吸塑设计及其制造注意点【精选】
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阴模成型
图5：阴模成型
2019/9/24
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真空吸塑阴模成型工艺过程如图 （图5）所示。
真空阴成型法生产的制品与 模腔壁贴合的一面质量较高，结 构上也比较鲜明细致，壁厚的最 大部位在模腔底部，最薄部位在 模腔侧面与底面的交界处，而且 随模腔深度的增大制品底部转角 处的壁就变得更薄。因此真空阴 模成型法不适于生产深度很大的 制品。
和密封度。因此，即使使用最好的真空泵，随海拔高度的增大，成型压力也会不断降低（图 2-10）。
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六、成型面积、切入面积、 夹持边缘
图11： 成型面积和切人面积
夹持框表面内部宽度大小范围区域的面积被称为成型面 积.
切人面积就是指在成型过程中发生牵伸的区域的面积。 它依赖于制件的规格，而与夹持边缘是否需要加热无关。
真空泵的转动功率由成型设备的大小和成型速度决定， 较大或成型速度较快的设备常用大至2~4KW的。真空 中央系统的大小视工厂具体生产和发展的要求而定。
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机4．器压缩基空气本设备装置（4）
气动系统可由成型机自身带有压缩机、储气罐、车 间主管路集、阀门等组成。成型机需要压力为 0.6~0.7MPa的压缩空气,各种真空吸塑成型机广泛采用活 塞式空气压缩机。也可以用大型的螺旋式空气压缩机整 厂供给。
应用如下：成型材料未受热的区域（如未受热的夹持 边缘）不收缩，而成型的部分则在成型后收缩；但是 不同收缩的区域会造成模塑物的变形。
2019/对9/24于实际应用Pa的ge 意义：若制件的夹持边缘在脱模后立 20
3．真空设备
真空系统由真空泵、储气罐、阀门、管路以及真 空表等组成，在真空成型中常采用单独机型真空泵， 此种泵的真空度应达到0.07~0.09 Mpa（520mmHg） 以上。储气罐一般是用薄钢板焊接的圆柱形箱体，底 是椭圆形的。蓄气罐的容量至少应比最大成型室的容 量大一半。真空管路上，必须装有适当的阀门，以控 制真空窄容量。
⑤ 在成型区（夹持模框）多腔模具的嵌件和下夹持 器之间会产生小的缝隙；
⑥ 2019/9/24 阳模成型模Page具通常比阴模价格低廉。
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对于阴模制件注意如下问题 图8：阴模制件中的缺陷及其典型特征
1-均匀的边缘；2-薄的角隅
厚的边缘； 均匀的边缘厚度； 薄的角隅； 单阴模有很好的脱模性； 阴模模具通常比阳模价格高。 但是，对于每一种情况之中的不利影响都可以通过采用适
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一.真空吸塑成型原理
图1：基本原理示意图
真空吸塑成型工艺（图1）是一种热成型加工方法。利用热 塑性塑料片材，制造开口壳体制品的一种方法。将塑料片 材裁成一定尺寸加热软化，借助片材两面的气压差或机械 压力，使其变形后覆贴在特定的模具轮廓面上，经过冷却 定型，并切边修整。 真空吸塑成型这种成型方法是依靠真 空力使片材拉伸变形。真空力容易实现、掌握与控制，因 此简单真空成型是出现最早，也是目前应用最广的一种热 成型方法
序之一就是片材加热，让片材软化成可塑性的设备。 电加热的持续时间和质量取决于加热器的结构，辐射 表面后温度传热的热惯性，片材与加热器间的距离， 辐射能吸收系数，加热器表面的特性以及材料的热物 理性能。常用的加热器有电加热器、晶体辐射器和红 外线加热器。
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机器基本装置（3）
尤其对于脱模斜度小的或有凹模的模具，同时使 用脱模机构顶撞或震荡脱模。
7．控制设备
控制系统一般包括对真空吸塑成型成型、整饰等
过程中包括仪器、仪表、管道、阀门各个参数和动作
进行控制。控制方式有手动、电气-机械自动控制、电
脑控制等，具体选用要根据最初投资人工费、技术要
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空度，以得到符合设计要求的轮廓和尺寸一致的产品。
