热成型实用指南 原著第三版 热成型工艺塑料原料工艺制造工具模具原理热成型工艺冷却成型脱模堆垛精加工冲裁热成型模具生产加工

本书主要介绍了热成型工艺所使用的塑料原料、工艺步骤以及制造工具和模具的基本类型和基本原理，并用实例加以说明。包括热成型基本原理和术语、热塑性材料、热成型中的加热技术、加热彩色和预印刷材料、热成型工艺、特殊工艺、透明件和预印制片料热成型、冷却成型、脱模、堆垛、精加工、冲裁、修饰、制品变形、热成型模具及其温度控制、能源消耗、热成型故障。 本书不仅适合作为高校相关专业的教材，而且还可以为具有实际现场经验的工程技术人员深入处理具体问题提供基础知识。

1绪论 1

2热成型基本原理和术语 4
2.1工艺过程 4
2.2阳模成型和阴模成型 5
2.3真空成型和气压成型 6
2.3.1真空成型与气压成型的差异 6
2.3.2气压成型应用 7
2.4成型压力、塑型压力和塑型精度 8
2.5预吹塑、预抽气、压力平衡、喷气 9
2.6冷却痕迹 9
2.6.1阳模制品上的冷却痕迹 10
2.6.2阴模制品上的冷却痕迹 12
2.6.3冷却痕迹形成原因 13
2.6.4减少冷却痕迹的方法 13
2.6.5形成冷却痕迹造成的后果 14
2.6.6折叠式包装盒的闭合点冷却痕迹采用典型壁厚分布 14
2.6.7关于冷却痕迹的结论 15
2.6.8痕迹 15
2.7热成型时形成褶皱 16
2.7.1阳模成型过程中的褶皱形成过程 16
2.7.2阴模成型过程中的褶皱形成过程 18
2.7.3表面形成褶皱 18
2.8模具套件 18
2.9成型面、拉伸面和夹持边 19
2.10向下夹持器和向上夹持器 20
2.11成型比和拉伸比 21
2.12脱模斜度 21
2.13排气截面 22
2.14壁厚计算 22

3热塑性片料 24
3.1热塑性塑料的构造和结构 24
3.2吸收片料中的湿气 25
3.3加热操作 26
3.4膨胀和垂料 27
3.5成型温度范围 28
3.6热成型时的摩擦特性 29
3.7塑型精度 30
3.8热成型加工收缩 31
3.9片料自由收缩 35
3.10挤出成型片料中的应力影响 37
3.11静电荷 40
3.12热成型时热塑性塑料的黏弹属性 40
3.13冷却特性 41
3.14片料公差 42
3.15热塑性片料制作工艺 42
3.16热成型机表格 44
3.17用于热成型的热塑性塑料 50
3.17.1聚苯乙烯（PS） 50
3.17.2高抗冲聚苯乙烯（HIPS） 50
3.17.3苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS） 51
3.17.4取向聚苯乙烯（OPS） 52
3.17.5丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） 53
3.17.6丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物（ASA） 54
3.17.7苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN） 54
3.17.8聚氯乙烯（PVC-U） 55
3.17.9高密度聚乙烯（HDPE） 55
3.17.10聚丙烯（PP） 56
3.17.11挤出成型的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA ex） 67
3.17.12浇铸成型的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA g） 68
3.17.13聚碳酸酯（PC） 69
3.17.14聚酰胺（PA） 70
3.17.15聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET） 71
3.17.16聚砜（PSU） 76
3.17.17EPE和EPP发泡片材 76
3.17.18热成型中的生物塑料 77
3.17.19多层片料、阻隔片料和复合片料 83
3.17.20其他片料 88
3.17.21品牌名 89

4热成型中的加热技术 90
4.1辐射加热 90
4.1.1红外线辐射热传导原理 90
4.1.2辐射传热 91
4.1.3使用辐射加热装置均匀加热 95
4.1.4陶瓷加热器、石英辐射加热器和光辐射加热器对比 99
4.2辐射加热装置的加热效果再现性 102
4.2.1再现性评估 102
4.2.2平衡加热过程受到的不可改变的外界影响 104
4.2.3加热装置的功率调整和温度调整 104
4.3接触加热装置 105
4.4传导加热 106
4.5最短加热时间、有效加热时间和停留时间 106
4.5.1加热时间对热成型特性的影响 107
4.5.2停留时间的正面影响 107
4.5.3停留时间的负面影响 107

5板材成型机加热装置 109
5.1等温线可调式加热装置基本情况 109
5.1.1专业术语 110
5.1.2陶瓷加热器调温详细信息 111
5.1.3主控辐射器调控加热装置的优势 111
5.2加热图的操纵杆划分 112
5.3多位电路 113
5.4通过叠加百分比调整进行辐射器温度调整 114
5.5使用红外线检测装置测温或者控制加热装置 115

