张定国,张官理,郭新涛,厉蕾,颜悦

(北京航空材料研究院,北京 100095)

0 引 言

塑料热成形是以各种热塑性塑料片材(大多数热塑性塑料的半成品片材都可作为热成形的原料:如PS,PMMA,PVC,ABS,PE,PP,PA,PC,及PET的半成品)为成形对象的二次成型技术。成形过程中,板材在被均匀加热到玻璃化温度附近以后,进行成形。而随着板材料种类的变化,板材厚度的变化和加热方式的变化,加热均匀所需要的时间和加热方式不同,传统的方法靠经验进行加热时间的控制和方式的选择,存在效率低下和板材“未热透”等现象,导致成形过程中局部出现制品厚度不均匀和翘曲等缺陷。

为了解决传统的经验法对于加热时间等工艺参数的确定存在准确性差等缺陷[1]。本文通过实验测得不同厚度板材在不同加热方式下的热透时间,同时采用数值计算的方法和实验结果进行对比。

1 加热问题描述

实验中,板材采用气体单面加热,即只在板材的一个面利用气体进行加热,而随着加热时间的延长,热量由加热面向非加热面进行传输,当到达一定时间以后,整个板材的温度达到一定值,此时称板材达到“热透”,这段时间称为热透时间。

图1中平面板材单面加热示意图。

热透时间不仅与材料的种类和厚度有系,还与烘箱的加热方式有关系,本文讨论如下两种加热方式下,不同的厚度PC板材加热热透和时间的关系,加热方式为恒温加热和变温加热,如图2。

图1 板材加热示意图

图2 恒温加热和变……