EPS、EPP成型

EPS/EPP成型工艺

本周主要在生产部EPS/EPP生产车间实习，了解EPS/EPP成型的工艺过程。一名合格的包装设计师只有在熟悉了解生产工艺的基础上，才能将创意付诸现实；反之，纸上谈兵的设计一定会在后续的生产过程中遇到这样那样的问题，不能满足客户及时交付、成本控制、精细质量等等要求，那么这个设计一定是失败的。

EPS成型涉及原料选择、管道工艺及模具工艺，最终体现在成型工艺等方面内容。我司EPS成型依次分为以下几个步骤：预发→装模→成型→整理→烘干→包装→入库。

一、预发

预发工艺原料珠粒（BSF原料）在预发机料桶内被蒸汽加热至90℃以上时软化，发泡剂挥发逸散，粒子体积膨胀为所需倍率或克重。在允许发泡速度内，通过调整预发温度、蒸汽压力、进料量等获取后续缓冲设计所需的发泡倍率。我们可以根据客户的需求生产所需的发泡倍率也就是指定克重的EPS原材料。

我司常用EPS原材料类型如下：

刚发好的泡粒因发泡剂蒸发和残留发泡剂冷凝，内部呈真空状态而显软而没有弹性，因此必须有充分时间让空气进入泡粒内部微孔使之内外压力平衡而富弹性，一般需4小时左右。圆熟工艺在用网状防静电纱布制成的圆熟仓内完成，以使附着的泡粒水分散发和消除泡粒摩擦时自然积留的静电，发泡机与圆熟仓通过固定管道相连。

预发工艺示意

二、装模

根据成型机（主要是装夹尺寸等其他性能参数）及产品的需要不同，EPS模具也不尽相

同。为了实现模具的标准化和系列化，便于模具的装拆和减少加工量，提高生产率，将模具分成模架和型腔两部。

1

模具的安装与型腔的更换都固化为标准动作。我司成型机均为一体机，凹模架的高度为适应不同产品的需要，一般做成几种特定的规格呈现系列化，因此在凹模的后部装配有不同高度的支撑架，我司支撑架高度一般为200（或325）mm。

2，型腔由凹模、凸模面板和背板组成，更换模具时只需更换型腔，这样在制造和使用过程中会很方便。(1)各种不同的成型机由于工作台面也不同，需要根据产品面积大小进行合理选择。(2)型腔的集合形状是与产品形状直接相关的，用螺钉将其固定在模架上，背板和面板的位置校正后，安装加料枪，顶杆，所有可能缝隙的位置都装有密封圈以便进行后续抽真空的工序。凹模与凸模分别装好后锁模，接上与模具端接口的气管、料管、待上机生产。

3，模具在装模区装好后上机安装，接上成型机端的水管、料管、气管，将凹模与凸模打开，就可以进行试模成型工序了。

凸模与凹模示意

三、成型

根据设计产品的外形尺寸不同及缓冲所用原材料的不同选择不同的成型机生产，我司现

有EPS 成型机共30台，杭州方圆塑料机械有限公司SPZ100-200系列真空型自动成型机12台；日本积水工机制作所1台M25-CVS ，2台M2000真空型自动成型机；日本DAISEN 品牌VS 系列、K 系列共13台真空型自动成型机；德国KURTZ 品牌2台真空型自动成型机。

EPS 成型的原理是发泡泡粒从圆熟仓内进入模具，填充至凸模与凹模之间的间隙，然后被蒸汽加热“蒸熟”，融结为固定形状。

以方圆公司的某机型控制面板控制程序为例可以看出EPS 成型的一般过程：

根据不同产品的规格、尺寸、厚薄等因素控制加热、水冷却时间的长短；一般加工成型过程中，水冷却时间占加工成型总循环时间的一半；蒸汽、冷却水、压缩空气供应条件是保证产品脱模好、成熟度佳、表面平整及缩短成型周期的基础，有经验的设备维护师傅会根据产品特征调整相应参数快速达到最佳成型状态。

一般设置数值如下：

主蒸汽压力：0.4-0.7Mpa 冷却水压力：0.3-0.5Mpa 压缩空气：0.45-0.70Mpa 真空度：-600-650mmHg

EPS 加热的关键

1，穿透必须用低压，普通加热采用高压（可根据原料及模具的特性设置不同的高压压

力）；

2，穿透前必须进行排气，即把两个蒸汽阀及排水阀全部打开，通过蒸汽把原料及模腔中的空气及水份排掉，此步骤可以根据模温作适当调整，一般为1～2S；

3，对蒸汽的要求，必须是干燥的，不能带水或锅水

否则：1）穿透时间会很长（相当于用热水煮模具）；2）模具腐蚀极大（相当于用有压力的热水冲模具）

蒸汽带水的原因：可能蓄热罐的水位过高或蒸汽带锅水；

EPS成型，可以根据成型品选择不同的穿透方法：一般的凹模空间较大，凸模较简单时，可以选择一次穿透，即单向穿透，这样成型时间可以大大降低，一般单向穿透的压力选择低压区。

