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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影响纸浆模塑缓冲衬垫设计的环境因素主要有以下三类:
物理机械因素,主要指运输环节中的冲击、振动,以及仓储环节的堆码等外部因素。设计纸浆模塑缓冲衬垫前,宜充分了解在运输环节中的装卸设备、装卸高度、运输方式和手段等,以及仓储环节的堆码层数等。振动会导致纸浆模塑缓冲衬垫表面纤维脱落以及刮伤被包装产品的表面,针对不同产品特性做出相对调整。
人为因素,主要指野蛮装卸等。装卸过程造成的跌落冲击对包装件破坏更严重,是主要的考虑因素。明确被包装产品性质被包装产品是纸浆模塑制品设计的研究对象,在进行结构设计前须明确其与设计相关的主要性质,主要有被包装产品的形状、质量、尺寸、脆值、易损部件、附件及其大小等。
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模具通过模具座安装在成形机的模板上,模板的另一面安装有气室,气室与背腔相通,同时其上还有两个通压缩空气和真空的通道。
吸附成形模具的预留量:吸附成形模具的预留量是模具设计的关键。
纸浆模塑制品从湿纸坯到完成制品,由于水的析出而发生收缩。同一个制品的不同位置收缩率不相同又没有规律,致使制品在成形过程中发生多向、多变的收缩变化,给模具设计时确定预留量造成困难,好在目前包装业对纸浆模塑制品制造精度要求不算高,用经验设计法还可以满足要求。为了获得更高的制品制造精度,完善模具设计方法,笔者通过长时间测试和理论推导总结确定了一项具有普遍使用价值、精度很高的模具预留量计算式(由于可以理解的原因不能公布)。这个计算式除了受结构、形状约束之外,还加进了浆料种类、成形条件和烘干方式的系数,所以这个计算式既有理论依据,又有经验系数。
纸浆模塑制品具有以下特点:
1、根据需要,纸浆模塑制品可以阻燃、防静电、防水、覆膜、印刷,应用于终端零售包装。
2、纸质轻软、整体结构又具有适宜的强度和刚度,这使它具有良好的保护性和缓冲性。
3、能通过模具造成各种规格、形状复杂的制品,这样便能适应各种外形的产品的包装需求,便于隔离定位、防止碰撞。
4、有理想的通气性和吸潮性,有利于食品的保鲜。只要在浆料中加入适量的防水剂则纸模制品可取得良好的耐水性能;例如鸡蛋托、水果托可以在灌入不高于35℃的水后24小时内反面不出现水迹;但一般的工业品内包装不需具有这种性能,因为防水应该是对贮存、运输、外包装的要求。
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纸浆模塑制品成形工艺特点决定了同一个制品只能有一个厚度,为了适应功能要求,在调整强度和缓冲性时可利用形腔和立筋,形腔可以增加制品整体的弹性和柔性,立筋可增加制品强度和刚性。在比较大的平面,承载能力要求高时,可以将此处设计成瓦楞形或蜂窝形。
工艺性结构:由于纸浆模塑制
品成形初期是个湿纸坯,在生产过程中,水要逐步析出,制品形状、位置和尺寸都会发生较大变化,在制品的同一个平面、同一个方向的不同位置,制品的收缩总量不同,这时制品就要发生翘曲或扭转变形。为了调整这种变形,只有采取结构形状进行平衡。这种用来调整收缩变形的结构形状称作制品的工艺性结构。
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需要整形的制品在烘干时要保留25-30%的含水量,以便于整形。在生产实践中由于含水量不易控制,使制品难以达到质量要求。笔者设计了一种喷雾整形模具,在模具上对应需要整形部位制造出喷雾孔。工作时制品是经过彻底烘干后放进整形模具内,合模同时模具上喷雾孔对制品喷雾热压,这种模具与制衣行业的喷雾熨斗有些相似。
模切模具:模切模具是用来修整制品毛边,亦称切边模。
纸浆模塑模具材料
模切模具除了其中的刀具之外都是采用普通碳钢制造;定形模具和整形模具一般都是采用黄铜、铝合金和不锈钢制造。
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