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三. 阳模（凸模）和阴模（凹模） 成型
对于真空吸塑成型，受热的材料仅有一面与成型工具相接触。这样，材料与模具相接的面 就具有与成型模具完全相同表面轮廓。而成型制件的未接触面的轮廓和尺寸就只有取决于 材料的厚度。根据成型材料与成型模具的接触面的不同，成型过程可分为阳模和阴模成型。
对于阳模制件注意如下问题 图7：阳模制件中的缺陷及其典型特征
1-冷却痕迹；2-皱褶；
3-薄部位；4-厚部位
① 在使用高的角式模具进行加工时，特别是当模具 与夹持框架间的距离很大时，容易产生皱褶（图7)
② 在角落处容易产生冷却条纹（图7)；
③ 在凸缘处壁厚不均匀（图7)；
④ 由于侧壁斜度不够而使脱模困难；
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阳模成型
图4：阳模成型
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真空吸塑阳模成型工艺过程如图4所 示。
本法对于制造壁厚和深度较大的制 品比较有利。
制品的主要特点是：与真空阴模成 型法一样，模腔壁贴合的一面质量较高， 结构上也比较鲜明细致。壁厚的最大部 位在阳模的顶部，而最薄部位在阳模侧 面与底面的交界区，该部位也是最后成 型的部位，制品侧面常会出现牵伸和冷 却的条纹，造成条纹的原因在于片材各 部分贴合模面的时候有先后之分。先与 模面接触的部分先被模具冷却，而在后 继的相关过程中，其牵伸行为较未冷却 的部位弱。这种条纹通常在接近模面顶 部的侧面处最高。
生产中若采用自然冷却可以获得退火制件，有利 于提高制件的耐冲击性。用水冷却虽然生产效率高， 但制件内应力较大。
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机器基本装置（6）
6．脱模设备
脱模是将制品移出模外，通常无论是凹模还是凸
模，多数场合是由于制品冷却收缩而贴紧模具，所以 通过真空吸引孔或向相反方向吹风使之脱模。
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无模成型
图3：无模真空吸塑成型壁厚分布
ห้องสมุดไป่ตู้
真空无模成型法在成型过程中只能改变制件的拉伸程度和外廓
形状，因此不能成型外型复杂的制件。另外，成型过程中，随着拉
伸程度的增大，最大变形区（即片材中心）的厚度不断减小，因此
实际生产中拉伸比（H/D）一般应小于75%。
在运用此法进行加工时，操作员必须有熟练的技巧，调节好真
对于模压成型（阳模）通常的成型压力：大面积模制件0.2 ～ 0.3MPa ( 2 ～3bar ) ；小的 制件高达0.7MPa ( 7bar ）。对于真空成型，成型压力较低，且主要取决于的大气压力。当使 用高质量的真空泵时，模塑压力可达到约0.O98MPa ( 0 . 98bar ）。由于真空产生的压力等于 成型材料一侧所受到的大气压与另一侧产生的真空的压差，所以接触压力就取决于空气压力
当的加工方法来降低。
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四，机器基本装置 （1）
1．夹紧设备
塑料片材成型时，片材被固定在夹紧装置上。在真 空吸塑成型的通用型机和复合型的热成型机上多采
用便于固定各种尺寸片材的夹紧装置。有的是整个 成型机配一套夹紧框架。
夹紧装置可分为两类：一类是框架式，另一类
是分瓣式。框架式夹紧装置由上、下两个框架组成。
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阳模和阴膜的对比
图6：a 阳模成型（简图）和b阴模成型（简图）
1-厚部位；2-薄部位；3-成品的内尺寸；4-外尺寸
对于阴模成型，制件的内尺寸是很精确的，因为它是与真空吸塑成型工具相接的一 面。相反，对于阳模成型，制品的外尺寸是很精确的，因为其外部与真空吸塑成型 模具相接触如
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吸塑设计
