般不能做批量生產(chǎn)使用,其制作時(shí)間一般為24小時(shí)。銅模為石膏模電鍍一層銅,強(qiáng)度和耐磨性增強(qiáng),成本不高,為生產(chǎn)最常用的模,一般制作周期為100小時(shí),最少為3天時(shí)間,使用壽命約10萬(wàn)個(gè)。當(dāng)數(shù)量達(dá)到100萬(wàn)個(gè)以上時(shí)可制作鋁模,鋁模由純鋁制作,成本高、需上機(jī)加工,一般制模時(shí)間為3天。
鋁模生產(chǎn)質(zhì)量好、散熱快、產(chǎn)品精度高、使用壽命長(zhǎng),如客戶對(duì)產(chǎn)品要求精確,銅模不能達(dá)到精度要求時(shí),即使數(shù)量少也須做鋁模。
吸塑機(jī)將原材料卷材經(jīng)吸塑成形機(jī)加熱、真空吸塑成形、冷卻后,自動(dòng)裁成既定尺寸,這道工序是吸塑的最主要工序。拉片的長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際需要,在600~1170mm之間。不同的材料、不同的厚度,對(duì)溫度的調(diào)節(jié)要求也不一樣,需要開機(jī)人員有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)。拉片的調(diào)機(jī)測(cè)試一般為3張。吸塑機(jī)每進(jìn)一次的長(zhǎng)度稱為拉片長(zhǎng),可根據(jù)排模長(zhǎng)度來(lái)定。
拉片出來(lái)的一般為多個(gè)產(chǎn)品(按照模具排的數(shù)量),需要用刀模在沖床上沖成單個(gè)產(chǎn)品,這種工序叫沖床。
對(duì)于一些需將吸塑產(chǎn)品兩邊或多邊的邊角折過(guò)來(lái)以插上紙卡的產(chǎn)品來(lái)講,需加此工序。此工序由折邊機(jī)完成。
如客戶有特殊要求,要在吸塑上穿孔時(shí)添加此工序。
吸塑產(chǎn)品包裝一定要注意,根據(jù)客戶要求的嚴(yán)格程度、產(chǎn)品的材料、形狀等確定合適的包裝方式。如客戶無(wú)特殊要求,可采用裝箱、裝膠袋的方式。對(duì)于白色或色彩較鮮艷的、摩擦易花或不能粘上灰塵、手印的產(chǎn)品,常在生產(chǎn)時(shí)戴手套。
二
吸塑材料
常用的吸塑材料有PVC(約占50%,密度為1.36g/cm3)、PS(約占30%,密度為1.06g/ cm3)、PET(約占10%,密度為1.39g/ cm3)、PP(約占10%,密度為0.92g/ cm3)。
其中PVC最大的厚度一般為0.8mm,PS一般可達(dá)1.2mm,超過(guò)此厚度的膠片難拉,容易造成設(shè)備的損傷。
材料的顏色一般根據(jù)客戶的要求來(lái)確定,一般需提供如PANTON色標(biāo)、跟色稿、拆色標(biāo)準(zhǔn)等,也可由客戶規(guī)定大致的顏色,根據(jù)產(chǎn)品庫(kù)存提供給客戶顏色。如客戶無(wú)要求,一般可以使用無(wú)色透明、最易生產(chǎn)的材料。如訂購(gòu)有顏色片材,一般需達(dá)到2t以上才可訂做。有顏色材料的密度比透明材料大。植絨材料一般選用密度較小的PS料。
如果密度大,拉伸后易產(chǎn)生部分面上無(wú)絨。一般顏色較鮮艷的材料較易生產(chǎn),對(duì)包裝的要求不高。淺色的材料刮傷容易看出,對(duì)包裝要求得嚴(yán)格。一般植絨材料需防止刮傷、壓痕,當(dāng)產(chǎn)品套在一起時(shí),接觸緊的地方易產(chǎn)生摩擦而發(fā)白。諸如此類的地方,包裝時(shí)須特別注意,如要求嚴(yán)格,則考慮采用裝膠袋、隔拷貝紙等方法保護(hù)。植絨材料一般按照長(zhǎng)度(米數(shù))來(lái)訂料。
