纸浆模塑整形模具:湿纸坯经过烘干后要发生变形,有的部位变形严重,或者对制品外表形状要求精度高时,制品要经过一道整形工序,使用的模具称整形模具。这种模具也需要有加热元件,但是没有网模也可以。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。
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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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缓冲包装结构要素的设计是纸托包装制品的结构设计的基础,目前我国内关于纸托包装制品的结构要素设计还处于初级的设计阶段,纸托包装制品的基本结构要素通常包括波形,台形,半球形,其中较为常见的是波形和台形,实际设计中大多在此基础上结合一系列的加强筋的设置来提高要素的各个方面性能,以取得良好的缓冲效果,适应不同产品的包装要求。
基本的结构要素的性能主要由承载能力,冲击能量的吸收性和回弹性来体现:
承载能力
采用不同的纸托包装缓冲结构形式,所承受的静载荷和变形的情况是不同的。一般研究和试验证明,理想的缓冲包装结构要素的静态测试的负载-变形。都是包装内物品所承受的作用力不在增加,能力被纸托完全吸收。试验证明影响承载能力的因素另一重要点是斜度,从单一的承载能力上考虑,缓冲结构的侧壁斜度越小,其承载能力越高,但从纸托成型过程考虑,斜度过小,会影响纸托脱模。
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根据中国纸浆模塑发展研究报告显示,2016年包装行业总产值为1.9万亿,同期纸浆模塑行业市场规模为222.9亿元,占比为1.17%,发展了三年,纸浆模塑行业已经出现了多家营业额10亿级别的公司,还有多家上市公司和海外纸浆模塑巨头加入到纸浆模塑的阵营,到2019年纸浆模塑行业的市场规模已经达到千亿级别,但是相对于2万亿的包装行业,仍然是一个小众市场。
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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。
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。
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。
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。
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成形模具目前采用黄铜、铝合金和树脂制造。用在工业内包装制品上精度不高时可以直接采用铸造法制造,精度要求高的必须采用机械切削加工法制造。成形模具中的转移模比较好采用树脂直接从对应的凸模或凹模上翻倒制造出来,精度高。如果有纸质样品,可采用一种低熔点合金利用样品作母模直接翻倒模具。网模是纸浆模塑模具中的关键性模具,是直接影响制品质量和生产效率的重要一环。
网模用网有金属网和塑料网,金属网又分黄铜网、不锈钢网和镀铬网,网丝直径在0.15-0.25mm之间。按网的编织方法分为单经网、三经网、捻织网和双层织网等。网孔几何形状有正方孔、长方孔和六边形孔。网目一般在40-65目之间。
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