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[摘 要]制作亚克力房车专用产品对亚克力的成型工艺、产品外观质量有较高要求。通过对不同生产工艺的分析比较,确定成型工艺后进行产品开发。并在生产过程中,根据产品成型特点,对模具进行改进,优化了产品经模压后翘曲变形的问题,提高了产品质量和生产效率。
[关键词]亚克力板;热成型;模压;切割;粘接。
中图分类号:P287 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)44-0180-01
引言
房车作为旅游车辆逐渐进入到大众市场中。作为房车生产企业,配件及时供应及可靠的质量保证起着非常关键的作用。在这种市场背景下,我公司立项开发房车专用亚克力产品。产品原材料为双面覆保护膜的亚克力板,经高温加热后,达到软化状态,在模具合模压力的作用下,产生变形,冷却后得到成型料品。再经过切割等后续加工,完成产品制作。
1.下料
根据不同型号产品尺寸,对料片进行裁切处理,过程中要严格注意切屑的处理,避免切屑及环境中的灰尘颗粒对亚克力板表面的保护膜造成损伤。一旦保护膜受损,加热成型过程中和模具模压过程中,因保护膜的破损或划伤,会造成产品表面缺陷,无法产出高品质产品,形成极大的浪费。
成型前,可对料片进行涂层印刷,制作图案或标识,改善产品外观。
2.模压成型
首先对料片进行彻底的清洁。使用软布配合淡肥皂水对产品表面清洁,一方面是去除产品表面的油污和灰尘,另一方面,使用湿毛巾擦拭,可有效去除产品表面聚集的静电电荷,防止静电对环境空气中的灰尘颗粒产生静电吸附作用。
使用压边圈装夹料片后,放入烤箱进行升温加热。亚克力成型温度针对板材制作工艺有略微不同。
浇铸板亚克力板和挤出板亚克力板对成型温度的需求有较大的区别。浇铸板在首次加热后,在长度和宽度两个方向上都有2%的收缩,板材厚度略有增加。而挤出板在挤出方向有一定的收缩另一个方向可能会有略微的膨胀。收缩率和板材厚度、加热时间和温度都有关系,一般来说,薄板收缩率比厚板更高。在确定加热温度等工艺参数时,需根据厂家提供的材料工艺参数进行选择。
加热形式可分为加热管加热、红外线加热和热风加热。其中热风加热加热温度均一性较高,能尽量保证料片各个部位受热均匀,对产品的成型拉伸有积极的作用。
当亚克力料片达到成型温度时,板材材质处于软化状态,转移至模具中,依靠模具上下模的合模压力产生变形。产品内外表面分别对应上下模具的型面。模具在使用前应保证模具温度略低于亚克力板材的软化温度。使软化的亚克力板材尽快冷却,也不至于因为模具温度过低,造成板材骤冷断裂。
产品经热压后取出,在环境中释放剩余热量,过程中尽量避免降温速度过快,或频繁搬动产品。料片冷却至室温后,从压边圈中取出单独放置。为防止翘曲变形,产品要使用重物压紧。
3.切边
料片经成型冷却后,需要对料片进行切割。
亚克力材质较易于切割加工,一般木工机械都可对其进行加工处理。圆锯切割、CNC切割、钻孔等都适用于亚克力板材加工。但是因为亚克力材质本身具有缺口脆性,在加工过程中要避免因为加工产生热聚集,导致加工断面形成切割应力,产生细小裂纹。裂纹一旦形成,不可恢复,且对后续加工产生极大的影响。亚克力板材在受外力或有内应力产生的特定情况(粘接过程中产生的粘接应力或因冷热变化板材尺寸变化形成内应力)下,会造成应力在裂纹处的聚集,进而造成裂纹加剧,甚至断裂破碎。
以目前亚克力加工技术,激光切割和水切割是具有一定技术优势的。两种加工工艺都基于数控机床,加工控制技术成熟,精度高。激光是利用热效应切断(升华)亚克力材料,具有切粉少,切断面好的优点。激光切割刀口宽度约0.2mm,切割处材料被加热升华,利用压缩空气吹散降温,切断面有很小的切断角度,切断面周围有熱变形发生,在接触溶剂时易发生龟裂。水切割利用高压水与研磨剂组合,依靠高压水的高速冲力带动研磨剂切断材料。具有切粉少,切断面粗糙,无发热,无变形的特点。
亚克力料片经过热成型后,根据定位参数,按照预定的切割路线进行高精度的切割加工,去除料片边角余料,最终得到切割好的成型产品。为消除亚克力产品内应力,避免后续加工中应力集中,对产品进行退火处理。
4.复合粘接
亚克力制品的粘接根据胶水成分分为2大类:溶剂型粘接和聚合型粘接。也可根据胶水配比分为单组分和双组份粘接剂。
溶剂型粘接胶水主要成分为二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷或其与乙酸的混合溶剂。其粘接原理是通过溶剂的蒸发和扩散进入到粘接物体内部,达到粘接目的。溶剂型粘接固化速度快,粘接强度良好。
聚合型粘接胶水主要成分为MMA/PMMA单体,通过化学反应固化。反应过程中,单体聚合反应,产生交联,形成新的聚合物链。促进了粘接强度。聚合型胶水固化速度较慢,但粘接强度高,具有填缝效果,特别适用于面粘接。
使用亚克力专用粘接胶,在专用固化工装的定位及压紧作用下,完成产品的复合粘接。
5.附件安装
完成成型和复合粘接后,安装把手和铰链等附件即完成产品的全部生产流程。
结束语
