崔偉 陸宏杰 王寧
（中國(guó)電器科學(xué)研究院有限公司 廣州 510300）
摘要：一般的冰箱內(nèi)膽生產(chǎn)多使用凸模吹泡成型和凹模輔模吸塑成型，這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。稍復(fù)雜的冰箱內(nèi)膽都用凹模輔模成型法，本文介紹的用于冰箱內(nèi)膽生產(chǎn)的凹模輔模加壓空箱成型的全自動(dòng)真空成型機(jī)，除了采用凹模輔模吸塑工藝以外，在這基礎(chǔ)上還增加了壓空箱，通過(guò)壓空箱加壓縮空氣的方式，使得其能成型更復(fù)雜的內(nèi)膽，內(nèi)膽壁厚更均勻，效果更好。同時(shí)，該真空成型機(jī)還是全自動(dòng)設(shè)備，與單工位相比節(jié)約人力，與三工位相比節(jié)約投資。
關(guān)鍵詞：真空吸塑；凹模；輔模；壓空箱；全自動(dòng)
引言
冰箱的箱體內(nèi)殼，門體內(nèi)殼作為存儲(chǔ)食物的容器，是冰箱的主要零部件，它們一般是用ABS，HIPS等塑料板材采用真空吸塑成型工藝生產(chǎn)的，產(chǎn)量大。箱體及門體內(nèi)殼的生產(chǎn)是冰箱生產(chǎn)的一道關(guān)鍵工序，其質(zhì)量的好壞嚴(yán)重影響冰箱的外觀質(zhì)量和內(nèi)部附件的裝配。真空吸塑成型，主要原理是將熱塑性的塑料板加熱軟化，然后使用真空泵，通過(guò)真空的作用將塑料板緊緊的貼覆在模具中。經(jīng)過(guò)冷卻后，得到與模具外形相同的塑料件。真空成型的方法主要有無(wú)模吸塑成型、單凹模真空成型、凹模輔模吸塑成型、單凸模真空成型、凸模吹泡真空成 型等方式。冰箱內(nèi)殼成型主要采用凸模吹泡真空成型法及凹模輔模吸塑成型法，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。
1 凸模吹泡真空成型法及凹模輔模吸塑成型法分析
1.1凸模吹泡真空成型法
該方法的主要原理是將熱塑性的塑料板使用熱輻射的方式加熱，當(dāng)加熱到一定程度，塑料板軟化后，對(duì)其吹壓縮空氣，將其吹漲，形成一個(gè)中空的氣泡。然后凸模進(jìn)入氣泡中，通過(guò)真空泵將中空部分的空氣抽走，使得塑料板緊緊的貼覆在模具中。經(jīng)過(guò)冷卻后，再采用壓縮空氣反吹貼在模具上的塑料成品，使其順利脫模，最終得到與模具外形相同的塑料件
這種方法，優(yōu)點(diǎn)是：
1） 模具的表面即是內(nèi)殼的表面，塑料件成品尺寸穩(wěn)定。
2） 模具整體加工，模具尺寸精度容易保證，發(fā)泡模具易修配。
缺點(diǎn)也很明顯：
1） 塑料件產(chǎn)品表面直接貼覆模具，模具表面粗糙度要求高。
2） 需要板料較厚，成型后，厚度不均勻，原材料成本高。
3） 不容易成型較復(fù)雜的形狀。
在國(guó)際上，歐美的冰箱企業(yè)大多采用凸模成型。
1.2 凹模輔模吸塑成型法
該法的成型方式與凸模吹泡真空成型法類似，同樣經(jīng)過(guò)加熱，吹泡，模具上升，抽真空等階段。但是，模具采用凹模，并且在抽真空時(shí)， 模具上方加以輔模作為輔助手段，幫助成型更復(fù)雜的形狀。
這種方法在抽真空的同時(shí)，輔模下降，幫助板料更好的貼合在模具上（圖 2）。
其優(yōu)點(diǎn)是：
1） 模具不直接接觸塑料件產(chǎn)品的外觀面，對(duì)模具的表面粗糙度
要求低。
2） 可采用較薄的板料加工，原材料成本低。
3） 有輔模輔助成型，可成型較復(fù)雜的形狀。
4） 多穴腔時(shí)，模具成本比凸模低。
其缺點(diǎn)是：
1） 發(fā)泡模不易修配
2） 模具采用拼接式，配合要求高。
日本企業(yè)大多采用凹模輔模吸塑成型的方法。由其優(yōu)缺點(diǎn)可知，凹模成型有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，一般形狀較為復(fù)雜的冰箱內(nèi)膽都采用凹模輔模成型法。但是這種方法，成型的質(zhì)量好壞關(guān)鍵在于輔模。輔模一般采用木制，外包裹棉絨布。輔模和凹模之間的間隙20 ~ 25mm，不易成型的地方，減少間隙，但這樣會(huì)造成流痕。
本文新介紹一種凹模輔模加上壓空箱的方法，能幫助凹模更好的成型，設(shè)計(jì)一種更科學(xué)的冰箱內(nèi)膽用真空成型機(jī)。
2 凹模輔模加壓空箱成型的全自動(dòng)真空成型機(jī)