一.真空吸塑成型原理 -----------------------------------------------------03 二、无模成型 ----------------------------------------------------------------04 三. 阳模（凸模）和阴模（凹模）成型 --------------------------------06 四，机器基本装置 ----------------------------------------------------------12 五、有效成型压力 ----------------------------------------------------------18 六、成型面积、切入面积、夹持边缘-----------------------------------20 七、废料（边料）面积和废料比率 -------------------------------------21 八、排气面、排气孔、排气槽、槽口 ----------------------------------24 九、脱模斜度 ----------------------------------------------------------------25 十、成型比和牵引比--------------------------------------------------------26 十一、壁厚计算、吸塑成型制件-----------------------------------------30 十二、吸塑成型制件的收缩和变形--------------------------------------33 十三、痕迹、冷却痕迹、条纹、皱褶-----------------------------------35
片材夹在两个框架之间。框架打开时，下框架一般
保持固定状态。各种类型单工位成型机上框架的下
部直接固定在成型室上。用手装型坯和成品取出的
手动和半自动成型机上，当框架尺寸很大时，都装
2019/9/24有在框架打Pa开ge 范围内的安全操作装置。对成型滑移 11
机器基本装置（2）
2．加热设备 热塑性塑料片材和薄膜的真空吸塑成型过程，主要工
压缩空气除大量应于成型外，还有当一部分用于脱模、 初制品的外冷却和操纵模具框架和运转片材等机件动作 的动力。
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机器基本装置（5）
5．冷却设备
为了提高生产效率，真空吸塑成型制品脱模前常 需进行冷却。理想的情况是制件与模具接触的内表面 和外表面都冷却，而且最好采用内装冷却盘管的模具。 对于非金属模具，如木材、石膏、玻璃纤维增强塑料、 环氧树脂等模具，因无法用水冷，可改用风冷，并可 另加水雾来冷却真空吸塑成型制件的外表面。
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五、有效成型压力 （1） 图9：由材料的成型压力 和反向压力之和得出有效 成型压力的简图
除了成型温度、模具温度和牵伸作用的影响外，真空吸
塑成型制件的成型精度还主要依赖于热制件与模具之间
的有效接触压力。 模具在预牵伸的过程中会产生一定的
接触压力（图9a ）。而制品成型时，若在接触处抽真空
或者使用柱塞的机械压力，又就会产生一定的成型压力。
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二、无模成型
图2：无模真空吸塑成型装置
真空无模成型过程如图2所示，将片材加热到所需温度后，置于夹持环 上，用压环压紧，打开真空泵阀门抽真空，通过光电管控制真空阀调 节真空度，直到片材达到所需的成型深度为止。由于自由真空成型法 中制件不接触任何模具表面，制件表面光泽度高，不带任何瑕疵。如 果塑料本自身是透明的，制件可以具有最小的光吸收率和透明性，故 可用于制造飞机部件如仪器罩和天窗等。
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图11 成型面积和切人面积 : a 对于阳模成型，成型面积等于切人面积； b 在阳模成型中由于附加的保护物的作用而使切
人面积减小；
c 在阴模成型中规定的加工切人面积 L ·B-成型区域；Ll ·B1-切人面积；f-夹持边缘； E-阳模成型中牵伸起始处（壁厚发生变化）
这也就是说接触处的有效压力是牵伸产生的接触压力和
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有效成型压力（2）图10：成型机器的海拔高 度对真空成型中的空气压 力的影响
a 和b 阳模；c 和d 阴模 (+）模具面积，在该面积区域材料的有效成型压力因接触压力而 增加；（-）模具面积，在该面积区域有效成型压力因成型材料的反向压力而降低 .
