[發明專利]塑料板料高壓熱風漸進成形裝置及其成形方法

有效

• 申請號: 201310250374.4
• 申請日: 2013-06-10
• 公開（公告）號: CN103341943A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 李麗華;王進;姜虎森;宋立軍
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B29C43/34
• 分類號: B29C43/34;B29C43/52;B29L7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于板料漸進成形加工技術領域，具體涉及一種利用高壓熱風加工塑料板料的裝置及其成形方法。

背景技術

塑料由于具有高的比強度和比剛度、好的化學穩定性和價格低廉等特點在醫學、航空和汽車制造等領域得到越來越廣泛的應用。但是對塑料進行加工成形必須在熔融態或高彈態下進行，加工塑料板料能量消耗高，設備和模具投入高，因此，傳統的生產過程并不適合于新產品的開發以及單件、小批量塑料零件的生產。而且原有的快速原型制造技術(RPM)所用的塑料主要限于光敏樹脂、丙烯酸類和環氧類等專用塑料，價格昂貴，適用面窄，在塑料零件的成形方面有很大局限性。

漸進成形技術是近年來發展起來的新技術，漸進成形不需要模具或只需要靠模，借助工件的3D模型能夠快速完成零件的成形，特別適合單件或小批量零件的生產，具有花費低、板料的成形能力高、可成形傳統沖壓難以成形的材料等優點。

漸進成形技術目前主要用于加工鈑金件，采用漸進成形技術成形塑件的文獻報道并不多。4年前，Franzen等第一次成功地使用單點漸進成形技術成形商用PVC板料；Martins研究了POM、PE、PA和PC等常用塑料板料的可漸進成形性能，發現無論是無定型塑料還是高結晶度塑料，都能夠將塑料板料順利成形為具有一定深度的塑料制品。可以判定，漸進成形技術能夠彌補原有的快速成型技術的不足，采用通用塑料，可以加工出具有相當復雜程度的塑料殼體類零件，成本低，周期短。

目前塑料板料的漸進成形過程，均采用常溫塑料板料，無外加熱，僅依靠工具頭與板料之間的摩擦來提升塑料板料的溫度，從而導致塑料板料成形時的溫度過低，斷裂伸長率不高，因而無法充分發揮其變形能力。

發明內容

為了克服現有技術領域存在的上述技術問題，本發明的目的在于，提供一種塑料板料高壓熱風漸進成形裝置及其成形方法，可以提高塑料板料成型極限，實現小到中批量的復雜形狀產品的漸進成形加工。

本發明提供的塑料板料高壓熱風漸進成形裝置及其成形方法，所述塑料板料高壓熱風漸進成形裝置安裝在數控漸進成形機床上，它包括空氣壓縮機、加熱系統、氣嘴、紅外線測溫儀、夾緊裝置，所述空氣壓縮機通過管路與加熱系統連接，所述加熱系統通過彎管與氣嘴連接；塑料板料高壓熱風漸進成形裝置，它還包括連接桿和固定板，所述彎管固定安裝在固定板上；它還包括拉桿，所述拉桿左、右對稱設置在數控漸進成形機床的兩端，所述夾緊裝置包括空心支撐臺和壓邊圈，所述空心支撐臺安裝在拉桿上；所述紅外線測溫儀設置在塑料板料的上方。

一種使用塑料板料高壓熱風漸進成形裝置成形塑料板料的方法，包括以下步驟：一、生成加工軌跡：采用三維制圖軟件建立模型，并將模型沿加工路徑方向離散，生成各等高線層面上的加工軌跡，將此軌跡指定為數控漸進成形機床主軸的運動軌跡；二、制成頂支撐模型：將步驟一所生成的加工軌跡偏移一個板料厚度值，生成新的加工軌跡，再利用數控機床，采用生成的新的加工軌跡加工出頂支撐模型；三、準備塑料板料：將塑料板料下料，切割成指定的尺寸，備用；四、裝夾：將備好的塑料板料裝夾到塑料板料高壓熱風漸進成形裝置的夾緊裝置，使塑料板料的幾何中心與夾緊裝置壓邊圈的幾何中心重合，將步驟二中加工得到的頂支撐模型安裝在數控漸進成形機床的工作臺上，支撐于塑料板料下方；五、加工：當裝夾和定位工作完成之后，啟動空氣壓縮機，空氣壓縮機產生壓縮空氣，壓縮空氣流經加熱系統而被加熱，再從氣嘴噴出，氣嘴按照步驟一生成的加工軌跡，對塑料板料進行加熱，通過紅外線測溫儀監控板料成形區域的溫度保持在待加工板料的熱成形溫度區間范圍內，并在加熱的過程中逐點漸進成形，每加工完一層，塑料板料和氣嘴共同下移相同的高度，實現逐層漸進成形，直至成形完成。

本發明提供的塑料板料高壓熱風漸進成形裝置及其成形方法，其有益效果在于，采用壓縮空氣代替現有技術中的金屬工具來施加變形力，可以避免塑料板料兩側同時與兩個工模具接觸，防止因局部拉伸載荷過大而發生扭曲和撕裂；采用熱風局部逐點加熱塑料板料，使塑料板料處于高彈態下，極大減少了塑料板料的變形抗力，提高了塑料板料的成形性能。

附圖說明

圖1是本發明一個實施例的整體結構示意圖。

圖中標注：

1.空氣壓縮機；2.氣嘴；3.加熱系統；4.拉桿；5.管路；6.固定板；7.連接桿；8.紅外線測溫儀；9.壓邊圈；10.塑料板料；11.空心支撐臺；12.彎管；13.頂支撐模型；14.工作臺。

具體實施方式