6全自动辊式成型机中的加热装置 116
6.1概述 116
6.2全自动辊式成型机的主控辐射器可调式加热装置 116
6.2.1具备纵列调温功能的加热装置 116
6.2.2具备整场调温功能的加热装置 117
6.2.3具备横排调温功能的加热装置 118

7使用红外线加热装置加热彩色片料和预印刷片料 119
7.1概述 119
7.2选择红外线辐射器 119

8板材成型机热成型工艺 121
8.1阳模成型 122
8.1.1通过机械预拉伸进行阳模成型 122
8.1.2带预吹塑的阳模成型 122
8.1.3带对板预吹塑的阳模成型 125
8.1.4带预抽气的阳模成型和泡罩在成型模具上滚动 126
8.1.5带压力箱内预抽气的阳模成型 127
8.1.6阳模成型时使用角喷气嘴 127
8.2阴模成型 128
8.2.1无预拉伸柱塞阴模成型 128
8.2.2有预拉伸柱塞阴模成型 129
8.3阳模-阴模成型 130
8.4双腔工艺（3K工艺） 131
8.5双片成型 132
8.5.1标准型热成型机双片成型一般规则 132
8.5.2双片成型过程，UA机器配手动送料装置 133
8.5.3双片成型机器款型 134
8.6层合 135
8.6.1概述 135
8.6.2层合工艺 136

9全自动辊式成型机热成型工艺，冲裁站配切断刀 138
9.1成型站基本流程 138
9.2能够影响成型工艺的机器装备 141
9.3正确选择成型工艺和模具构造 142
9.4壁厚分布影响因素提示 143

10全自动辊式成型机热成型工艺，成型冲裁复合模带剪切刀 148
10.1成型和冲裁站运动特性 148
10.2机械曲线控制系统特性 149
10.3配备成型冲裁复合模的成型站阴模成型流程图 150
10.3.1成型空气减少 150
10.3.2向下夹持器控制系统 151
10.4配备带剪切刀的成型冲裁复合模的成型站阳模成型流程图 152

11全自动辊式成型机成型冲裁复合模特殊工艺 153
11.1给形状稳定的容器加衬里 153
11.2模内贴标（in-mould-labeling，IML） 154
11.3用于无边制品的成型冲裁复合模 156
11.4空腔底杯子热成型 156
11.5使用阳模和阴模进行热成型 157

12透明件热成型 158
12.1透明件成型一般原则 158
12.2板材成型机成型特点 159
12.3全自动辊式成型机成型特点 160
12.4工艺示例—制作透明件 162
12.5透明件特殊制造工艺 166

13预印制片料热成型 167
13.1概述 167
13.2扭曲印刷确定工序 169

14冷却制品 172
14.1脱模温度 172
14.2冷却时间影响因素 173
14.3使用成型模具冷却 173
14.4空气冷却 174
14.4.1板材成型机当前空气冷却技术水平 175
14.4.2通过使用温度更低的冷却空气来降低模具温度 176

15脱模 179

16制造堆垛 182
16.1概述 182
16.2使用交错式堆垛榫舌堆垛制品 185

17热成型部件后加工 187
17.1分离与切割 187
17.2去毛刺 189
17.3连接 190
17.4回收利用 191

18冲裁热成型制品 192
18.1切断 192
18.2剪切 197
18.3切断刀和剪切刀对比 203
18.4冲裁影响因素 204
18.5形成绒毛 205
18.5.1切断时减少形成绒毛 208
18.5.2在成型冲裁复合模中剪切时减少形成绒毛 208
18.6切口不干净——形成须发 210
18.7冲裁力 210
18.8结论 212
18.8.1单独冲裁站的切断冲裁复合模 212
18.8.2单独冲裁站的剪切冲裁复合模 213
18.8.3带切断刀的成型冲裁复合模 213
18.8.4带剪切刀的成型冲裁复合模 214
18.9类似的切割工艺 214

19热成型中的修饰工艺 216

20热成型制品变形 225
20.1变形影响因素检测 225
20.2厚部位影响 226
20.3片料内应力的影响 226
20.4贴标制品变形 227
20.5矩形制品的夹持边变形 227
20.6非等性收缩变形 228
20.7结论与变形原因 229
20.8变形提示与注意事项 229

