纸浆模塑制品设计
纸浆模塑制品设计不是结构装备器材上的设计,其制品的许多性能由原材料、助剂、填料和生产工艺所决定。因此,纸浆模塑制品设计是一项工艺和结构综合性技术。
1、一些基本要求
除纸类产品的一般物理强度等要求外,还应根据制品的不同用途,从工艺和结构设计上,重视以下几项性能,以满足特定的使用要求。
(1)吸附性:纸浆模塑制品的憎液性能,包括对水、油、油墨等液体的吸收性能,这对纸餐具是特别重要的。
(2)制品外观质量:用肉眼可以观察到制品外观的缺陷,这些缺陷包括尘埃、孔洞、皱折、筋道、网印、斑点、浆疙瘩、鱼鳞斑、裂口、卷边、凹陷、色泽不一致等不美观的外表。
(3)制品精度:是指制品的尺寸、形状和位置与设计要求之间的误差。纸浆模塑制品精度按目前的制造方法,精度还有提高的空间,后续随着对制品质量要求的提高,对模具精度的要求会越来越高。
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纸浆模塑制品成形是将浆料中大量的水排掉的连续过程,纸制品在网模上形成一定厚度有个沉积过程,这样制品成形必须是在单一的凸或凹的网模的表面上成形;纸浆模塑制品成形过程同时也是一个过滤过程,随着厚度增加而过滤性能降低,厚度形成速度降低,所以制品形成时各处壁厚是在同步进行的。不管制品形状如何复杂,其各处壁厚都是一致的。纸浆模塑制品成形之后是个含水量在70%左右的湿纸坯,因为使浆料推向网模滤过时的动力是真空度,比较大的力量不超过一个大气压。现在也出现了吹吸同步的模具,能提高生产效率。
初成形的湿纸坯吸附在网模上,湿强度很低,必须靠另外一个与之对应的凸或凹模合模之后,使湿纸坯置于合模后的模腔内,用气压使之转移,纸浆模塑制品是在单一的凸或凹模上成形,又在合模后的模腔内转移。由于纸浆模塑成形的这些特殊性,增大了制品设计和模具设计的难度。
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与结构相关的参数确定原则:
脱模斜度。纸浆模塑制品在成形过程中,湿纸坯紧扣在模具上,而且纸浆纤维还会镶嵌在网模的网孔中,为了便于使湿纸坯转移,与脱模方向平行的制品表面都应该有个合理的脱模斜度。斜度过小则脱模困难,会造成制品表面拉痕或破裂;斜度过大将降压制品尺寸精度,影响包装功能。现在零度拔模和负角度拔模技术正在迅速成熟中。
制品壁厚。根据使用条件和浆料种类来确定制品壁厚,壁厚是影响制品强度的重要因素。
过渡圆角。纸浆模塑制品的内外表面转角处、立筋与主体联接处和立筋的终端都必须用圆角过渡,避免直棱直角。圆角过渡有利于模具制造和附网,有利于湿纸坯转移时脱模,有利于浆料在吸附成形时的流动,有利于减小应力集中。
纸浆模塑模具设计
模具设计必须满足纸浆模塑制品结构要求,而且纸浆模塑制品结构在符合使用和成形工艺条件的同时,也要符合模具设计和制造的要求。因此,设计纸浆模塑模具之前,必须充分分析和研究纸浆模塑制品的结构,以便使制品设计和模具设计两者的经济合理性、技术可行性相互协调和统一。
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“以纸代塑”已经列入我国包装行业“九五规划”,大力开发应用纸基材料’包括纸模制品(包装物正是包装工业落实“九五规划”的一个重点。纸,作为包装材料历史已经很久远了,但是由于其可塑性差和较小的延伸率,传统的纸制品都是采用折叠方式成形来适应包装需求,如各种瓦楞纸、蜂窝纸、纸箱、纸袋、纸筒等。纸浆模塑制品是纸质包装家族中的后起之秀,它源于造纸,并且有独自的优势和个性。
纸浆模塑制品除了具有一般纸制品的强度和韧性之外,还可以根据要求制成各种形状来适应被包装物对包装的承载、定位和缓冲的要求,完全可以取代泡沫塑料进入包装行列。
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模具设计必须满足纸浆模塑制品结构要求,而且纸浆模塑制品结构在符合使用和成形工艺条件的同时,也要符合模具设计和制造的要求。因此,设计纸浆模塑模具之前,必须充分分析和研究纸浆模塑制品的结构,以便使制品设计和模具设计两者的经济合理性、技术可行性相互协调和统一。
纸浆模塑模具种类
纸浆模塑制品成形过程中要经过多次进入模具才能完成制品制造过程,前面讲过纸浆模塑制品是在单一的凸或凹模上成形,成形之后又必须在凸凹模合模之后的模腔中转移,转移到定形模具的湿纸坯是在定形模具中加压、加热后成形。
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