纸浆模塑模具砂模快速打样技术研究

论文摘要

纸浆模塑制品是以可循环使用的植物纤维浆或废弃纸品为基础材料，用模具塑造而成，通过自身不同的结构起承载，定位和缓冲等作用，来达到保护被包装物的目的，其每一款都是一个专用的新产品，都得经过设计、制模、打样、测试、修正等程序才能正式批量生产，纸浆模塑生产过程中，制品的结构设计与模具的开发设计是一个关键环节。本论文分析了近年来纸浆模塑制品和模具的设计制造的相关文献，以及纸浆模塑制品的生产工艺流程和模具系统的研究，国内纸浆模塑生产企业对于纸浆模塑制品及其模具的结构设计尚以经验设计为主，本文提出了基于反求工程技术的纸浆模塑模具结构设计方法，进行纸浆模塑模具母模的结构设计，运用数控机床制作石膏母模，提高纸浆模塑模具母模结构设计的精确度；以工业副产脱硫石膏为母模原料，以求资源的综合利用；通过对纸浆模塑制品吸滤成型原理及其成型模具的研究，提出桐油砂模快速打样技术，使用桐油砂模替代传统铝合金成型模具进行打样，缩短新产品开发周期、降低成本、提高效率。本论文通过实验对桐油砂模制作的具体工艺过程进行了详细的研究，对砂模的原料进行处理，考察了硅砂粒径，桐油和膨润土的加入量，干燥温度，干燥时间五个因素对桐油砂模性能的影响，并通过正交试验，得出较为理想的数据和制作方法，实验表明，影响砂模强度性能的主次因素为：加入桐油量＞加入膨润土量＞干燥时间＞干燥温度；原料配比及制作工艺条件的较优组合：80~60目粒径规格的硅砂100g，加入桐油量6g，加入膨润土量2g，干燥温度200℃，干燥时间25mins；60~40目粒径规格的硅砂100g，加入桐油量6g，加入膨润土量3g，干燥温度200℃，干燥时间25mins；40~20目粒径规格的硅砂100g，加入桐油量5g，加入膨润土量3g，干燥温度200℃，干燥时间25mins。本论文通过实验对砂模试样的干、湿态弯曲强度进行测试，与纸浆模塑制品成型时模具内腔的压力值进行了对比分析，验证桐油砂模具备上机打样所需强度，通过真空抽滤实验，验证桐油砂模良好的滤水性。采用浇注法制得砂模，并上机打样，验证，砂模打样技术比传统打样技术周期缩短一半，且成本低廉。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 纸浆模塑概述
• 1.1.1 纸浆模塑包装制品的性能优势
• 1.1.2 纸浆模塑的发展概况
• 1.1.2.1 国外纸浆模塑发展概况
• 1.1.2.2 国内纸浆模塑发展概况
• 1.1.3 纸浆模塑的发展前景
• 1.2 纸浆模塑的生产工艺和成型模具概述
• 1.2.1 纸浆模塑生产的基本工艺工程和成型原理
• 1.2.1.1 纸浆模塑制品结构设计的基本要求
• 1.2.1.2 纸浆模塑制品生产的基本工艺过程
• 1.2.1.3 纸浆模塑制品的成型原理
• 1.2.2 纸浆模塑真空吸附法及吸附模具概述
• 1.2.2.1 纸浆模塑真空吸附法概述
• 1.2.2.2 吸附成型模具概述
• 1.3 纸浆模塑制品及模具结构设计研究进展
• 1.3.1 纸浆模塑制品结构设计的参数研究
• 1.3.2 纸浆模塑制品及模具结构设计方法研究
• 1.4 本课题选题的意义及主要内容
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 纸浆模塑模具石膏母模设计制作
• 2.1.1 反求工程
• 2.1.1.1 反求工程简介
• 2.1.1.2 运用反求工程技术进行设计的一般流程
• 2.1.2 模具母模制作原料
• 2.1.3 基于反求工程技术进行石膏母模的设计制作
• 2.2 桐油砂模制作参数研究实验
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.1.1 硅砂
• 2.2.1.2 桐油
• 2.2.1.3 膨润土
• 2.2.2 实验原料处理
• 2.2.3 实验药品
• 2.2.4 实验设备与仪器
• 2.2.5 实验方法
• 2.2.5.1 石膏母模制备
• 2.2.5.2 桐油砂模制备工艺流程
• 2.2.6 检测项目与方法
• 2.2.6.1 弯曲强度测试
• 2.2.6.2 滤水性测试
• 2.3 桐油砂模上机打样实验
• 2.3.1 实验原料
• 2.3.2 实验设备与仪器
• 2.3.3 实验方法
• 第三章 实验结果与讨论
• 3.1 单因素实验
• 3.1.1 加入桐油量对桐油砂模弯曲强度的影响
• 3.1.2 加入膨润土量对桐油砂模弯曲强度的影响
• 3.1.3 干燥温度对弯曲强度的影响
• 3.1.4 干燥时间对弯曲强度的影响
• 3.2 最佳条件探讨实验
• 3.2.1 实验因素与水平
• 3.2.2 正交试验表
• 3.2.3 正交试验结果分析
• 60 目粒径规格的硅砂原料的正交实验结果分析'>3.2.3.1 80⁶0 目粒径规格的硅砂原料的正交实验结果分析
• 40 目粒径规格的硅砂原料的正交实验结果分析'>3.2.3.2 60⁴0 目粒径规格的硅砂原料的正交实验结果分析
• 20 目粒径规格的硅砂原料的正交实验结果分析'>3.2.3.3 40²0 目粒径规格的硅砂原料的正交实验结果分析
• 3.2.4 实验结论
• 3.2.5 砂模滤水性测试
• 3.3 浇注法制作砂模
• 3.4 砂模上机打样
• 3.5 经济分析
• 3.6 硅砂循环利用探讨
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