對(duì)于冰箱企業(yè)而言,生產(chǎn)過程中所涉及的材料和部件主要包括四大類:塑料類、鈑金類,制冷系統(tǒng)類和電氣控制類,而一般情況下,塑料所參與制造的部件數(shù)量最多。以某型號(hào)中等容積的主流冰箱產(chǎn)品為例,塑料材質(zhì)的部件占整個(gè)冰箱部件的近70%,塑料總質(zhì)量占冰箱總重40%左右。
五種冰箱常用塑料原料
一、聚氨酯——PU
在聚氨酯產(chǎn)品中,其發(fā)泡材料約占總量的80%以上,具有導(dǎo)熱系數(shù)低和加工性能好的特點(diǎn),非常適合用于隔熱保溫,因此被廣泛用于冰箱門體和箱體的隔熱層。
隔熱層是冰箱的關(guān)鍵部件,冰箱生產(chǎn)廠家大多采取現(xiàn)場發(fā)泡的工藝,以多元醇、異氰酸酯及環(huán)戊烷為主要原料,充填至冰箱的門體和箱體隔熱層,在一定的高溫下發(fā)泡成型,并通過調(diào)節(jié)原料間的不同配比,控制發(fā)泡的速度和泡孔效果,以獲得理想的保溫效果。
在所需的塑料成本中,PU大約占據(jù)了40~50%的成本比重。
二、聚苯乙烯——PS
冰箱生產(chǎn)中常用的聚苯乙烯包括通用型聚苯乙烯(GPPS)、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)及可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)。
聚苯乙烯是冰箱生產(chǎn)中用量最大的塑料品種,其用量占冰箱塑料總用量的60%以上。
GPPS:尺寸穩(wěn)定性好、收縮率低,主要用于注塑成型制造冰箱中透明、硬質(zhì)的部件,如果菜盒、瓶座等部件。
HIPS:是一種增韌改性的聚苯乙烯,具有良好的抗沖擊性能,加熱后延展性能良好。主要用于制造冰箱的內(nèi)膽和門襯,所采取的加工工藝是真空吸附成型法。
EPS:減震性能好,主要用于制造冰箱成品包裝和運(yùn)輸過程中的減震輔助材料。
三、聚丙烯——PP
生產(chǎn)工藝簡單、價(jià)格低廉,注塑制品具有較高的韌性和表面光潔度,同時(shí)具備良好的耐化學(xué)腐蝕性能,在冰箱生產(chǎn)中主要用于制造冰箱抽屜。
四、丙稀腈-丁二烯-苯乙烯——ABS
強(qiáng)度高、光澤度好、易加工、制品收縮率低等優(yōu)異的綜合性能,主要用于加工外觀零部件,如:門把手和各類裝飾條。
五、聚乙烯——PE
無臭、無味、無毒,具有良好的抗沖擊性能和耐化學(xué)品性,透水率低。主要用于各種管材的制造,冰箱企業(yè)通常采用吹塑方式成型的工藝來進(jìn)行加工。
六、其他塑料
除了上述5類材料之外,聚氯乙稀(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及聚酰胺(PA)也是冰箱生產(chǎn)中的常見塑料,主要用于門封條、燈罩、鉸鏈、顯示面板及軸套等部件。
冰箱上關(guān)鍵塑料件成型工藝
主要塑料工藝應(yīng)用情況
1、內(nèi)膽
內(nèi)膽采用ABS或HIPS材料經(jīng)真空成型而成。 ABS三種組分對(duì)性能的貢獻(xiàn)是不一樣的,
A:主要貢獻(xiàn)耐化學(xué)性和耐熱性;
B:主要貢獻(xiàn)耐沖擊性和韌性;
S:主要貢獻(xiàn)加工性和剛性。
一般來說:橡膠含量增加,沖擊強(qiáng)度增加,但加工流動(dòng)性和光老化性能則有所下降;丙烯腈含量增加,則耐化學(xué)性和耐熱性增加,這也是ABS與HIPS的最大差別。
冰箱內(nèi)膽的吸塑成型主要有以下幾種形式:陽模成型、陰模成型、壓空真空成型工藝等。壓空真空成型工藝可以成型局部更清晰的結(jié)構(gòu)及節(jié)省材料。