阴模成型
图5：阴模成型
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真空吸塑阴模成型工艺过程如图 （图5）所示。
真空阴成型法生产的制品与 模腔壁贴合的一面质量较高，结 构上也比较鲜明细致，壁厚的最 大部位在模腔底部，最薄部位在 模腔侧面与底面的交界处，而且 随模腔深度的增大制品底部转角 处的壁就变得更薄。因此真空阴 模成型法不适于生产深度很大的 制品。
和密封度。因此，即使使用最好的真空泵，随海拔高度的增大，成型压力也会不断降低（图 2-10）。
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六、成型面积、切入面积、 夹持边缘
图11： 成型面积和切人面积
夹持框表面内部宽度大小范围区域的面积被称为成型面 积.
切人面积就是指在成型过程中发生牵伸的区域的面积。 它依赖于制件的规格，而与夹持边缘是否需要加热无关。
真空泵的转动功率由成型设备的大小和成型速度决定， 较大或成型速度较快的设备常用大至2~4KW的。真空 中央系统的大小视工厂具体生产和发展的要求而定。
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机4．器压缩基空气本设备装置（4）
气动系统可由成型机自身带有压缩机、储气罐、车 间主管路集、阀门等组成。成型机需要压力为 0.6~0.7MPa的压缩空气,各种真空吸塑成型机广泛采用活 塞式空气压缩机。也可以用大型的螺旋式空气压缩机整 厂供给。
应用如下：成型材料未受热的区域（如未受热的夹持 边缘）不收缩，而成型的部分则在成型后收缩；但是 不同收缩的区域会造成模塑物的变形。
2019/对9/24于实际应用Pa的ge 意义：若制件的夹持边缘在脱模后立 20
3．真空设备
真空系统由真空泵、储气罐、阀门、管路以及真 空表等组成，在真空成型中常采用单独机型真空泵， 此种泵的真空度应达到0.07~0.09 Mpa（520mmHg） 以上。储气罐一般是用薄钢板焊接的圆柱形箱体，底 是椭圆形的。蓄气罐的容量至少应比最大成型室的容 量大一半。真空管路上，必须装有适当的阀门，以控 制真空窄容量。
⑤ 在成型区（夹持模框）多腔模具的嵌件和下夹持 器之间会产生小的缝隙；
⑥ 2019/9/24 阳模成型模Page具通常比阴模价格低廉。
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对于阴模制件注意如下问题 图8：阴模制件中的缺陷及其典型特征
1-均匀的边缘；2-薄的角隅
厚的边缘； 均匀的边缘厚度； 薄的角隅； 单阴模有很好的脱模性； 阴模模具通常比阳模价格高。 但是，对于每一种情况之中的不利影响都可以通过采用适
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一.真空吸塑成型原理
图1：基本原理示意图
真空吸塑成型工艺（图1）是一种热成型加工方法。利用热 塑性塑料片材，制造开口壳体制品的一种方法。将塑料片 材裁成一定尺寸加热软化，借助片材两面的气压差或机械 压力，使其变形后覆贴在特定的模具轮廓面上，经过冷却 定型，并切边修整。 真空吸塑成型这种成型方法是依靠真 空力使片材拉伸变形。真空力容易实现、掌握与控制，因 此简单真空成型是出现最早，也是目前应用最广的一种热 成型方法
序之一就是片材加热，让片材软化成可塑性的设备。 电加热的持续时间和质量取决于加热器的结构，辐射 表面后温度传热的热惯性，片材与加热器间的距离， 辐射能吸收系数，加热器表面的特性以及材料的热物 理性能。常用的加热器有电加热器、晶体辐射器和红 外线加热器。
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机器基本装置（3）
尤其对于脱模斜度小的或有凹模的模具，同时使 用脱模机构顶撞或震荡脱模。
7．控制设备
控制系统一般包括对真空吸塑成型成型、整饰等
过程中包括仪器、仪表、管道、阀门各个参数和动作
进行控制。控制方式有手动、电气-机械自动控制、电
脑控制等，具体选用要根据最初投资人工费、技术要
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三. 阳模（凸模）和阴模（凹模） 成型
