幾年來筆者在紙漿模塑模具設(shè)計與制造過程中下了一些功夫，取得了一些實踐經(jīng)驗，總結(jié)出一套理論。最近在中國包裝報(5月20日三版)上見到作者螈明寫的一篇,《加快紙漿模塑制品發(fā)展促進市場繁榮》的文章,發(fā)點感觸，望同仁評說。
我是一名退休的機械專業(yè)高級工程師，退休時恰逢一次性快餐具基材更新?lián)Q代。當(dāng)一些企業(yè)家們忙于借助“消滅白色污染”的浪潮，利用紙漿模塑這個項目賺錢時，我依靠自己在機械制造技術(shù)方面的功底投入了這個行業(yè)，開始研究行業(yè)技術(shù)。紙漿模塑是一項包含造紙、機械和模具的綜合性技術(shù)，我在短時間內(nèi)補上了造紙工藝技術(shù)這一課，開始了我的紙漿模塑技術(shù)的研究之旅，迎著夕陽，走的卻是一條朝陽之路。
進入紙漿模塑行業(yè)之初，首先發(fā)明一種無網(wǎng)模技術(shù)，一改過去紙漿模塑必須利用網(wǎng)模成型，帶著網(wǎng)模進行定型，最后在制品表面上留有網(wǎng)痕的弊端?？墒沁€沒等到這項技術(shù)完善，由于紙漿模塑制造快餐具制品成本高，不具備市場競爭優(yōu)勢而走入低谷。從業(yè)的企業(yè)又都忙于另辟蹊徑去賺錢，而我仍抓住紙漿模塑模具這項技術(shù)深入研究，從利用紙漿模塑制造快餐具轉(zhuǎn)而制造內(nèi)工業(yè)包裝制品。
利用紙漿模塑生產(chǎn)一次性快餐具，制品只有盒、碗和盤子，形狀比較簡單，而且制品都有一定的通用性。紙漿模塑用在工業(yè)內(nèi)包裝和其他方面時，制品比較大，形狀復(fù)雜，而且一款一式都是“對號入座”，沒有通用性，模具設(shè)計與制造就必須伴隨始終。
為了進行技術(shù)交流，促進行業(yè)技術(shù)進步和發(fā)展，下面介紹幾種紙漿模塑模具技術(shù)。
無網(wǎng)模技術(shù)
一種具有過濾性能的銅基球狀粉末冶金材料非常適合制造紙漿模型定型模具，對于定型模具材料的要求是必須具有透氣透水，耐高溫和良好的導(dǎo)熱性能，銅基粉末冶金材料完全具備了這種性能。實踐證明利用粉末冶金制造的定型模具能生產(chǎn)出尺寸準(zhǔn)確、棱角分明，表面光滑無網(wǎng)痕的紙漿模塑制品。
在工業(yè)內(nèi)包裝方面，一些細小、精密、數(shù)量大的小型物品都是采用一層層疊摞的包裝方式，每層間的托盤必須兩面光滑，搬運中不產(chǎn)生紙屑。例如大連市的日資萬寶至公司生產(chǎn)的微型馬達就是采用了這種包裝。對于一些形狀復(fù)雜，模腔狹窄，不易附網(wǎng)的成型模和定型模采用粉末冶金無網(wǎng)模尤為重要。
消失模的應(yīng)用
紙漿模塑模具一般都是采用鑄造成形的，傳統(tǒng)的鑄造用模型是由木模工利用木材制造，制造周期長、精度低。利用EPS發(fā)泡塑料制作的—種被稱之為消失模的鑄造用模型，澆鑄時可以直接將模型埋到型砂中不用分箱，不用取出模型，熔融金屬流將EPS發(fā)泡塑料氣化消失掉，金屬流充滿消失后形成的模腔，制成鑄件。利用EPS發(fā)泡塑料制造的消失?？梢垣@得高精度的鑄件，鑄造模型制造容易，成本低。
制造EPS發(fā)泡塑料消失模的方法有兩種。一種是利用先進的數(shù)控機床進行機械加工制造。首先將鑄造模型加工方法編好程序,利用一種特殊的電熱刀具在EPS發(fā)泡沫塑料上進行機械加工，獲得一種基材為EPS發(fā)泡塑料的鑄造用模型。電熱刀具實際上就是—段直徑為1.2—1.5mm的電阻絲彎曲成刀具形狀，利用調(diào)節(jié)電壓獲得最佳加工溫度進行切削加工。
第二種制造方法是利用模具過渡材料首先制造—個能制造EPS發(fā)泡塑料的模具，這種方法完全用手工來完成。利用石膏制造這種模具最經(jīng)濟、最方便，模具制好后用手將EPS發(fā)泡塑料原料裝進模腔，然后將其放人具有熱蒸汽氛圍的箱體中加熱發(fā)泡成型，冷卻后開模取出模型。
兩種方法比較起來，當(dāng)然是數(shù)控機床加工的精度高，但是利用石膏手工制造的模型更經(jīng)濟．其精度也足夠了。
一種柔性轉(zhuǎn)移模
紙漿模塑制品是在單一的凸或凹的成型模上成形，再由與之對應(yīng)的轉(zhuǎn)移模合模后在模腔中進行轉(zhuǎn)移。這道工序要求成型模與轉(zhuǎn)移摸形狀匹配、尺寸同步精度高。利用柔性材料制造轉(zhuǎn)移模不但制造容易，而且可以避免由于精度問題引起轉(zhuǎn)移時搓傷濕紙坯現(xiàn)象的發(fā)生。