房车专用零部件在国内没有相关借鉴经验,又无法了解到国外进口产品的生产工艺,在这种情况下,分别对材料、成型工艺、模具设计、印刷、切割及粘接等方面入手,分析并确定了生产工艺流程,开发过程中,通过不断地摸索完成了产品的研发及批量生产,大大降低采购周期及采购成本。
[关键词]亚克力板;热成型;模压;切割;粘接。
中图分类号:P287 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)44-0180-01
引言
房车作为旅游车辆逐渐进入到大众市场中。作为房车生产企业,配件及时供应及可靠的质量保证起着非常关键的作用。在这种市场背景下,我公司立项开发房车专用亚克力产品。产品原材料为双面覆保护膜的亚克力板,经高温加热后,达到软化状态,在模具合模压力的作用下,产生变形,冷却后得到成型料品。再经过切割等后续加工,完成产品制作。
1.下料
根据不同型号产品尺寸,对料片进行裁切处理,过程中要严格注意切屑的处理,避免切屑及环境中的灰尘颗粒对亚克力板表面的保护膜造成损伤。一旦保护膜受损,加热成型过程中和模具模压过程中,因保护膜的破损或划伤,会造成产品表面缺陷,无法产出高品质产品,形成极大的浪费。
成型前,可对料片进行涂层印刷,制作图案或标识,改善产品外观。
2.模压成型
首先对料片进行彻底的清洁。使用软布配合淡肥皂水对产品表面清洁,一方面是去除产品表面的油污和灰尘,另一方面,使用湿毛巾擦拭,可有效去除产品表面聚集的静电电荷,防止静电对环境空气中的灰尘颗粒产生静电吸附作用。
使用压边圈装夹料片后,放入烤箱进行升温加热。亚克力成型温度针对板材制作工艺有略微不同。
浇铸板亚克力板和挤出板亚克力板对成型温度的需求有较大的区别。浇铸板在首次加热后,在长度和宽度两个方向上都有2%的收缩,板材厚度略有增加。而挤出板在挤出方向有一定的收缩另一个方向可能会有略微的膨胀。收缩率和板材厚度、加热时间和温度都有关系,一般来说,薄板收缩率比厚板更高。在确定加热温度等工艺参数时,需根据厂家提供的材料工艺参数进行选择。
加热形式可分为加热管加热、红外线加热和热风加热。其中热风加热加热温度均一性较高,能尽量保证料片各个部位受热均匀,对产品的成型拉伸有积极的作用。
当亚克力料片达到成型温度时,板材材质处于软化状态,转移至模具中,依靠模具上下模的合模压力产生变形。产品内外表面分别对应上下模具的型面。模具在使用前应保证模具温度略低于亚克力板材的软化温度。使软化的亚克力板材尽快冷却,也不至于因为模具温度过低,造成板材骤冷断裂。
产品经热压后取出,在环境中释放剩余热量,过程中尽量避免降温速度过快,或频繁搬动产品。料片冷却至室温后,从压边圈中取出单独放置。为防止翘曲变形,产品要使用重物压紧。
3.切边
料片经成型冷却后,需要对料片进行切割。
亚克力材质较易于切割加工,一般木工机械都可对其进行加工处理。圆锯切割、CNC切割、钻孔等都适用于亚克力板材加工。但是因为亚克力材质本身具有缺口脆性,在加工过程中要避免因为加工产生热聚集,导致加工断面形成切割应力,产生细小裂纹。裂纹一旦形成,不可恢复,且对后续加工产生极大的影响。亚克力板材在受外力或有内应力产生的特定情况(粘接过程中产生的粘接应力或因冷热变化板材尺寸变化形成内应力)下,会造成应力在裂纹处的聚集,进而造成裂纹加剧,甚至断裂破碎。
以目前亚克力加工技术,激光切割和水切割是具有一定技术优势的。两种加工工艺都基于数控机床,加工控制技术成熟,精度高。激光是利用热效应切断(升华)亚克力材料,具有切粉少,切断面好的优点。激光切割刀口宽度约0.2mm,切割处材料被加热升华,利用压缩空气吹散降温,切断面有很小的切断角度,切断面周围有熱变形发生,在接触溶剂时易发生龟裂。水切割利用高压水与研磨剂组合,依靠高压水的高速冲力带动研磨剂切断材料。具有切粉少,切断面粗糙,无发热,无变形的特点。
亚克力料片经过热成型后,根据定位参数,按照预定的切割路线进行高精度的切割加工,去除料片边角余料,最终得到切割好的成型产品。为消除亚克力产品内应力,避免后续加工中应力集中,对产品进行退火处理。
4.复合粘接
亚克力制品的粘接根据胶水成分分为2大类:溶剂型粘接和聚合型粘接。也可根据胶水配比分为单组分和双组份粘接剂。
溶剂型粘接胶水主要成分为二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷或其与乙酸的混合溶剂。其粘接原理是通过溶剂的蒸发和扩散进入到粘接物体内部,达到粘接目的。溶剂型粘接固化速度快,粘接强度良好。
聚合型粘接胶水主要成分为MMA/PMMA单体,通过化学反应固化。反应过程中,单体聚合反应,产生交联,形成新的聚合物链。促进了粘接强度。聚合型胶水固化速度较慢,但粘接强度高,具有填缝效果,特别适用于面粘接。
使用亚克力专用粘接胶,在专用固化工装的定位及压紧作用下,完成产品的复合粘接。
5.附件安装
完成成型和复合粘接后,安装把手和铰链等附件即完成产品的全部生产流程。
结束语
房车专用零部件在国内没有相关借鉴经验,又无法了解到国外进口产品的生产工艺,在这种情况下,分别对材料、成型工艺、模具设计、印刷、切割及粘接等方面入手,分析并确定了生产工艺流程,开发过程中,通过不断地摸索完成了产品的研发及批量生产,大大降低采购周期及采购成本。