对于真空吸塑成型，受热的材料仅有一面与成型工具相接触。这样，材料与模具相接的面 就具有与成型模具完全相同表面轮廓。而成型制件的未接触面的轮廓和尺寸就只有取决于 材料的厚度。根据成型材料与成型模具的接触面的不同，成型过程可分为阳模和阴模成型。
对于阳模制件注意如下问题 图7：阳模制件中的缺陷及其典型特征
1-冷却痕迹；2-皱褶；
3-薄部位；4-厚部位
① 在使用高的角式模具进行加工时，特别是当模具 与夹持框架间的距离很大时，容易产生皱褶（图7)
② 在角落处容易产生冷却条纹（图7)；
③ 在凸缘处壁厚不均匀（图7)；
④ 由于侧壁斜度不够而使脱模困难；
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阳模成型
图4：阳模成型
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真空吸塑阳模成型工艺过程如图4所 示。
本法对于制造壁厚和深度较大的制 品比较有利。
制品的主要特点是：与真空阴模成 型法一样，模腔壁贴合的一面质量较高， 结构上也比较鲜明细致。壁厚的最大部 位在阳模的顶部，而最薄部位在阳模侧 面与底面的交界区，该部位也是最后成 型的部位，制品侧面常会出现牵伸和冷 却的条纹，造成条纹的原因在于片材各 部分贴合模面的时候有先后之分。先与 模面接触的部分先被模具冷却，而在后 继的相关过程中，其牵伸行为较未冷却 的部位弱。这种条纹通常在接近模面顶 部的侧面处最高。
生产中若采用自然冷却可以获得退火制件，有利 于提高制件的耐冲击性。用水冷却虽然生产效率高， 但制件内应力较大。
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机器基本装置（6）
6．脱模设备
脱模是将制品移出模外，通常无论是凹模还是凸
模，多数场合是由于制品冷却收缩而贴紧模具，所以 通过真空吸引孔或向相反方向吹风使之脱模。
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无模成型
图3：无模真空吸塑成型壁厚分布
ห้องสมุดไป่ตู้
真空无模成型法在成型过程中只能改变制件的拉伸程度和外廓
形状，因此不能成型外型复杂的制件。另外，成型过程中，随着拉
伸程度的增大，最大变形区（即片材中心）的厚度不断减小，因此
实际生产中拉伸比（H/D）一般应小于75%。
在运用此法进行加工时，操作员必须有熟练的技巧，调节好真
对于模压成型（阳模）通常的成型压力：大面积模制件0.2 ～ 0.3MPa ( 2 ～3bar ) ；小的 制件高达0.7MPa ( 7bar ）。对于真空成型，成型压力较低，且主要取决于的大气压力。当使 用高质量的真空泵时，模塑压力可达到约0.O98MPa ( 0 . 98bar ）。由于真空产生的压力等于 成型材料一侧所受到的大气压与另一侧产生的真空的压差，所以接触压力就取决于空气压力
当的加工方法来降低。
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四，机器基本装置 （1）
1．夹紧设备
塑料片材成型时，片材被固定在夹紧装置上。在真 空吸塑成型的通用型机和复合型的热成型机上多采
用便于固定各种尺寸片材的夹紧装置。有的是整个 成型机配一套夹紧框架。
夹紧装置可分为两类：一类是框架式，另一类
是分瓣式。框架式夹紧装置由上、下两个框架组成。
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阳模和阴膜的对比
图6：a 阳模成型（简图）和b阴模成型（简图）
1-厚部位；2-薄部位；3-成品的内尺寸；4-外尺寸
对于阴模成型，制件的内尺寸是很精确的，因为它是与真空吸塑成型工具相接的一 面。相反，对于阳模成型，制品的外尺寸是很精确的，因为其外部与真空吸塑成型 模具相接触如
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吸塑设计