EPS成型中的关键：

1，料枪情况（进料不足，废品增加，效率低）；因此在日常模具维护中料枪经常需要检修；

2，杜绝漏气、漏水（能耗、效率、机器腐蚀）；

3，真空度检查（真空度差，不易汽化，产品容易肿胀）；

4，压力检查（包括进料及各种控制器的压力检查）；

四、整理

整理需对成型好的产品进行初步的质量筛选，脱模出来的产品表面附着有水份，同时产品泡粒蒸汽凝结成水份须蒸发干燥，产品泡粒退出真空状态以及温度降低后减压也会产生较大收缩力，较高倍率的产品可能在薄壁部分产生收缩，因此需要及时将成型后的EPS产品放入烘烤房进行熟化。

五、烘干

烘房的温度一般为50℃~60℃，此温度下一般烘干时间是4小时，烘干后产品的硬度和强度都会提高。

六、包装

包装过程主要对产品进行外观检验，并对产品进行塑料薄膜包装。

EPS产品的不合格特征及原因有以下几个特点：

1，进料不足，产品没有完全填充满料，粒子很松散，基本不成形；

2，生（熔结度不良），表面粗糙，含水率很高，粒子和粒子之间没有完全粘接，用手掰，少于70%以下的粒子没有断裂；

3，弯曲，产品表面不平整，有点弧度，产生原因脱模困难，顶针顶出产品不一致；

4，破损，不及时整理，被敲坏；脱模风大，顶针不一致落下摔坏；

5，肿胀，产品表面凸出不平整，水冷时间太短，熟化时间不够，都会造成肿胀，越厚的地方，越容易产生肿胀。

6，脏污，生产过程中由于不注意清洁而产生的油污、污迹、混料等现象；

7，飞边，超过2mm的长度或宽度，称为飞边；模具的破损，也会造成飞边。零件产品，模具交叉较多的结构件产品，会造成飞边。

EPP成型的工艺与EPS基本相同，我司EPP原料从外部购入，是由聚丙烯、成核剂、发泡剂和辅助添加剂生产出来的闭孔发泡球体，直径约3~5mm，密度约14~60kg/m3，颜色

可以根据客户要求定制，在EPP发泡前也需将料存放在防静电仓位内除潮并消除静电进行熟化。

我司常用EPP原材料类型如下：

1，LBK—45F，其中，K代表黑色，F代表普通料；

2，LBS—30S，其中，S代表白色，S代表小粒径；

设备方面，我司现有KURTZ库尔特K813HP9台，气室尺寸为800×1300（mm）；K1214HP6台，气室尺寸为1200×1400（mm）；K1318HP1台，气室尺寸为1300×1800（mm）。EPP

EPP成型后常出现的不良现象如下：

1，凸凹不平；

2，压痕；

3，飞边超出要求（一般包装类泡沫产品飞边控制在≤2mm以内）；

4，裂、生（熔接时间不够长）；

5，进料不足；

6，混料；

7，顶针凹陷，允许控制在2mm以内；

8，破损。

设计体会：

1，设计要为后续生产制造、市场营销提供方便；

①在设计中应避免出现尺寸太大（超出模架尺寸）或太小（没有办法进料，没有真空孔）、深槽太深、过度圆角（避免飞边的产生）、厚薄不均等问题，或缓冲垫过厚或过薄等情况，设计师在满足客户需求的前提下，应结合我司生产工艺情况进行产品设计；

②脱模角度的选择（案例）；为了EPS成型加工中脱模的方便性，不拉伤产品，并考虑到排水等诸因素，EPS制品其内外必须有一定的拔模斜度，一般取1～1.5°（我司可做到

0.5°），在EPS产品设计中需考虑到这些对后续不对客户装箱产生影响；

③由于EPS成型脱模后会产生收缩变形，一般模具尺寸会比最终产品尺寸加放比例1‰～5‰；

④EPS模具成型必须有加料口，顶杆，真空孔等工艺痕迹，根据不同成型品的厚薄、大小、选择不同的料管口径。加料口的位置应选择得当，背加料料口尽可能选择在制品辟较厚的部位或居中位置，侧加料料口应选择在产品壁薄的一侧，送料畅通的位置。

2，设计要考虑到成本控制、成型速度等因素；

用料的成本节省；（案例）

设计的不同方案比较；（案例）

①批量EPS制品样品阶段一般以克重计价，在保证产品正常防护功能的前提下，在EPS/EPP设计中存在“偷料”一说，既是为客户降低后续包装运输等成本，也是为公司产生成本效益。同时在产品设计中也应在保证强度的基础上尽可能减小，以加快生产周期，满足我司包装电讯行业及时交付的需求；

②包装件与产品接触部分要选择合适即应使包装件与产品本身较为结实的部分相接触特别要避开产品比较易损坏的部位，而且接触的面积要尽可能地大一些以使负载能均匀分布；在EPS成型工艺中厚度有较大起伏变化及转折处都是EPS本身受压容易损伤的部分，如果包装本身破损，对被包装物的保护就无从谈起；

③在相同的条件下，应多采用筋条。首先缓冲包装件的筋条比肋板的缓冲效果要好，产品跌落着地时所受的冲击力是从外部向里部依次传递的，筋条在缓冲包装的外部在冲击过程中变形较充分，因而其缓冲效果就好；其次相同条件条件下，筋条的成型也比肋板容易，筋条在型腔的外部，而在肋板在内部。