21热成型模具 231
21.1概念和定义 231
21.2成型分段材料 232
21.3模具材料和款型选择帮助信息 235
21.4阳模成型或阴模成型 235
21.5成型面设计 236
21.6加工收缩率 238
21.7确定片料规格 239
21.8底座 240
21.8.1模具结构原理图 242
21.8.2板材成型机可调式底座 245
21.8.3固定格式底座与可调式底座差异 245
21.9热成型模具构造细节 246
21.9.1侧壁斜度 246
21.9.2表面粗糙度 247
21.9.3半径 249
21.9.4模具排气与排气截面 250
21.9.5空腔 253
21.9.6预拉伸柱塞材质 253
21.9.7阴模成型的预拉伸柱塞结构 254
21.9.8阳模模具的预拉伸柱塞 257
21.10带凹槽的模具 258
21.10.1无活动件凹槽脱模 258
21.10.2凹槽脱模活动件（滑块） 258
21.11扁平制品低拉伸度模具构造 259
21.12透明件成型模具 259
21.13双片成型模具 260
21.14薄膜铰链和卡扣模具 265
21.15全自动辊式成型机中带切断刀的成型冲裁复合模 268
21.16全自动辊式成型机中带剪切刀的成型冲裁复合模 270
21.17成型模具预防性检修 279

22热成型模具调温 281
22.1概述 281
22.1.1调温相关概念 281
22.1.2模具温度的影响 281
22.1.3 省略模具调温的条件 282
22.2调温介质 282
22.3制作调温型热成型模具的材料 283
22.4冷却回路类型 283
22.5冷却工艺 285
22.6热成型制品的冷却需求 286
22.6.1焓值图表 286
22.6.2焓值表 286
22.6.3所需模具冷却性能 286
22.7成型模具调温装置布局 287
22.7.1待冷却材料量（材料吞吐量） 287
22.7.2生产过程中所需冷却性能 288
22.7.3模具冷却水需求 288
22.7.4冷却水所需接触面积 289
22.7.5冷却通道总长度 290
22.7.6水速 290
22.7.7模具中形成压降 291
22.7.8成型模具接入机器时形成压降 292
22.8机器管路中的压降 294
22.9整个调温回路中的压降 294
22.10检查所连接的温度控制装置或冷却设备的输送功率 295
22.11评估检查结果 296
22.12热传导结构布局方式 296
22.13空气冷却对模具冷却的影响 297
22.14预防性检修 297

23热成型能耗 299
23.1概述 299
23.2热成型中的比能耗 300
23.3能源成本在拉伸件生产成本中所占比例 302
23.4比能耗降低方式 304
23.4.1通过电气驱动节能 305
23.4.2降低气压成型能耗 306
23.4.3减小压缩空气填充体积，减少成型空气 307
23.4.4压力水平的影响 307
23.4.5降低加热时的能耗 310
23.4.6使用新真空泵节省成本 312
23.4.7 短冷却时间降低能源成本 312
23.4.8管路绝热 313
23.4.9露天冷却器取代制冷机和压缩机组合 313
23.4.10错峰启动加热降低电价 313
23.4.11长时间停机时使用节能模式 313
23.4.12使用机器基础设置 314
23.4.13定期维护 314
23.4.14动态过程优化 314
23.4.15能耗显示 314
23.4.16在生产中测量能耗 314

24热成型中的故障 315
24.1制品设计故障 315
24.2片料出现故障 319
24.3正确选择热成型机 320
24.4放置热成型机时出现故障 320
24.5热成型模具出现故障 320
24.6驶入新的热成型模具时出现故障 321
24.7样品检验时出现故障 322
24.8使用红外线辐射器加热时出现故障 322
24.9空气和真空管道截面 323
24.10避免褶皱 323
24.11热成型故障查找 324

25参考文献 335

Illig Maschinenbau GmbH & Co.KG，德国Illig公司提供高性能的塑料热成型机器、模具，以及包装工业的创新技术，拥有60多年的历史，不短于世界一流的研发机构一起投入研发、设计。该公司组织编写的《热成型实用指南》于1997年在德国首次出版，详细介绍了热成型的热塑性塑料、全部加工工艺、比较重要 的机械和模具，还以实例详解了成型和模具制造的原理。成书与ILLIG公司的50年历史密切相关，结合了公司大量的创意和经验。目前，本选题引进的为该书第3版。

塑料热成型工艺是塑料加工中发展特别迅猛的一个领域，主要用于生产技术零件及包装领域。在塑料包装领域中，热成型是一种无可比拟的加工方法。本书作为行业经典著作，自出版以来，一直受到广大读者的欢迎。第三版中对内容进行了全面的补充和修订，增加了包括热成型工具、热成型修饰和热成型中的能量使用等一些新的内容。除了介绍热塑性材料之外，本书还全面地阐述了热成型的所有工艺步骤以及制造工具和模具的基本类型和基本原理，并用实例加以说明。本手册详细描述了热成型的原理和过程，基于在培训课程中作为教学计划的应用，已验证该书对于初学者和经验丰富的专业人员都相当实用。它为学生介绍了热成型相关知识，并为具有实际现场经验的工程技术人员深入处理具体问题提供基础知识。

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