[发明专利]一种纸浆模塑制品局部增厚方法及系统

说明书

本发明公开了一种纸浆模塑制品局部增厚方法及系统：先根据具体使用场景使用软件分析制品的应力特点，得到制品的米塞斯应力云图；然后根据应力密集区域的分布，使用3D打印工艺制作网孔大小不均匀的纸浆模塑网模，应力集中处的网孔更小；使用此网模能够制作壁厚有变化的纸浆模塑制品，成品在孔隙较小处的壁厚大于孔隙较大处的壁厚。本发明的目的是提供一种制作变壁厚的纸浆模塑制品的方法以改善现有制品的变形问题，并通过改进工艺降低生产成本。

技术领域

本发明属于纸浆模塑制品技术领域，特别涉及一种纸浆模塑制品局部增厚方法及系统。

背景技术

纸浆模塑是一种立体造纸技术。它以废纸、甘蔗渣等植物纤维为原料，在模塑机上由特殊的模具塑造出一定形状的纸制品，具有原料来源广泛，对环境无害，可以回收再生利用的优势和特点。纸浆模塑制品成型主要依靠定型模具来完成。定型模具结构包括凸模、凹模、丝网模和加热元件。成型过程中为了使液态纸浆成型，并且将纸浆中的水份挤压出去，在凹模上设计有与凹模和凸模形状一致的网模，而且凹模上有排水排气孔。工作时，纸浆经网模过滤后，纸浆纤维附于网膜上形成湿纸坯，湿纸坯在装有网模的凹凸定型模腔内首先受到挤压，有20％左右的水被压榨排出，此时湿纸坯含水率约为50～55％；然后湿纸坯在模内受热，余下来的水分被汽化排出，一定时间后，在定型模内干燥定型后形成制品。

由于上述纸浆模塑制品特殊的工艺特殊性，当前纸浆模塑的定型网模均使用金属丝网人工切割压型而成。虽然其丝网的漏水排气性能佳，但因为将平面金属丝网压塑成与凹凸模形状一致的网膜由人工完成，网膜在较小的边角处不易成型，限制了纸浆模塑产品的成型形状；而且人工焊接定位压模容易造成定位不准确、多次返工，成品效率低，成型精度差，强度差；在生产中随着上、下模的不断合模，开模，使得处于两者之间的金属网很易被挤出、磨损而破裂，这样既增加了生产成本，也因频繁停机更换网模而降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纸浆模塑制品局部增厚方法及系统，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种纸浆模塑制品局部增厚方法，包括以下步骤：

获取纸浆模塑制品的三维模型；

对获得的制品三维模型进行有限元分析，得到其在模拟的具体使用场景下的米塞斯应力分布图；

生成制品的丝网的三维模型，丝网与A1对应的区域的目数最大，与A2、A3…An对应区域的丝网目数依次减小，使用3D打印工艺制作丝网模实物；

设计制品的上模和下模，使用丝网模和上、下模，制作纸浆模塑制品。

进一步的，纸浆模塑制品的三维模型：设计纸浆模塑制品的无厚度的曲面造型，使制品的边缘轮廓在同一水平面上，然后加厚该曲面，得到制品的厚度均匀的三维模型。

进一步的，应力分布图：在Abaqus或Solidworks软件中对三维模型进行应力分析，将模型按应力分布大小划分出不同的区域，将这些区域按应力从大到小的顺序依次记为A1，A2，A3或An。

进一步的，在上模与A1，A2对应的区域留出高度不同的空间，A1对应区域留下的空间最厚，A2，A3，An留下的空间依次减小，为制品的不均匀壁厚留下成型空间。

进一步的，丝网模包括模体和丝网，模体是与定型模形状匹配的金属板成型体，丝网是在该金属板成型体围成区域内金属丝交错编织形成的网状结构。

进一步的，模体包围在丝网外侧，作为丝网的框架；模体的金属板厚度为0.3～0.4mm；组成丝网的金属丝的线径为0.15mm。

进一步的，区域A1的丝网目数最大，为70～80目；丝网目数最小的区域的丝网目数为40～50目。

进一步的，一种纸浆模塑制品局部增厚系统，包括：