一.真空吸塑成型原理 -----------------------------------------------------03 二、无模成型 ----------------------------------------------------------------04 三. 阳模（凸模）和阴模（凹模）成型 --------------------------------06 四，机器基本装置 ----------------------------------------------------------12 五、有效成型压力 ----------------------------------------------------------18 六、成型面积、切入面积、夹持边缘-----------------------------------20 七、废料（边料）面积和废料比率 -------------------------------------21 八、排气面、排气孔、排气槽、槽口 ----------------------------------24 九、脱模斜度 ----------------------------------------------------------------25 十、成型比和牵引比--------------------------------------------------------26 十一、壁厚计算、吸塑成型制件-----------------------------------------30 十二、吸塑成型制件的收缩和变形--------------------------------------33 十三、痕迹、冷却痕迹、条纹、皱褶-----------------------------------35
片材夹在两个框架之间。框架打开时，下框架一般
保持固定状态。各种类型单工位成型机上框架的下
部直接固定在成型室上。用手装型坯和成品取出的
手动和半自动成型机上，当框架尺寸很大时，都装
2019/9/24有在框架打Pa开ge 范围内的安全操作装置。对成型滑移 11
机器基本装置（2）
2．加热设备 热塑性塑料片材和薄膜的真空吸塑成型过程，主要工
压缩空气除大量应于成型外，还有当一部分用于脱模、 初制品的外冷却和操纵模具框架和运转片材等机件动作 的动力。
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机器基本装置（5）
5．冷却设备
为了提高生产效率，真空吸塑成型制品脱模前常 需进行冷却。理想的情况是制件与模具接触的内表面 和外表面都冷却，而且最好采用内装冷却盘管的模具。 对于非金属模具，如木材、石膏、玻璃纤维增强塑料、 环氧树脂等模具，因无法用水冷，可改用风冷，并可 另加水雾来冷却真空吸塑成型制件的外表面。
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五、有效成型压力 （1） 图9：由材料的成型压力 和反向压力之和得出有效 成型压力的简图
除了成型温度、模具温度和牵伸作用的影响外，真空吸
塑成型制件的成型精度还主要依赖于热制件与模具之间
的有效接触压力。 模具在预牵伸的过程中会产生一定的
接触压力（图9a ）。而制品成型时，若在接触处抽真空
或者使用柱塞的机械压力，又就会产生一定的成型压力。
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二、无模成型
图2：无模真空吸塑成型装置
真空无模成型过程如图2所示，将片材加热到所需温度后，置于夹持环 上，用压环压紧，打开真空泵阀门抽真空，通过光电管控制真空阀调 节真空度，直到片材达到所需的成型深度为止。由于自由真空成型法 中制件不接触任何模具表面，制件表面光泽度高，不带任何瑕疵。如 果塑料本自身是透明的，制件可以具有最小的光吸收率和透明性，故 可用于制造飞机部件如仪器罩和天窗等。
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图11 成型面积和切人面积 : a 对于阳模成型，成型面积等于切人面积； b 在阳模成型中由于附加的保护物的作用而使切
人面积减小；
c 在阴模成型中规定的加工切人面积 L ·B-成型区域；Ll ·B1-切人面积；f-夹持边缘； E-阳模成型中牵伸起始处（壁厚发生变化）
这也就是说接触处的有效压力是牵伸产生的接触压力和
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有效成型压力（2）图10：成型机器的海拔高 度对真空成型中的空气压 力的影响
a 和b 阳模；c 和d 阴模 (+）模具面积，在该面积区域材料的有效成型压力因接触压力而 增加；（-）模具面积，在该面积区域有效成型压力因成型材料的反向压力而降低 .