2023年05月20日
浩博(福建)新材料科技有限公司
HyboFOAM®泡沫的热成型

HyboFOAM® 在190°C-210°C之间,可以进行塑性变形。加热过程可以在烘箱或红外加热装置中。保温的持续时间根据板材的厚度确定。(大约1毫米/1分钟)。

 

由于泡沫的比热容较低,另外板材表面由于大量切开的闭孔泡沫成倍的增加了表面积,所以泡沫表面的温度会很快降低。所以,从炉中取出到成型的这段时间内,要尽可能缩短暴露时间,并且一定需要对HyboFOAM®板材加以保护,防止温度降低过快,不能满足热成型工艺的温度要求。热量的防护材料,可以是棉布,透气毡,玻璃布或硅橡胶布。

 

拟成型的芯材,其曲面变化尽量只在一个维度上有很大的变形,或者在两个维度上有较小的曲面变形。以雷达罩为例,由于雷达罩为不可展开曲面,所需要将雷达罩分割为6-8个相同形状的扇形,在分别进行热成型之后,粘接成为一个完成的雷达罩芯材。

 

热成型过程对模具的耐热要求不是很高。因此,采用木材,聚脂或环氧树脂或玻璃钢制成的模具就足够了。一旦成形好的构件的温度降低到100°C以下,就可以从模具中取出。

利用泡沫热成型工艺,主要有模具压力成型、真空压力成型和“冷变形热定型”三种成型方法。前面两种工艺都需要将泡沫先加热后成型。后一种工艺先成型泡沫后加热定型。

 

模压成型


如果使用模压工艺,在泡沫板材热成型以后,需要使用机械后加工到设计尺寸,而后加工过程中的精确定位实现起来比较复杂。模压工艺和冷变形、热定型工艺相比,变形量可以设计得大一些。根据模具使用的不同,具体可以通过两面硬模,单面模压和一面硬模、一面软模实现。

1) 两面硬模:这种模具设计的优点是可以准确地控制成型过程中,泡沫板材的厚度,变形后的板材可以是可展开的曲面,也可以是不可展开的曲面。缺点是需要制造阴阳模。

2) 单面硬模:通常,在泡沫厚度较大或变形量较大的情况下,利用压机,可以使用单面模具热成型。但是模压过程中,板材厚度方向的变化很难控制。如图3.28所示,泡沫的变形后的曲面是一个不可展开的球面,板材两个方向上都有变形。缺点和单面模具模压成型相似。但是和前面相比,板材的变形通常是沿一个方向,也就是说变形后的板材是可展开的曲面,如图3.29所示。

 

真空吸附热成型


真空吸附热成型也是采用一面硬模、一面软模的模具设计。但是和上面介绍的一面硬模、一面软模的模压成型工艺相比,借助真空吸附力,可以实现对不可展开曲面的热成型,如图3.30所示。在泡沫板材热成型以后,需要机械后加工到设计尺寸。不过由于真空吸附力的限制,相对单面模具模压工艺,变形量受到一定的限制。

 

冷变形热定型


可以将泡沫板材首先加工出精确的曲面展开尺寸,然后将泡沫真空固定在模具上,放入烘箱内加热到热变形温度,持温1小时,再从烘箱中取出,缓慢均匀地将温度降至室温。该方法的优点是热成型工艺过程可以实现很好地控制,如果定位准确,热成型以后不用进行后期外形加工。缺点是泡沫的冷变形量有一定的限制,不能太大,尤其是在不可展开曲面成型的情况。


值得提醒的是,作为小概率的事件,由于泡沫的生产工艺特点,成品泡沫板在放置一段时间后,会发生小幅度的翘曲。这是吸潮和内应力释放双重作用的结果,而不是产品的缺陷。这一过程是可逆的,且不影响产品质量,具体的整形过程如下:

1. 将泡沫水平放置,在上面均匀分布的压上重物,比如钢板,铝板等,直到泡沫板在室温下弹性变形至平整状态。重物的放置应当注意均匀放置,且一定不能出现在某一区域集中施加,否则在整形后会在泡沫表面产生凹坑。

2. 将泡沫与重物载荷放入空气循环式加热炉中,按照一分钟一度的升温速率,升温至200°C后,保温8-10个小时(根据泡沫板的厚度来确定),随炉冷却至室温后取出。