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关键字：注射系统；注射压缩成型模具；纸浆

当前纸浆模压制品（例如纸餐具等）一般采用吸浆成型制取毛坯，然后将湿毛坯置于热压定型模具中进行热压定型并烘干的生产工艺。由于该生产工艺在将湿毛坯从吸浆成型模脱出后转移到热压定型模具过程中，湿毛坯易发生变形；另外，如果湿毛坯在热压定型模具中定位不准确，则在热压定型时毛坯易被撕裂，造成产品报废。因此这种生产工艺的成品率很低（一般约为60%左右），生产率也很低，制约了这种工艺在生产中的推广与应用。

针对纸浆制品的吸浆成型-热压定型生产工艺中存在的问题，有研究者[1]提出了一种新的纸浆制品生产技术———纸浆注射压缩成型。在该成型工艺中纸浆制品是在同一模具中成型和定型，不仅操作简便，且提高了成品率（可达98%以上），同时生产率也得到极大地提高[1]，有良好的发展前景。但该生产工艺的现有成型模具也存在不足之处：需要使用专用成型机或利用移动式单螺杆注塑机改装提供实现纸浆注射功能，使该生产工艺推广应用的投资成本提高。由本文作者研制开发的一种具有注射系统的新型纸浆注射压缩成型模具克服了原工艺存在的变形、撕裂等缺陷，且不需要专用成型机，可直接利用普通液压机进行纸浆注射压缩成型。同时该成型模具对新的纸浆制品生产技术——纸浆注射压缩成型的推广应用有着较大的促进作用。

1模具结构特点

图1所示的是纸浆注射压缩成型模具结构和工作原理示意图。该模具安装在成型机（液压机、注塑机等）的动模固定板与定模固定板之间，利用成型机闭合模具和加压动作完成纸浆注射压缩成型。其主要工艺步骤为：当成型机加压时，如图1所示，推板15被压下，驱动注射推杆与活塞18对纸浆加压，纸浆经进料阀体流道进入浇口与进料阀体之间的料室A，产生压力使进料阀体克服压缩弹簧19的力向后退，打开浇口，纸浆注满型腔；当推板15被压下预定距离（L1）后，推杆16开始驱动上模板2、定位圈12、料筒11与型芯等件向下运动，对型腔的纸浆进行压缩排除水分；此时，注射推杆与活塞18停止运动，料室A压力下降和进料阀体在压缩弹簧19的弹力作用下前推封闭进料浇口。

经过压缩排水，加热抽真空排除水分工艺步骤后，开模取出制品。开模过程中，在压缩弹簧1和压缩弹簧4的弹力作用下，注射推杆与活塞18、推板15、上模板2、定位圈12、料筒11及型芯等工件恢复原位，料斗的纸浆依靠重力流入重新充满料筒，为下一个成型周期作好准备。成型实验中，为了防止纸浆中出现纤维沉淀现象，采用了有搅拌装置的料斗。

2 模具设计要点

为了实现纸浆注射与压缩顺序进行，防止型芯在纸浆注射过程中被提前压下，减少纸浆预定注射量和保证压缩排水效果，压缩弹簧4应满足下列条件：

k₁F₁＞k₂F₂+G

式中，k1、k2分别是弹簧4、弹簧1的数目；

F₁ 为弹簧4的预压缩力；

F₂ 为推板15被压下预定距离（L₁）后弹簧1的预压缩力；

G 为上模板2、定位圈12、料筒11等工件的总重量。

如图1所示，L₁是重要的设计参数，决定纸浆的注射量和纸制品的厚度等。实验结果表明：L₁取值过大时，纸浆注射压缩成型过程中，纸浆纤维在A室中易出现停滞、絮集成团的现象，影响纸浆的流动性。设计时，L₁可按下式确定：

L₁=(4V₀/πCD²)+L₂

式中，C为纸浆的纤维浓度（体积百分比）；

V0 为纸制品（包括浇注系统）的体积；

D为注射活塞的直径。

参考文献

[1]李江平.纸餐具注射压缩成型技术的研究. 模具工业，2000（6）：37.

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