三维立体覆贴技术的进展
作者:  出处: 加入时间:2009-03-19 10:55   点击数:
 近二十年来,从数控镂铣(CNC routing)到高速封边,木材加工技术取得了前所未有的进展。当我们跨入新千年,哪一种技术将对木材加工的技术进步产生最大的影响,我们尚难以作出判断,但是,从对设计的创新和生产效率的影响来看,三维覆贴技术无疑会排在前列。有一些人会问,为什么要用三维覆贴这个术语,而不用更为通俗的名称,诸如薄膜覆贴等;除了薄膜覆贴这个名称外,还有人称之为气泡式覆贴、无薄膜覆贴、热成型、真空成型、真空压贴和三维外廓覆贴等,所有的这些名称实际上都说的是一个加工过程。但是没有人能说清楚所用的机器和覆贴材料的选用。

  为了便于讨论,我们将把三维覆贴定义为在一个预先已立体成型的板式零件上用单板或其它可热成型的覆贴材料进行热覆贴,在覆贴过程中,可控制地加热、抽真空并加压。

  一、三维覆贴

  在60年代后期的的液压薄膜压机问世以后,三维覆贴才开始在木制品的生产中发挥重要的作用。最初的设计是把单板覆贴到表面的凸起部份的板式零件上,设计中最重要的特点是把薄膜固定在一个水床上。把零件面朝下放入后,压机闭合,产生一个位移压力,迫使饰面材料进入型腔。如果没有真空,受压的PVC的尺寸必须与被覆贴零件完全吻合,而新的机型配上了真空系统,也配上了鼓吹起薄膜的装置,自上至下地进行液压,这就能与贯穿式进给匹配。

  该种独创的设计使这种机器在国际市场中获得了成功,它压力高300psi(磅/平方英寸,1psi=0.01786Mpa),使它能对具有非常复杂的型面零件熨贴地进行单板和PVC的覆贴,加热的液体压力介质使薄膜的温度周期性地平稳循环;此外,这种设计使覆贴的成本仅为其它气膜压机加工的几分之一。

  70年代中期,第一代鼓气膜压机的问世,象其它液压的压机一样,这些装置原来不匹配真空,主要只把单板覆贴在板式零部件凸起的表面上,在压力上也有所限制,通常在100psi(1psi=0.01786Mpa)左右,这些装置只适用于大批量地生产最简单的覆贴单板的具有凸表面的板式零部件。

  二、三维覆贴最重大的进展

  80年代中期,三维覆贴增加了真空装置,在覆贴材料下方抽真空,以消除饰面覆膜下滞留的空气,不会发生鼓泡现象;而在此以前,只有把PVC饰面材料裁剪成与被覆贴零件表面的大小一致时,才能进行覆贴作业。如果采用整张的PVC,就会在PVC薄膜下方形成滞留空气,空气一旦滞留,就会影响到后续的覆面直至封边作业。采用附加和真空装置以后,整张的PVC可以覆盖整个工作台,使台上的所有零件都可以进行覆贴作业,从而大大提高工作效率。

  在压机内部,PVC和被加热薄膜成为一体,使PVC软化容易成型;接着抽真空把PVC往下拉,使其包覆住零件所有的边,并且覆贴到零件上任何内凹的部份;再加正压,使薄膜紧密地覆贴在零件表面,并使其具有良好的胶合和耐热性能。

  这种工艺比喷涂来得简便,以致在近二十年来使许多公司热衷于三维覆贴压机的开发。现今在北美有250多家公司在制造这种类型的设备,只有一小部份是用于具有凸起表面的单板覆贴的,而绝大多数则用于制作白色PVC覆贴的柜门。

  但是,三维覆贴技术的发展远没有结束,90年代初,第一台正压空气无膜机问世,这种压机如同空气有膜压机一样,同时使用正压和真空负压;只是这种压机把整张的PVC当作膜来用,不须另外使用价格昂贵的置换膜。在这种工艺里,利用一个压力很低的压缩空气把PVC强行贴到加热板上,当预热过程完成后,抽真空把PVC下拉到覆贴的零件上;接着直接向PVC喷射压缩空气。除了不再需要置换膜外,这种直接的空气加压使零件的覆贴更为密合服贴。

  以前用热成型方法制作许多不同类型的产品,用的多是诸如ABS这种塑料,90年代早、中期以后真空成型使这种制作转到三维覆贴的市场中来了。真空成型把热和真空结合起来,这种装置在覆贴材料上方不加正压,但是它的投资相对较少,因此在十分简单的小批量边部成型中用得较为普遍。

  自从三维覆贴工艺问世,技术发展为制造商提供了许多选择的余地,选择何种工艺取决于用户的需要;第一种工艺都有它的用途,在制造业中有自己的地位,不会封锁其它工艺的应用。在选用设备时,关键是用户在购买前要了解各种加工工艺的长短处,是否适用于自己的产品。

  三、覆贴技术下一步的发展

  压贴技术在设备上最大可能改进的地方是进出压机的自动装卸。对覆贴PVC尚未开发出使零部件脱离装板工作台的自动垫板装置,现在大多数公司都是用人工把垫板置放在装板台上。新的垫板装置可自动使被压零部件脱离装板台,节约了操作时间和垫板的材料成本,减少了装板误差。有一些公司正在开发这种装置。

  在近阶段,其它自动装置肯定会出现,用PVC覆贴零部件,大多数公司的压机都要靠手工来裁边和清扫表面,增加了自动裁边和

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