SPE2016热成型件大赛获奖产品揭秘（下）

厚片真空成型—金奖

Associated Thermoforming, Inc.

触摸塔

这是一款专为苏打水生产商制造的多部件饮料分配系统，该系统采用LED触摸技术进行分配。真空成型材料为0.125英寸银色、黑色和红色高光金属材料，结构源于表皮与真空成型骨架的组合，生产温度由坯料和铸铝生产模具控制，时尚醒目的设计搭配最新的饮料分配技术。

厚片真空成型—银奖

Electro-General Plastics

考拉组件

概述：

作为客户新形象的一部分，考拉组件凭借嵌入式图形展示了其曲线结构，代表着一种新奇而又大胆的体验。

特点和优点：

组件的每个部件均由ABS WeatherProTM T-30制成，呈现红色金属色效果。该材料具有良好的耐候性和冲击强度。考拉内耳和外耳的片材尺寸为0.118英寸，考拉嵌件的尺寸为0.177英寸。

考拉外耳和内耳之间隐藏着一个金属支架，用于提高强度并易于现场安装。在建造考拉组件时，MP 55420结构性金属粘合剂用于粘合金属和ABS，1707焊接粘合剂用于粘合ABS和ABS。为了粘合考拉耳朵部件，还对多种不同的胶水品牌进行了测试。1707 ABS基材（焊接粘合剂）将外部颜色变为橙色，其中外耳和内耳紧密贴合。这一问题通过在贴合区域使用100%硅酮得到解决。解决方案集中在三个部分——内耳、外耳和内部金属支架，它们共同组成了一个坚固耐用的组件。

考拉组件装在柱子上。考虑到一些柱子比嵌件宽，因此部分组件不含嵌件。嵌件装有自由浮动装置，可适用各种尺寸的柱子。

铝水冷生产模具被用在四框旋转热成型机上。组件部件的成型使用了三种模具。2-up用于内耳，2-up用于外耳，1-up用于嵌件。考拉外耳模具是一个难题，因为之前从未尝试过在组装完成后呈现无缝的精美外观。所有部件均经过CNC微调以确保最小公差。

厚片创新应用—金奖

Profile Plastics

护体板

两个双片材部件专为按控制速度吸收大量能量而设计，可用于个人防护。

复杂模具和工艺设计满足了客户严格的外观和技术要求，同时挑战了多平面捏合形状。

厚尺寸创新应用—银奖

Hampel

Calf-Tec装置

概述：

小奶牛通常被大量饲养在传统的“加利福尼亚风格木屋”里。木材是一种天然多孔材料，除了多种微生物污染，它还极易受细菌的影响。此外，即使木材经过处理，它在长时间暴露于雨水、阳光和其他恶劣的气候和天气条件时也会损坏。因此，小牛可能会感染疾病、生长变缓并增加死亡率，这些都增加了医疗成本。木屋还对牧场主造成了维修负担，因为不断的修理和维护都增加了人工成本。

特点和优点：

ECS拥有许多当今市场上其他同类产品所不具备的特点。滑动顶盖为管理人员提供灵活的气候控制功能。顶盖可以打开和关闭，既可保护小牛免受天气影响，也可增加空气流通和自然光。顶盖既可遮风挡雨，还可减少劳力和节省成本。通过侧面和后面的通风口，圈栏还可指定通风方向，为小牛提供最大的舒适度和气流。另一个独特的特点是铰链门，既方便小牛进出，还进一步节省了劳力、时间和成本。所有这些功能最终都提升了牧场的盈利能力。ECS已经过现场测试，证明能够成功饲养24,000头小牛以上。

ECS圈栏、前部和顶盖均由HMWPE塑料模制成型。圈栏的起始尺寸为0.290英寸，前部是0.187英寸，顶盖为0.110英寸。圈栏在一个大型的公铸铝模具里模制成型，通过多区域温度控制以及深冲压和折弯来适配顶盖。前部在一个大型的双片材铸铝模具里模制成型，多区域温度控制并具有深冲压和垂直双片材边缘。整个装置经过大量的塑料焊接，同时具有二次连接其它部件的组合特征，如：门、销、提桶等。顶盖在一个大型的双片材铸铝模具里模制成型，通过多区域温度控制和折弯来适配圈栏。

厚片压力成型—银奖

ProvidienThermoforming,Inc.

微生物系统面板和门板组件

概述：

该外壳组件用作微生物自动化系统的面板和门挡。

特点和优点：

该组件由单片材和双片材压力成型部件制成，为系统提供美观和功能性入口。材料是定制色的丙烯酸-PVC混合物，它们通过纹理模具以及光滑的多腔生产模具成型。模具由铝块制成并具有嵌入式温度控制功能。该设计在前面板和后面板部件之间预留了快速安装接口和螺纹嵌件，可用于安装各种硬件来实现高效的重复性组装加工，从而尽量缩短制造时间。该设计方法还有助于快速拆除和重新组装，进一步加快现场检修作业。双片材门板的弯曲平面上还有CNC割开的槽口，用于匹配透明的聚碳酸酯窗口来显示底部的OEM图形（提交的入口样品上不带图形）。门板由不同颜色的片材制成，内部则选用黑色片材，因为这对满足设备的内部限光要求至关重要。