這種真空成型機(jī)，不僅采用新型的凹模輔模加壓空箱的方法，而且在單工位的基礎(chǔ)上，加上自動(dòng)上下料機(jī)械手。與傳統(tǒng)的單工位真空成型機(jī)相比，其自動(dòng)化程度更高，不需人工上下料，節(jié)省了人力和物力。在人力成本日益高漲的今天，能更好的節(jié)約運(yùn)行成本。而與傳統(tǒng)的三工位真空成型機(jī)相比，其設(shè)備成本又低很多，僅為傳統(tǒng)三工位的 40 %。全自動(dòng)真空成型機(jī)如圖 3。
其組成主要有：上料機(jī)，進(jìn)料機(jī)械手，成型機(jī)，出料機(jī)械手，下料機(jī)。它的成型工藝如圖 4 所示。
1）上料機(jī)
上料機(jī)主要有垛料平臺(tái)，移載上料機(jī)，自動(dòng)定位臺(tái)組成。工人將板料放置在垛料臺(tái)上，移載上料機(jī)將板料從垛料臺(tái)吸起，移載到定位臺(tái)上。然后定位臺(tái)將板料定位。
2）進(jìn)料機(jī)械手
進(jìn)料機(jī)械手的作用是板料送入成型機(jī)中。該機(jī)械手采用獨(dú)特的雙行程結(jié)構(gòu)（圖5），一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)兩個(gè)行程。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，不需要太多的空間。
3）成型機(jī)
成型機(jī)采用凹模輔模加壓空箱的成型方式。成型方式與凹模輔模成型相類似，但是多了壓空箱的作用。在板料被加熱吹泡后，凹模上升的同時(shí)，壓空箱帶著輔模同時(shí)下降。在開(kāi)始抽真空的那一刻，壓空箱將板料上方的空間密封住，形成一個(gè)密閉的空間。抽真空的同時(shí)，壓空箱內(nèi)同時(shí)充入壓縮空氣。輔模輔助成型的同時(shí)，在一些輔模不易到達(dá)，或者有產(chǎn)品有倒扣的地方，壓縮空氣起到輔模的作用，幫助產(chǎn)品成型（圖 6）。
采用這種方法，在成型復(fù)雜形狀的冰箱內(nèi)膽時(shí)，由于壓縮空氣的作用，成型的效果更好，壁厚更加均勻。
4）出料機(jī)械手
該機(jī)械手結(jié)構(gòu)與進(jìn)料機(jī)械手一樣，功能是將成型后的塑料件取走，放到下料機(jī)上。
5）下料機(jī)
出料機(jī)械手將成型好的塑料件放到下料平臺(tái)后，下料平臺(tái)在氣缸的帶動(dòng)下，往下傾斜，塑料件下滑出設(shè)備，工人取走塑料件。
3 應(yīng)用實(shí)例
一臺(tái)凹模輔模加壓空箱成型的全自動(dòng)真空成型機(jī)，目前在深圳一家冰箱生產(chǎn)廠家中有應(yīng)用，該設(shè)備的主要參數(shù)如下：
> 最大成型面積2000mm×1000mm
> 模具最大高度900mm，凹模成型
> 生產(chǎn)節(jié)拍20模 / 小時(shí)
> 產(chǎn)品合格率99%（設(shè)備相關(guān)，連續(xù)生產(chǎn)1000臺(tái)）
設(shè)備在實(shí)際使用過(guò)程中，自動(dòng)化程度高，不需要工人上下料，工人只負(fù)責(zé)取走產(chǎn)品，并且生產(chǎn)節(jié)拍達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)。所生產(chǎn)的冰箱內(nèi)膽，深度465mm。一般這個(gè)深度的內(nèi)膽，都需要使用3.6mm厚的HIPS 板，目前廠家只使用2.8mm的板。但是所制成的塑料件如圖7、圖8，可見(jiàn) 成型效果很好，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本，最終得到廠家的好評(píng)。
4 結(jié)論
本文所提及的這種采用凹模輔模加壓空箱吸塑成型的全自動(dòng)真空成型機(jī)，比一般的凹模吸塑成型機(jī)效果好。該機(jī)與單工位真空成型機(jī)相比，自動(dòng)化程度高，不用人工操作，節(jié)約了人力，并且規(guī)避了人工上下料的誤差，又比三工位真空成型機(jī)成本低60%。特別適用于生產(chǎn)高質(zhì)量要求，小批量的定制化冰箱內(nèi)膽。
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