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2023年05月20日
浩博(福建)新材料科技有限公司
HyboFOAM?泡沫的熱成型

HyboFOAM? 在190°C-210°C之間,可以進(jìn)行塑性變形。加熱過程可以在烘箱或紅外加熱裝置中。保溫的持續(xù)時間根據(jù)板材的厚度確定。(大約1毫米/1分鐘)。

 

由于泡沫的比熱容較低,另外板材表面由于大量切開的閉孔泡沫成倍的增加了表面積,所以泡沫表面的溫度會很快降低。所以,從爐中取出到成型的這段時間內(nèi),要盡可能縮短暴露時間,并且一定需要對HyboFOAM?板材加以保護(hù),防止溫度降低過快,不能滿足熱成型工藝的溫度要求。熱量的防護(hù)材料,可以是棉布,透氣氈,玻璃布或硅橡膠布。

 

擬成型的芯材,其曲面變化盡量只在一個維度上有很大的變形,或者在兩個維度上有較小的曲面變形。以雷達(dá)罩為例,由于雷達(dá)罩為不可展開曲面,所需要將雷達(dá)罩分割為6-8個相同形狀的扇形,在分別進(jìn)行熱成型之后,粘接成為一個完成的雷達(dá)罩芯材。

 

熱成型過程對模具的耐熱要求不是很高。因此,采用木材,聚脂或環(huán)氧樹脂或玻璃鋼制成的模具就足夠了。一旦成形好的構(gòu)件的溫度降低到100°C以下,就可以從模具中取出。

利用泡沫熱成型工藝,主要有模具壓力成型、真空壓力成型和“冷變形熱定型”三種成型方法。前面兩種工藝都需要將泡沫先加熱后成型。后一種工藝先成型泡沫后加熱定型。

 

模壓成型


如果使用模壓工藝,在泡沫板材熱成型以后,需要使用機(jī)械后加工到設(shè)計尺寸,而后加工過程中的精確定位實現(xiàn)起來比較復(fù)雜。模壓工藝和冷變形、熱定型工藝相比,變形量可以設(shè)計得大一些。根據(jù)模具使用的不同,具體可以通過兩面硬模,單面模壓和一面硬模、一面軟模實現(xiàn)。

1) 兩面硬模:這種模具設(shè)計的優(yōu)點是可以準(zhǔn)確地控制成型過程中,泡沫板材的厚度,變形后的板材可以是可展開的曲面,也可以是不可展開的曲面。缺點是需要制造陰陽模。

2) 單面硬模:通常,在泡沫厚度較大或變形量較大的情況下,利用壓機(jī),可以使用單面模具熱成型。但是模壓過程中,板材厚度方向的變化很難控制。如圖3.28所示,泡沫的變形后的曲面是一個不可展開的球面,板材兩個方向上都有變形。缺點和單面模具模壓成型相似。但是和前面相比,板材的變形通常是沿一個方向,也就是說變形后的板材是可展開的曲面,如圖3.29所示。

 

真空吸附熱成型


真空吸附熱成型也是采用一面硬模、一面軟模的模具設(shè)計。但是和上面介紹的一面硬模、一面軟模的模壓成型工藝相比,借助真空吸附力,可以實現(xiàn)對不可展開曲面的熱成型,如圖3.30所示。在泡沫板材熱成型以后,需要機(jī)械后加工到設(shè)計尺寸。不過由于真空吸附力的限制,相對單面模具模壓工藝,變形量受到一定的限制。

 

冷變形熱定型


可以將泡沫板材首先加工出精確的曲面展開尺寸,然后將泡沫真空固定在模具上,放入烘箱內(nèi)加熱到熱變形溫度,持溫1小時,再從烘箱中取出,緩慢均勻地將溫度降至室溫。該方法的優(yōu)點是熱成型工藝過程可以實現(xiàn)很好地控制,如果定位準(zhǔn)確,熱成型以后不用進(jìn)行后期外形加工。缺點是泡沫的冷變形量有一定的限制,不能太大,尤其是在不可展開曲面成型的情況。


值得提醒的是,作為小概率的事件,由于泡沫的生產(chǎn)工藝特點,成品泡沫板在放置一段時間后,會發(fā)生小幅度的翹曲。這是吸潮和內(nèi)應(yīng)力釋放雙重作用的結(jié)果,而不是產(chǎn)品的缺陷。這一過程是可逆的,且不影響產(chǎn)品質(zhì)量,具體的整形過程如下:

1. 將泡沫水平放置,在上面均勻分布的壓上重物,比如鋼板,鋁板等,直到泡沫板在室溫下彈性變形至平整狀態(tài)。重物的放置應(yīng)當(dāng)注意均勻放置,且一定不能出現(xiàn)在某一區(qū)域集中施加,否則在整形后會在泡沫表面產(chǎn)生凹坑。

2. 將泡沫與重物載荷放入空氣循環(huán)式加熱爐中,按照一分鐘一度的升溫速率,升溫至200°C后,保溫8-10個小時(根據(jù)泡沫板的厚度來確定),隨爐冷卻至室溫后取出。