材料的特性一般還有防靜電性。防靜電材料通過(guò)浸泡或加入防靜電成分兩種方式制得,后種方式防靜電性能持久。防靜電材料的靜電值一般可達(dá)106~1012Ω。此外還有環(huán)保性,其中APET最環(huán)保,PVC可回收。一般來(lái)說(shuō),材料越厚,需加熱的時(shí)間越長(zhǎng),生產(chǎn)的速度越慢;材料越薄,生產(chǎn)的速度越快,但一卷的長(zhǎng)度也越長(zhǎng)。
三
吸塑模具
吸塑模具可分為下模、上模、刀模,以下分別進(jìn)行介紹。
下模是吸塑生產(chǎn)中必不可少的模具。根據(jù)制作工藝和材料的不同,可分為石膏模、銅模、鋁模。當(dāng)客戶提供樣品、圖紙或?qū)嵨飼r(shí),需要制作加樣的石膏模。石膏模由石膏粉加水后定以一定的形狀,脫水后變硬制成模具。需要諸如石膏粉、鉆頭、砂布、木板等材料和工具。因?yàn)槭鞘止ぶ谱?,?duì)于圖紙而言,會(huì)產(chǎn)生2mm左右的偏差。石膏模制成后可以直接打樣,不適合大批量生產(chǎn)。
石膏??梢栽诔尚魏筮M(jìn)行修改,一般改小比改大容易些??蛻舸_認(rèn)樣品后,可由打樣的石膏模為種模(母模),根據(jù)生產(chǎn)的需要排出多個(gè)子模來(lái)。子模的尺寸與種模偏差不會(huì)很大,一般在0.5mm左右。下模制成后需固定在約8mm厚的五合板上,等生產(chǎn)時(shí)裝在模盆上即可。經(jīng)過(guò)加熱后的片材經(jīng)過(guò)模具時(shí),被真空泵抽氣吸引,貼在下模上,即可制成與下模形狀一致的產(chǎn)品。
有時(shí)僅靠真空吸力不足以使產(chǎn)品成形,需要施加一定的外力,即可做上模。上模并不是所有產(chǎn)品都必需的,而是根據(jù)生產(chǎn)的需要而定。當(dāng)試機(jī)時(shí),吸塑成形不好需要上模時(shí),開機(jī)師傅根據(jù)形狀制作上模。上模的材料一般為鐵或木,與產(chǎn)品接觸面需包上較軟的海綿或絨布。
一般的吸塑一模開多個(gè),在成形后,需要根據(jù)產(chǎn)品的尺寸和形狀裁成成品,而裁成成品的工序即為沖床,所用的模具即為刀模。刀模根據(jù)材料和制作工藝的不同可分為三種:鐵刀、木樣刀、激光刀模。其中鐵刀較厚,一般可做成形狀較規(guī)則的刀模,如矩形、橢圓形等形狀,不適合做太過(guò)彎曲的形狀。
木樣刀所用的刀片即彩盒用的啤機(jī)刀模,需要根據(jù)產(chǎn)品的高度疊加一定的層數(shù),有時(shí)還要墊下墊。對(duì)于要求精度較高的刀模,可制作激光刀模,與木樣刀相類似。刀模做成后,需要定位的產(chǎn)品一般還要在刀模中固定一個(gè)成品,在沖產(chǎn)品時(shí)方便定位。不需要定位的產(chǎn)品,如無(wú)邊的吸塑產(chǎn)品,一般用鐵刀做刀模。
四
尺寸及公差
吸塑尺寸的得來(lái)可分為三種:按照客戶樣品復(fù)制(制模叫復(fù)模)、根據(jù)圖紙制模、根據(jù)實(shí)物自行設(shè)計(jì)。因?yàn)槲艿男螤钜话愀鶕?jù)實(shí)物定制,故形狀多不規(guī)則,圖紙制作時(shí)有很多尺寸不準(zhǔn)確或不能標(biāo)注出,故根據(jù)圖紙制作時(shí)存在的偏差較大。為準(zhǔn)確起見,一定要配以實(shí)物試裝。根據(jù)樣品復(fù)模制作的產(chǎn)品,尺寸偏差不大。
一般厚度公差為0.1mm,產(chǎn)品偏差為±2mm。公差產(chǎn)生的原因主要有:
1.手工起模時(shí)造成的偏差。此偏差一般小于2mm。
2.種模復(fù)制子模時(shí)產(chǎn)生的偏差。此偏差較小,一般小于0.5mm。
