Термоформование

Термоформование — это производственный процесс, при котором пластиковый лист нагревается до гибкой температуры формования, ему придается определенная форма в форме и обрезается для создания пригодного к использованию продукта. Лист или «пленка», когда речь идет о более тонких материалах и некоторых типах материалов, нагревается в печи до достаточно высокой температуры, которая позволяет растягивать его в форму или на нее и охлаждать до готовой формы. Его упрощенный вариант – вакуумная формовка .

В простейшей форме небольшую настольную или лабораторную машину можно использовать для нагрева небольших отрезанных участков пластикового листа и растягивания его по форме с помощью вакуума. Этот метод часто используется для образцов и прототипов деталей. В сложных и крупносерийных приложениях используются очень большие производственные машины для нагрева и формирования пластикового листа, а также обрезки формованных деталей из листа в ходе непрерывного высокоскоростного процесса, которые могут производить многие тысячи готовых деталей в час, в зависимости от машины. и размер формы и размер формуемых деталей.

Термоформование отличается от литья под давлением , выдувного формования , ротационного формования и других форм обработки пластмасс. ^[1] Тонкомерное термоформование – это, прежде всего, производство одноразовых стаканчиков , контейнеров, крышек, лотков, блистеров, раскладушек и другой продукции для пищевой , медицинской и розничной торговли . Термоформование толстой толщины включает в себя такие разнообразные детали, как двери транспортных средств и приборные панели, облицовки холодильников, кузова грузовых автомобилей и пластиковые поддоны.

Большинство компаний, занимающихся термоформованием, перерабатывают свой лом и отходы пластика либо путем прессования в пакетировочной машине, либо путем подачи в гранулятор (измельчитель) и производства измельченных хлопьев для продажи компаниям по переработке или повторного использования на собственном предприятии. Зачастую лом и отходы пластика, образующиеся в процессе термоформования, перерабатываются обратно в экструдированный лист для повторного формования.

Процедура

В наиболее распространенном методе непрерывного термоформования тонкомерных изделий в больших объемах пластиковый лист подается из рулона или экструдера в набор индексирующих цепей, которые включают в себя штифты или шипы, которые протыкают лист и транспортируют его через печь для нагрева до температуры формования. Затем нагретый лист перемещается на станцию формования, где сопрягаемая форма и коробка давления закрываются на листе, а затем применяется вакуум для удаления захваченного воздуха и втягивания материала в форму или на нее вместе с воздухом под давлением для формирования пластика в форме. детальная форма формы. (Вспомогательная заглушка обычно используется в дополнение к вакууму в случае более высоких формованных деталей с более глубокой вытяжкой, чтобы обеспечить необходимое распределение материала и толщину в готовых деталях.) После короткого цикла формования всплеск обратного давления воздуха приводится в действие со стороны вакуума формы, когда открывается формовочная оснастка, обычно называемая выбросом воздуха, чтобы нарушить вакуум и помочь формованным деталям выйти из формы или из нее. На форме также можно использовать съемную пластину, поскольку она открывается для извлечения более детализированных деталей или деталей с областями подрезов и отрицательной тягой. Лист, содержащий формованные детали, затем подается на станцию обрезки на той же машине, где матрица вырезает детали из оставшегося листового полотна или направляется в отдельный обрезной пресс, где формованные детали обрезаются. Листовое полотно, остающееся после обрезки формованных деталей, обычно наматывается на приемную бобину или подается в поточный гранулятор для переработки.

События

Микропроцессорное и компьютерное управление на более современном оборудовании позволяет значительно повысить контроль над процессом и повысить повторяемость настроек одного и того же задания за один производственный цикл с возможностью сохранения настроек нагревателя печи и времени процесса между заданиями. Возможность размещения формованных листов на встроенной станции обрезки для более точной регистрации обрезки была улучшена благодаря обычному использованию электрических серводвигателей для индексации цепи вместо пневматических цилиндров, зубчатых реек и муфт на старых машинах. Электрические серводвигатели также используются на некоторых современных и более сложных формовочных машинах для приведения в действие плит машины, на которых установлены инструменты формования и обрезки, а не пневматические цилиндры, которые традиционно были отраслевым стандартом, обеспечивая более точный контроль над скоростями закрытия и открытия, а также время оснастки. Кварцевые нагреватели для духовок и обогреватели с излучающими панелями обычно обеспечивают более точный и тщательный нагрев листов по сравнению с более старыми нагревателями с калильным стержнем и лучше позволяют зонировать духовки на зоны регулируемого нагрева.

Новая технология ToolVu. ^[2] был разработан для обеспечения обратной связи в режиме реального времени о термоформовочных машинах. Эта автономная система подключается непосредственно к термоформовочной машине и использует несколько датчиков для регистрации производственных данных в режиме реального времени, включая давление воздуха, температуру, тензодатчик инструмента и другие характеристики. Система отправляет несколько предупреждений и оповещений всякий раз, когда заранее установленные производственные параметры нарушаются во время работы. Это сокращает время простоя машины, сокращает время запуска и уменьшает количество отходов при запуске.