吸塑設(shè)備:主要有直線式和旋轉(zhuǎn)式多工位吸塑機(jī)、單工位吸塑機(jī),現(xiàn)在主要是直線式多工位吸塑機(jī)。
2、門封
門封通常用軟質(zhì)PVC擠出成型,其典型的生產(chǎn)工藝是:
PVC粉料、助劑混合→造?!鷶D出成型→切角→穿磁芯→焊接
對(duì)門封結(jié)構(gòu)和材料的研究是要保證門封密封隔熱效果,實(shí)現(xiàn)節(jié)能,并且確保門封在使用過程中防霉抗菌,此外,新型門封也有采用彈性體壓鑄工藝生產(chǎn)。
3、聚氨酯保溫層
硬質(zhì)PU泡沫塑料用于冰箱保溫層,是關(guān)系到冰箱性能、結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵材料,主要是以異氰酸酯和聚醚多元醇為主要原料,再添加各種助劑,在冰箱生產(chǎn)現(xiàn)場灌注發(fā)泡而成,發(fā)泡劑主要有R11、R141b、CO2、水等。
不同的發(fā)泡劑的不同的導(dǎo)熱系數(shù),是決定聚氨酯保溫層的關(guān)鍵性能,無氟發(fā)泡技術(shù)的主要研究方向是降低泡沫導(dǎo)熱系數(shù),實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
冰箱箱體發(fā)泡設(shè)備主要有:直線式和地環(huán)式;冰箱門體發(fā)泡設(shè)備型式主要有:履帶式和旋轉(zhuǎn)式,箱體灌注方式有后板注泡和后底板注泡。
4、門拉手
冰箱門拉手通常采用ABS材料經(jīng)注塑而成,拉手的結(jié)構(gòu)型式體現(xiàn)了冰箱門體造型,因此,注塑后的拉手通常經(jīng)過表面裝飾工藝覆塑鋼板結(jié)構(gòu)示意以滿足消費(fèi)者對(duì)冰箱外觀裝飾的追求。
表面裝飾工藝主要有:電鍍、熱轉(zhuǎn)印、燙印、移印、罩光噴涂、模內(nèi)裝飾。模內(nèi)裝飾是迄今最先進(jìn)的表面裝飾工藝,將表面裝飾等二次加工工藝與注塑一次完成,而且質(zhì)量大幅度提高,模內(nèi)裝飾工藝與普通注塑工藝有如下不同:
①有一套自動(dòng)送箔精密定位裝置,成型時(shí)依靠夾具或配有真空吸附使箔與模具貼合;
②模具頂針設(shè)計(jì)與澆口在同一側(cè)。
5、冰箱門面
冰箱門面板現(xiàn)在大多以覆塑鋼板取代了過去的噴漆或噴粉的金屬面板,覆塑鋼板是以冷軋鋼板(CRS)或鍍鋅鋼板(EG或GI)為基材,復(fù)合PVC膜而成,PVC花紋薄膜可以印刷各種花紋圖案適應(yīng)消費(fèi)者的需求,由于加工工藝和材料不同,覆塑鋼板和噴粉板性能上有一些區(qū)別,典型的加工工藝如下:
基材→預(yù)處理→涂膠→復(fù)合PVC膜→貼保護(hù)膜→剪切
6、其他
普通壓縮機(jī)罩采用PP注塑。近年來,PP在冰箱上的應(yīng)用呈不斷增長的趨勢,在一些場合被用來注塑頂蓋、抽屜盒、控制板、隔板、擱架等。
由于其密度低,有利于降低零部件重量和材料消耗,并且由于聚合工藝的改進(jìn)及共混改性提高了PP的加工性能和物理力學(xué)性能,使PP在冰箱上的應(yīng)用在一些場合有取代PS、ABS的趨勢。
概念冰箱
塑料在冰箱上有著廣泛的應(yīng)用,從材料到工藝的應(yīng)用漸趨成熟,今后的發(fā)展在材料上將向功能化發(fā)展,手段以改性為主,如抗菌、阻燃、抗靜電、保濕材料等,正在開發(fā)并走向?qū)嵱?。把手、抽屜、果菜箱、制冰系統(tǒng)等正在采用抗菌材料,壓縮機(jī)罩、拉水盒采用阻燃材料,保濕材料用于食品、蔬菜的保鮮。各種新工藝也在被采用,如氣輔注塑、熱流通模具、集中上料系統(tǒng)等正進(jìn)入塑料件的成型領(lǐng)域。