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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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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目前,纸浆模塑制造工艺虽已成熟,也有相关资料显示可以通过发泡工艺提高纸浆模塑制品的缓冲性能,但纸浆模塑制品发泡领域仍处于初步探索阶段,目前尚无具体的发泡方法可供查阅,因此,我们需要根据相关的资料,根据已有试验结果的分析和成品性能的测试数据确定纸浆用量,粘合剂用量,干燥温度以及干燥时间等,查阅相关资料提出几个实验方案,做出成品,然后通过大量的试验优化试验配方,得出实验制订试验方案,通过大量的实验,不断摸索,不断改进,制定出合理的配方,实现制浆模塑制品的发泡。
定形模具结构包括凸模、凹模、网模和加热元件,附有网模的凸或凹模上有排水排气孔,工作时湿纸坯在定形模内首先受到挤压,有20%的水被压榨排出,此时湿纸坯内含水为50-55%使湿纸坯在模内受热后余下来的水被汽化排除,湿纸坯被压榨烘干定形后形成制品。定形模具中的网模会使制品表面产生网痕,而且网模在频繁挤压中会很快破损。为了解决这个问题,有模具设计师设计了一种无网模,这种无网模是采用铜基球状粉末冶金制造。两年来经过多次结构改进和选择适当的粉末粒度,制造出来的无网定形模具寿命是网模的10倍,成本降低50%,制造出来的纸制品精度高,内、外表面光滑。
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结构设计要点
纸浆模塑制品除了有纸制品的强度和韧性之外,还可以根据使用功能要求制成各种复杂形状。用作一次性快餐具时,形状比较简单,强度要求也不算高。用作工业内包装时,其形状就很复杂,它必须满足工业内包装的三大要求:一是定位要求。包装制品必须能保证被包装物品在包装箱内有固定位置,要求包装制品与被包装物品之间形状同步,接触贴切,尺寸准确。二是缓冲要求。制品整体要有一定的韧性和柔性,表面还应该有些松软,与被包装物品接触摩擦时不能损伤被包装物品表面光泽,能消除包装物品在搬运中受到碰撞、振动时产生的冲击。三是承载。要求制品有一定的强度和刚性来支撑被包装物和承受外界压力。为了满足制品上述功能要求,除了选择适当的原材料、助剂和生产工艺之外,更重要的是结构设计。
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1、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。
2、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。
3、生物化学因素,主要包括温度、湿度、雨水、辐射、有害气体、微生物等自然条件影响。其中,运输、仓储环节的湿度对纸浆模塑缓冲衬垫的影响比较大,可导致缓冲衬垫受潮失效的危险。 青浦区口碑好纸浆模塑
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