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注塑工艺正面临高精密热成型工艺的挑战似的

发布时间:2021-07-16 19:13:13 阅读: 来源:高头车厂家

注塑工艺正面临高精密热成型工艺的挑战

今天的热成型塑料加工工艺已取得重大进展, 技术领先的热成型厂家所具备的加工能力远非昔日能比, 如今已拥有了复杂构造模具、倒陷机构、搭扣配合装置、精密构型设计的生产线等等。所有的这些加工机构装置, 为加工出高精密度的热成型塑料制品提供保证, 其中以高技术含量的医疗器械塑料部件最具代表性, 也就解释了为何注塑加工厂家感到面临的竞争压力正在加大。

从事生产高精密度、非常时尚塑料部件的专业加工厂家一直采用注塑工艺, 对于具有复杂几何形状、紧密公差配合的塑料部件生产领域而言, 注塑加工厂一直占据主导地位。最近, 由于工业化热成型工艺在更短的加工循环周期、更低的制模成本前提下, 获得的热成型部件与注塑件具有相同的质量效果, 使得热成型工艺已经成为注塑工艺的竞争性解决方案。

对大批量加工生产的中小型塑料部件而言, 注塑工艺仍是最主要的加工方法, 而且更具经济性。但对于需小批量加工生产的大型塑料部件来说, 采用工业化热成型工艺, 尤其是压力成型已成为最具吸引力的替代性加工方法。最近几年中, 有一种医疗诊断仪上的多组分外壳部件, 就是采用工业化热成型加工的最新例子。

1 更好地装配和功能特性

美国菲利普医疗设备制造公司( 位于加州) 研制出名为SkylightGamma Camera 的医用成像系统,这是世界上首个无门架式成像系统。采取了敞门式设计, 可对病人身体的任何部位进行拍照, 若放在一张床上, 还可同时对2 个病人进行拍照, 以检查身体。该医用设备外壳是由热成型加工制成的20 块塑料板构成, 整套仪器部件外壳的面积达30 平方英寸, 部件最大拉伸深度为9 英寸。

这套高技术含量医疗检测仪器采用较新型设计的美观外壳,具有圆弧造型和流线型线条等时尚风格元素。最初的原型外壳,是利用玻璃纤维增强热固性复合材料加工后, 再经过喷漆工序制成。后来由于了解到压力成型该公司的非PVC管及配件销量也从2012年的2.3亿吨增至去年的略超过2.69亿吨更有利于保证每个部件的质量稳定,并且可获得较高产量, 才改为用热成型工艺符合企业标准、行业标准、国际标准等;。热成型定制加工厂Specialty Manufactur ing Inc. 公司( 位于圣迭戈) 的工程部主管Jack Schr ieffer 介绍。据Schr ieffer 表示, 热成型加工过程中, 对空气压力需严格控制, 以求达到与注射加工部件同样的精密度和外观质量效果。工业化真空热成型塑料部件通常是利用一个凸型模具, 并配以大的圆弧半径, 这样方便控制部件的内表面。而压力成型则不同, 通常利用的是凹型模具, 以控制部件的外观表面, 圆弧半径则很小, 最低达0. 005 英寸。圆弧半径很小, 意味着可在部件上添加更多细致的几何装饰图案。另外, 可在凹型模具内进行纹饰刻花处理。

这套仪器外壳经过重新设计,采用了精密的榫槽连接、搭扣配合等简单的装配方式, 所以其热成型工序要比普通惯用的工艺方法稍为复杂。其中, 搭扣配合设计非常巧妙实用, 整套外壳组件仅用了16 个按扣点即可牢固装配。在板件内设计成型有连接点Pellethane 热塑性聚氨酯 (TPU)、Tecoflex 热塑性聚氨酯 (TPU)、Tecothane 热塑性聚氨酯 (TPU)、Isoplast ETPU和Carbothane 热塑性聚氨酯 (TPU)的凸出部位和相对应的凹槽部位,配合尺寸公差恒定在0. 015 英寸( 0. 51 mm) 之内。

Schr ieffer 说, 压力成型工艺可真正加工出倒陷式的侧凹部件,即加工部件可符合精密的榫槽连接要求。而达到同样的精密标准要求, 若采用注塑方法的话, 则需设计采用昂贵的侧抽芯机构。就Specialty Manufactur ing Inc. 公司而言, 这套产品的开发周期只需短短的4~6 周时间, 热成型某些大型塑料部件的制模成本也只有同样尺寸规格注塑模具的75%左右。

2 片材的“记忆性”十分重要

榫槽连接的可靠度同样依赖欢迎广大用户来电咨询于热塑性塑料片材的“ 记忆性”,这是关系到塑料部件在搭扣连接之后, 整套外壳形状能否保持不变形的因素。加工所选用的原材料产自Kleerdex 公司, 商品名为Kydex T 的高抗冲、耐燃级丙烯酸酯/ PVC 材同时料。Schr ieffer 解释说: “ 设计理念的关键在于, 应用搭扣配合连接时, 应考虑到热塑性塑料片材固有的记忆特性。”这种材料具有良好的韧性和弹性平衡, 缺口冲击强度达到15ft- lb/ in, 比其他竞争性材料高得多, 其阻燃率达到UL94V- 0/ 5V 等级, 片材厚度范围在0. 187~0. 250 英寸( 4. 8~6. 4mm) 之间。

基于这种医用诊断仪器订单生产的数量很少, 每年不过几百台, 外观颜色保持稳定同样重要。菲利普医疗设备制造公司必须将各块部件的颜色调配一致, 无论是作为全新的整套仪器部件, 还是作为备用件, 都不能存在色泽差异。各部件的颜色匹配具备了高度重复性, 使得仪器外壳都具有精确一致的颜色。

Specialty Manufactur ing Inc.公司共有雇员50 人、9 台热成型机, 同时加工双片热成型片材,以及医用薄型片材包装品。利用一台Maac 公司制造的4 工位旋转压力成型机, 加工医用诊断仪的外壳部件。Schr ieffer 说, 公司选用反压式活压板压机, 取代常用的机械限位式压机。压板保持恒定的压力, 获得恒定在使用和对塑料包装材料进行生态设计时的加工成型周期。整块压板的表面积最大达到5×8 英尺, 施加的成型空气压力为80psi, 压板翘曲变形幅度不会超过0. 005 英寸。

3 制模和裁边设备

Specialty Manufactur ing Inc.公司在工厂车间内自行制造模具,其制造的铝质模具内含温度调节系统。Schr ieffer 强调指出, 塑料片材能否精确地复制铝质模具上的酸蚀刻图案, 是影响整套仪器部件外观的关键。质量要求规定,即使是需经深度拉伸的部件, 也要精确再现模具上的修饰图案,每个部件之间都不允许出现丝毫的偏差。

就目前而言, 加工具有紧密公差配合要求的热成型部件的另一种可行性方法, 就是利用多轴向的数控( CNC) 裁切边设备。加工时只需简单地改变编程程序, 并调整裁切高度和开孔的宽度。

转载自:国外塑料

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