特别声明：本文引用唐纳德 V. 罗萨多博士，玛琳 G. 罗萨多和尼克 R. 夏特的《塑料技术手册》第一卷，第七章（热成型），以及结合我们多年的实际经验原创而成。如有错误之处，请告知，共同斟酌完善，为塑料加工出一份力。
Declaration: this article is based on the volume 1, chapter 7 (thermoforming) of the “PLASTICS TECHNOLOGY HANDBOOK” by Dr. Donald V. Rosato, Marlene G. Rosato, and Dr. Nick R. Schott, and based on our years of practical experience. If there are any mistakes, please let us know.
塑料热成型技术01_介绍
塑料热成型是以热塑性塑料的板材（或薄膜）为材料制作成壳形产品的工艺。热成型的方法有很多种，如阳模真空成型(Vacuum Forming into Male Mold) 、阳模覆盖成型(Drape Forming into Male Mold)、回吹成型(Blow-back Molding)、柱塞辅助真空成型(Plug-assisted Vacuum Forming)、柱塞压圈真空成型(Plug and Ring Vacuum Forming)、回吸真空成型(Snap-back Vacuum Forming)以及正压回吸真空成型(Pressure Snap-back Forming)等。
除了极少数的，如配对模热成型和双片热成型，成型工艺通过开放的模具来制作一面有形状要求的产品，而另一面不是由模具直接成型，这一面缺少外形精度，和材料的厚度、厚度公差以及成型前的成型前的温度的均匀性有关。
由于成型零件的厚度不能直接控制，在各个点上的拉伸度和减薄的不同，导致了表面变化多种多样。通常，热成型的目标是制成品厚度的均匀性。由于工艺采用的是板材和单面模具，在非成型面不可能有独立的特征。
这些工艺因数限制了大部分热成型产品形状相对简单，虽然也可以做些复杂的3D零件。作为热成型的介绍，把一块加热好的塑料夹在一个阴模的上面，然后抽真空成型，大气的压力使塑料板变形压入模具的凹形面，模具冷却使塑料板成型。这只是其中一种，叫真空成型。
实际上，所有热成型都可以有几种工艺，这些因素包括：
成型力：真空、正压和外力；
模具型式：阴模、阳模和配对模；
板材预拉伸：真空、正压（膨胀）和机械柱塞；
给料方式：在线板材机（热料成型）、料卷和板材（需要再加热，冷料成型）；
工艺状态：固相和熔融相；
加热方法：单面和双面；
加热手段：热辐射：加热棒、陶瓷加热瓦、石英或红外加热器；
热对流：干烤炉；
热传导：加热辊，加热板和油浴。
例如，成型力可以是真空、正压或者外力。这些选项可以排列组合成很多种成型工艺。下表列举了不同工艺的特性，这些工艺和其它工艺将会在后面提及。
| 工艺 | 成型力 | 模具型式 | 板材预拉伸 |
| 真空成型 | 真空 | 阴模 | 无 |
| 压力成型 | 正压 | 阴模 | 无 |
| 覆盖成型 | 真空 | 阳模 | 无 |
| 回吸成型 | 真空 | 阳模 | 真空 |
| 气胀成型 | 真空 | 阳模 | 正压 |
| 柱塞辅助成型 | 真空 | 阴模 | 机械柱塞 |
| 气胀柱塞辅助成型 | 真空 | 阴模 | 正压和机械柱塞 |
| 气滑成型 | 真空 | 阳模 | 正压 |
| 气滑柱塞成型 | 真空 | 阳模 | 正压和机械柱塞 |
| 配对模成型 | 外力 | 配对阳模/阴模 | 无 |
| 双片成型 | 正压 | 配对阴模/阳模 | 无 |