當(dāng)模具是具有成排成行有規(guī)則的形腔時，兩種模具由于工作溫差產(chǎn)生的線膨脹變化不同，會影響配合精度，形腔較深，尤其是在回轉(zhuǎn)機上(轉(zhuǎn)移模具運動軌跡呈弧形)采用柔性轉(zhuǎn)移模更為重要。
無壓力裝置的單一模具的整形機
紙漿模塑制品整形是指經(jīng)過初烘干(含水量在25-30％)的制品放進整形模腔中進行高溫、高壓的熨燙而使制品獲得準(zhǔn)確形狀的工藝過程。
傳統(tǒng)的整形，制品是在凸凹模合模后的模腔中進行的，同時必須保證壓力(5—8kg／cml)、溫度(160—180C)和時間，壓力一般采用氣壓或液壓缸獲得。
一種只有單一模具而且無需壓力缸的整形機，制造和使用都很簡單，尤其是更具有使用的經(jīng)濟性。
一種結(jié)構(gòu)型模具
目前紙漿模具成型模具都是采用實體材料(銅或鋁)進行機械加工或鑄造制成的，模具質(zhì)量大，制造成本高，周期長。而利用鋼絲網(wǎng)為原料，通過焊接手段制成一種結(jié)構(gòu)型模具，既輕便又便宜。
結(jié)構(gòu)型模具制造方法是：第一步選擇一種合適的網(wǎng)孔和網(wǎng)絲的鋼絲網(wǎng)進行退火處理，消除拉絲時的內(nèi)應(yīng)力；第二步利用母模將鋼絲網(wǎng)壓制成形；第三步將兩個以上同樣的網(wǎng)模點焊成一體，目的在于保證模具有固定的形狀和結(jié)構(gòu)，必要時可以在適當(dāng)位置增加加強筋，其材料仍然使用鋼絲網(wǎng)；第四步是在模具工作面上焊接一層抄紙網(wǎng)(網(wǎng)孔為60目)，結(jié)構(gòu)型模具制造完成。當(dāng)然制造過程中一定要注意形腔和結(jié)構(gòu)尺寸留有余量，結(jié)構(gòu)上又要考慮模具安裝方式。
工業(yè)內(nèi)包裝制品快速打樣技術(shù)
承做紙漿模塑工業(yè)內(nèi)包裝制品，在拿到客戶訂單之前，客戶一般都要求看一下樣品，有了樣品也好報價，有了樣品便于客戶試驗、試用并提出修改意見。有了樣品為下一步設(shè)計、制造模具確定工藝數(shù)據(jù)打下基礎(chǔ)；有了樣品便于研究工藝配方和制訂生產(chǎn)工藝。
按目前技術(shù)條件，模具不上成型機是不可能制出樣品來的。利用一種新的發(fā)明，只要花上幾十元線，在一兩天時間內(nèi)不用成型機，完全用于手工就可以制造出各種復(fù)雜形狀的樣品，樣品外觀可以達到整形標(biāo)準(zhǔn)。這項技術(shù)給企業(yè)經(jīng)營創(chuàng)造了方便條件。
最近山東省 一家水果出口公司為了與國際市場接軌，委托紙箱廠生產(chǎn)—種全新的水果箱，外形尺寸為600x400x150mm，比現(xiàn)有紙箱大了許多，膠東半島生產(chǎn)內(nèi)包裝水果托的有幾十家企業(yè)，競爭激烈。開發(fā)這種全新的水果托，要制造6套模具(每套16件)，更換成型機，改造烘干道，總投資需要30多萬元。眾多廠家正在舉棋不定的時候，萊陽市一廠家在短短幾天內(nèi)，利用快速打樣技術(shù)，拿出新型水果托樣品，每種款式都制出三種厚度供用戶選用。用戶非常滿意，達成訂貨意向，并決定協(xié)助解決擴建資金。
紙漿模塑與蜂窩紙板結(jié)合技術(shù)
文章中建議將蜂窩紙板與紙漿模塑組合應(yīng)用，作者是想通過組合來發(fā)揮二者的長處。能獲得實際應(yīng)用的不是二者的組合，而是二者結(jié)十成一體的一種新產(chǎn)品。
一種紙漿模塑與蜂窩紙板結(jié)合制成—種新的包裝制品已經(jīng)試驗成功。由紙漿模塑生產(chǎn)廠家利用蜂窩紙板為原料，采用一種全新的工藝將二者結(jié)合成一體制成一種新產(chǎn)品，克服了各自的不足，具備了兩者的技術(shù)優(yōu)勢。蜂窩紙扳質(zhì)輕(容重只有0.035克／cm),耐壓強度高，剛性好，適合制造大面積、承重較大的包裝制品，缺點是加工手段困難，不易造型，而紙漿模塑制品剛度差，不耐壓，但是采用模具成型，可以制成各種復(fù)雜形狀。這項新產(chǎn)品研制成功，實現(xiàn)了全紙包裝，可以完全替代EPS發(fā)泡塑料。
(文/劉志忱)
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