Неотъемлемой частью процесса термоформования является инструмент, специфичный для каждой детали, которая должна быть произведена. Описанное выше термоформование тонких листов почти всегда выполняется на поточных машинах и обычно требует форм, вспомогательных устройств, коробок под давлением и всех монтажных пластин, а также инструментов для обрезки и деталей укладчика, которые имеют отношение к работе. Для термоформования толстой или толстой стали также требуются инструменты, специфичные для каждой детали, но поскольку размер детали может быть очень большим, формы могут быть отлиты из алюминия или другого композитного материала, а также из обработанного алюминия, например, из тонкого материала. Обычно толстостенные детали необходимо обрезать на фрезерных станках с ЧПУ или вручную с помощью пил или ручных фрезерных станков. Даже самая сложная машина для термоформования ограничена качеством оснастки. Некоторые крупные производители термоформования предпочитают иметь собственные предприятия по проектированию и изготовлению инструментов, в то время как другие полагаются на сторонние мастерские по изготовлению инструментов для изготовления инструментов.

Тонкое и толстое (толстое) термоформование

Существует две основные категории процессов термоформования. ^[3] Лист толщиной менее 1,5 мм (0,060 дюйма) обычно подается на термоформовочную машину из рулонов или из листового экструдера. В приложениях тонкого рулонного или поточного экструдированного термоформования преобладает жесткая или полужесткая одноразовая упаковка. Листы толщиной более 3 мм (0,120 дюйма) обычно доставляются на формовочную машину вручную или методом автоматической подачи уже отрезанными до окончательных размеров. Тяжелые или толстые листы для термоформования в основном используются в качестве постоянных структурных компонентов. Существует небольшой, но растущий рынок листов средней толщины толщиной от 1,5 до 3 мм.

При формовании толстостенных листов используется тот же основной процесс, что и при непрерывном формовании тонких листов, при этом нагретый пластиковый лист обычно накрывается формой. Во многих приложениях для формования толстостенных изделий вакуум используется только в процессе формования, хотя в некоторых используются две половины сопрягаемых формовочных инструментов и для облегчения формы используется давление воздуха. самолетов Лобовые стекла пулеметных башен и окна стимулировали развитие технологии формования толстолистовых материалов во время Второй мировой войны. Детали большой толщины используются в качестве косметических поверхностей на постоянных конструкциях, таких как киоски, автомобили, грузовики, медицинское оборудование, погрузочно-разгрузочное оборудование, холодильники, спа и душевые кабины, а также электрическое и электронное оборудование. В отличие от большинства термоформованных тонкостенных деталей, толстостенные детали часто обрабатываются вручную после формовки для придания окончательной формы или для дополнительного сверления, резки или чистовой обработки, в зависимости от продукта. Изделия толстого сечения обычно имеют «постоянный» характер конечного использования, в то время как детали тонкого сечения чаще предназначены для одноразового использования или переработки и в основном используются для упаковки или содержания пищевых продуктов или продуктов. Термоформование толстого листа обычно используется для объемов производства от 250 до 3000 штук в год, с меньшими затратами на оснастку и более быстрой разработкой продукта, чем у конкурирующих пластиковых технологий, таких как литье под давлением .

Olimunllum CF/PEEK получают путем термоформования толстых слоев тонких слоев предварительно пропитанных волокон с образованием полностью консолидированных листов. Основное отличие от композитных плит, изготовленных на заказ, заключается в стандартизированной ориентации армирующих волокон, стандартизированном весовом содержании полимера и стандартизированной толщине листов. Это упрощает проектирование и последующую обработку с использованием идентичных или аналогичных инструментов, обычно используемых при работе с легкими металлическими материалами, такими как алюминий , титан и сталь .

Виды форм

Гипсовая форма Парижа
Деревянная форма
Пластиковая форма
Алюминиевая форма

Промышленность

Североамериканский рынок стоимостью более 10 миллиардов долларов США традиционно 3 ⁄ 4 тонкого калибра и 1 ⁄ 4 толстого калибра. В 2003 году в Северной Америке было около 150 термоформовочных машин тонкой толщины. Шестьдесят процентов сформировали собственные продукты. Тридцать процентов занимались формовкой по индивидуальному заказу, а 10 процентов — OEM-производителями, имеющими собственные возможности формовки. Было около дюжины формирователей тонких листов с годовым объемом продаж не менее 100 миллионов долларов. Годовой объем продаж крупнейшей из них превышал 1000 миллионов долларов. В Северной Америке было около 250 крупногабаритных формовочных машин. Почти все были таможенниками. Только две или три машины для формования толстолистовой стали имели годовой объем продаж более 100 миллионов долларов. Годовой объем продаж крупнейшего из них составил около 140 миллионов долларов. Бивертон, штат Мичиган , известен как мировая столица термоформования пластмасс, чему способствует близость химической компании Dow в Мидленде, штат Мичиган .

См. также

Ссылки

^ админ (22 февраля 2022 г.). «4 вида литья пластмасс» . www.injectionmoldchina.com . Проверено 17 июля 2022 г.
^ «ТулВу» . www.uvutechnologies.com . Проверено 17 июля 2022 г.
^ «Руководство по термоформованию» . Формлабс . Проверено 17 июля 2022 г.

[1] админ (22 февраля 2022 г.). «4 вида литья пластмасс» . www.injectionmoldchina.com . Проверено 17 июля 2022 г.

[2] «ТулВу» . www.uvutechnologies.com . Проверено 17 июля 2022 г.

[3] «Руководство по термоформованию» . Формлабс . Проверено 17 июля 2022 г.

[1]

[2]

[3]