厚片TPO应用—金奖

BrentwoodIndustries

仪表板组件

概述：

适用于低入口重型卡车驾驶室的仪表板组件，由二十个部件组成（六个热成型，两个机加工，十二个注塑成型格栅）。

特点和优点：

组装完成后可直接安装在卡车驾驶室内。主仪表板顶部的显示表面经过压力成型，而其它热成型管道系统部件均由TPO真空成型。管道系统使用VHB胶带和垫圈组装以确保密封性。选用的TPO采用同是定制色的利安德巴塞尔E3400，由Primex Plastics公司挤出成型。酸蚀刻机加工坯料生产模具是可变换的，它使两种不同的仪表板可通过Segen Locks利用可移除模具嵌件生产。该组件取代了客户先前安装的多个部件。

厚片TPO应用—银奖

Plastitel

巴士货舱门

巴士制造商一直使用FRP生产大部分外饰件。所有侧裙板和行李舱门均从传统的FRP 转变成Plastitel的TPO双片材热成型工艺。利用TPO和双片材工艺，Plastitel解决了许多难题并改良了部件：

◆缩短生产时间

◆减少劳动力

◆省却涂漆工序

◆减轻重量

◆改善美观程度

该项目的主要挑战是确保双片材工艺生产的行李舱门与传统FRP生产的具有相同的耐用性。TPO能够提供耐久性、美观性和更多涂料选择。

双片材应用—金奖

AssociatedThermoforming,Inc.

轮椅淋浴器

这些部件均经过大型双片材成型，用作兼容轮椅的临时淋浴器的底板和坡道。利用单炉双片材工艺制成的部件非常坚固，可承受轮椅上的人集中于两个轮子上的点负荷。注意顶部和底部表面的细节：底部表面装有为部件提供强度的肋材。由于底部表面面朝地板，因此不需要抛光模具表面，从而节省了成本。此外，小部件的厚边也不成问题，因为它面朝地板，不会被消费者看到。顶部表面的模具特征便于排水还连接着墙壁和门。所有部件均由0.187英寸的高光原生ABS通过控温铝模制成。

双片材应用—银奖

CorvacComposites

车底护板

概述：

这个面板组件可用作车底发动机舱，它以整体检修门收尾。其功能是保护发动机舱中的敏感部件免受水和碎屑的侵蚀，增强有利于燃料经济性的车底空气动力气流，并提高整体声学性能。

特点和优点：

客户对该产品的要求是成本低、重量轻、刚度强，具有平滑的底部空气动力表面并适用于严格的汽车外部验证。

为了应对这些挑战，我们选用了双片材热成型技术，因为该工艺以极具竞争力的成本提供了平滑、轻巧、结实、耐用的车底外壳。

基材和检修门建造所使用的材料是>PE-HD<，它由至少50%的回收材料制成。片材总厚度为0.070英寸，部件在五腔水冷铝模中成型。

从设计的角度来看，产品所需的关键特性产生了相互冲突的要求。例如，生产一块硬到足以横跨一段无支撑距离的面板需要更大的横截面，但是包装空间限制了该因素。检修门的增加降低了整个面板的刚度。此外，平滑的空气动力表面要求摒弃了单片材部件常见的结构肋柱。最后，轻量化要求限制了其增加片材厚度来提升刚度的能力，功能性需要通过迭代设计过程和分析来实现。

从加工的角度来看，轻量化意味着尽量减少片材厚度，而这需要生产这些部件所需的模具、机械设计、片材挤出成型和双片材成型方法的各个方面的广泛开发。

学生部件竞赛—金奖

SaraAllgeier，美国宾州州立大学伊利比伦德学院

热成型披萨盒

该部件是一种由聚丙烯制成的双片材热成型披萨盒，既可重复使用也可回收利用，面向公司和个人销售。盒子的顶部能够承受50磅的重量。该设计取得了成功，因为它能使披萨保温更长时间，并可多次使用，具有可重复利用的特点。

项目启动和任务：

披萨在美国是最受欢迎的食物之一，它总是装在一个油腻的纸盒里，而且似乎不能保温太长时间。本产品由聚丙烯制成，通过双片材热成型，可重复使用并可回收利用。该披萨盒可根据公司和个人要求定制。2013年9月至2014年9月期间的披萨销售额约为385亿美元。该披萨盒预计可重复使用200次甚至更长时间。整个美国约有73,000家披萨店，它们都是披萨盒的潜在应用市场。这些披萨盒可从美国东北部开始销售，该地区平均每万人有3.3个披萨店。如果披萨盒在这里取得成功，那么也意味着它可以扩展到更多的区域。

披萨常出现在各种场合，例如：派对、体育赛事、聚会、学习会、家庭聚餐等。这个塑料披萨盒能使披萨保温更长时间，因为塑料是很好的隔热材料。此外，该产品还设计了气穴，具有更好的保温效果。塑料重量极轻，可重复使用，不吸收油脂，更加环保。该披萨盒通过双片材热成型，可根据小凯撒、棒约翰、必胜客等披萨店的要求定制并将它们的标志和颜色以及促销活动印在包装盒上。该披萨盒的经营理念是，顾客在该店购买了披萨盒之后，如果他们在下一个订单继续使用，则可能会收到订单折扣（由披萨店自行决定是否给予折扣）。此外，个人也可在线定制独具特色的披萨盒。该设计的目的是减少被丢弃的纸板量并使披萨保温更长时间。