3.同一模具因材料、吸塑溫度不同造成的厚度偏差。此偏差較小,一般小于0.1mm。
4.厚度的公差視具體情況而定,同一面積被拉得越大,此塊厚度變得越薄。不同的操作人員,不同的溫度也會(huì)使同一部位的厚度不同。
以上原因中,第一條是造成尺寸公差的最主要原因,但因模具可以修改校正,故吸塑的偏差一般可控制在2mm以內(nèi)。
需要特別說(shuō)明的是,材料厚度比成品厚度小兩個(gè)號(hào)(0.05mm)。雖說(shuō)存在當(dāng)成品表面積比材料表面積大得多時(shí),成品的厚度會(huì)比材料的厚度小得更多,成品表面積比材料表面積大得多,成品的厚度會(huì)比材料的厚度小得多這些現(xiàn)象,但總體上來(lái)說(shuō),一般差距為0.05mm。吸塑是很明確的“量體裁衣”的產(chǎn)品,如要尺寸合適,必須取實(shí)物來(lái)試裝。
五
拔模斜度
凡用模具沖壓成形的產(chǎn)品均需要在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置拔模斜度,吸塑也是同樣。一般吸塑的拔模斜度為3°。拔模斜度會(huì)造成上表面的尺寸比下表面的尺寸小,如吸塑放在一個(gè)盒子內(nèi),上表面與盒壁之間會(huì)有間隙。
當(dāng)拔模斜度相同時(shí),間隙的大小與高度有關(guān),計(jì)算公式為:
d=h×tgθ
式中
d——每邊間隙大小;
h——吸塑的高度;
θ——拔模斜度,一般為3°。
2d即可表示上表面與下表面的間隙差值。當(dāng)拔模斜度為3°時(shí),表2-1為高度與間隙速算表:
表2-1 高度與間隙大小的速算表
六
排模與定料
排模指將模具排列在模盤上,并且固定好。模與模之間的距離隨產(chǎn)品的高度而定。常規(guī)是模與模之間的距離等于模的高度,模與模盤四邊的距離等于模的高度除以2。模的高點(diǎn)指的是模的最高點(diǎn)。產(chǎn)品的高度指的是產(chǎn)品最高的尺寸,見圖2-1,h1、h2均不是產(chǎn)品的高度,最大的h才是產(chǎn)品的高度。
圖2-1 產(chǎn)品高點(diǎn)與拔模斜度
排模時(shí)寬度一定排好到邊,長(zhǎng)度可多可少,但最多不超過(guò)1120mm,最少不低于600mm,在600~1120mm之間,越長(zhǎng)越好。APET材料的排模個(gè)數(shù)不能太多,在600~800個(gè)之間。模盤寬加50mm等于用料寬,排模長(zhǎng)加50mm等于拉片長(zhǎng)。見圖2-2。
例:一款吸塑的尺寸為297mm×210mm×32mm(長(zhǎng)×寬×高),請(qǐng)確定排模個(gè)數(shù)及用料情況。
圖2-2 排模示意圖
1.分析可選用的模盤寬及料寬:產(chǎn)品可分為橫放和縱放,分別用510mm、560mm、610mm、660mm四種模盤寬度除以產(chǎn)品的長(zhǎng)與高度之和,得出最節(jié)省料的模盤寬度和排模方案。最佳方案為用660mm模盤橫放排2個(gè),則其用料寬度即為710mm。
2.確定拉片長(zhǎng):用1120mm的最大拉片長(zhǎng)度除以寬度與高度之和,所得數(shù)值取整數(shù)即為可排的最多個(gè)數(shù)4,可排最多個(gè)數(shù)×(寬度+高度)+50mm=1020mm,1020mm即為拉片長(zhǎng)度。
3.計(jì)算排模的個(gè)數(shù):橫放2個(gè),豎排4個(gè),故此產(chǎn)品的排模個(gè)數(shù)為8個(gè)。通過(guò)上述記算,可知此款吸塑的排模方法為:用660mm×1120mm的模盤,用710mm的膠片,拉片長(zhǎng)為1020mm,可排8個(gè)產(chǎn)品。
表2-2為排模示案選擇示例。
表2-2 排模