热成型的划分与处理的材料的厚度有关，包括薄板工艺和厚板工艺。薄板通常指厚度1.5mm以下，薄膜成型是薄板成型的一种，指厚度小于0.25mm的材料。厚板指的是厚度大于2.5mm的板材，有些工艺甚至厚度可以超过10mm。虽然聚苯乙烯和聚烯烃泡沫板的厚度可以超过2.5mm，这些泡沫板通常作为薄板处理。这种分类，也用于以后的机器分类、产品分类和工艺问题。
工艺
基本上，要热成型板材或薄膜，需要在拉伸工序或拉伸工序前，将材料加热至拉伸温度。材料可以在模具板上加热或者热板上、加热炉或者加热通道里预热。预热和模具上加热的组合，有它的优点，特别是在生产线上。成型时材料通过机械装置限位在模具里，如压环、压力固定板，在成型过程中，加热后的柔性/弹性板材被拉伸到刚性的模具表面，拉伸后 板材需要冷却定形。冷却箱、冷板或冷空气系统经常包含在成型设备中。
典型的工序包括压紧、加热、成型、冷却和修剪。这种板材被加热到稍高于玻璃化温度（Tg）或者融化温度（Tm）的工艺，被归类到低压、相对低温、近固相成型工艺。这基本上是表面积和厚度比比较大的一种独特的工艺。这种工艺的局限性在于零件内的高残留应力、大范围的修剪、高能耗和大范围的修剪后二次磨削，以及壁厚不均匀。
用于板材成型的温度根据材料种类、厚度、尺寸、拉伸高度而变化，其它重要的因数包括生产技术和生产速度等。对于特定批次的材料的成型温度，应基于经验和试验所得的温度的进行综合，温度太高，会导致下垂、温度斑点和撕裂，而温度太低，会引起皱褶和脆裂。
真空成型法，使用大气的压力使加热后的板材成型。自由吹气法，成型的塑料没有接触固定的表面。回吸成型法，塑料延展后，插入有一定形状的模具，这种方法可以成型反向的曲面和其它标准方法不能实现的有难度的轮廓。真空模具阀，塑料沿着模具表面延展，这种模具表面有排气的小孔。
有种最原始的成型法，把一块热的、软的板放在成型的塑料板上进行成型，这种覆盖和热弯的方法，可以在便宜的结构模上成型2D的形状。在拉伸成型中，热的板材可以在板材放置于模具上的同时进行拉伸，这种方法可以制成简单和复合的轮廓。
作为一种简单和最快的方法，硬热塑板的冷弯依然是很重要的，通过塑料扣件或胶水，板材很容易被固定到如金属和硬纸板上。冷弯受材料的种类和弯曲半径的限制。确定不同材料和不同厚度的最小冷弯半径已完成。
开发新的塑料板材的制作方法，有更大的发展空间。由于新材料和新设备，特别是客户有新的产品需要包装，新制作方法的开发的可能性一直存在。
成长
引领成长的是双片和压力成型塑料制品。刺激因数主要来自于模具的先进性、材料的开发和热成型机械的能力。机器控制技术的提升使得机器设计比以前更快更一致。例如，先进的材料和机器，使制造者显著的提高了高性能新鲜食物容器在厨房市场的的市场份额。
控制技术的提升使加热能力更恒定。一些加热器厂商已经提高和优化了生产工艺，同时，有些厂商还开发了新的加热系统，如更有效的，更稳定的气体催化加热系统。这种技术导致了机器设计的革新，例如，给双头成型机增加了第三成型工位，符合客户成本和性能需求的六工位转盘式成型机。
其它技术的提升，如电气滚筒的位置控制，以及滚筒驱动系统、板材轮系、板材输送系统的电气驱动的速度能力，提供给生产商更快更稳定的设备。
计算机设计技术的使用，保证了设备的机械和电气的一体化，已售设备的系统升级。包括提供给板材和卷材的客户的一系列服务，包括新设备、完整的改造，包含各种现代技术的升级包等。提供给客户有效、高效的热成型解决方案。
产品
很多尺寸和不同形状的耐用品已被生产出来。不同的成型技术，可以让生产商使用不同市场中使用的皮带式机器进行单独或批量生产。产品包括机器和工具的机箱、工业托盘、轮船船体、计算机外壳、车辆部件和冰箱门的内衬。典型的产品是高产的盘、杯子、杯盖、托盘和薄壁容器。