Термоформование

Термоформование - это процесс, который заключается в том, что формование изделий осуществляется не из расплава, а из заготовок полимерного материала (листа, пленки), нагретых до размягченного состояния.

Создание некоторых современных приспособлений, которые каждый день повышают комфорт нашей жизни, стало возможным благодаря вакуумной формовке. Без этого универсального производственного процесса медицинские устройства для спасения жизни, упаковки для продуктов питания и автомобили могли бы выглядеть совсем иначе.

• Обзор процесса вакуумной формовки.
• Создание форм для вакуумной формовки.
• Преимущества и недостатки вакуумной формовки
• Способы, которыми вакуумная формовка используется как в коммерческих целях, так и в других.
• Краткое целевое исследование по вакуумной формовке и 3D-печати.

Что такое вакуумная формовка?

Вакуумная формовка — это производственный метод изготовления изделий из пластика. Во время процесса вакуумной формовки листовой пластик нагревается, а затем за счет всасывания вытягивается вокруг формы, облегая ее поверхность. Вакуумная формовка используется для решения широкого спектра производственных задач, начиная от небольших нестандартных деталей, изготавливаемых на настольных устройствах, до крупных деталей, изготавливаемых на автоматизированном промышленном оборудовании.

В чем различия между вакуумной формовкой, термоформованием и пневмоформованием?

Термоформование — это производственный процесс, при котором листовой пластик нагревается до высокоэластичного состояния, потом формуется с помощью формы и затем обрезается для получения конечной детали или изделия. Вакуумная формовка и пневмоформование — это две разновидности термоформования. Основное различие между пневмоформованием и вакуумной формовкой заключается в количестве используемых форм.

Вакуумная формовка — самый простой тип термоформования пластиков, в котором для получения желаемой геометрии детали используется одна форма и применяется откачка воздуха. Она отлично подходит для изготовления изделий, которые должны иметь точно определенную форму только с одной стороны, например, для упаковок продуктов питания или электроники.

Существует два основных типа форм: «папа» или позитивная (выпуклая) и «мама» или негативная, (вогнутая). При использовании выпуклых форм лист пластика помещается поверх формы, чтобы воспроизвести внутренние размеры пластиковой детали. В случае вогнутых форм лист термопластика помещается внутри формы с целью точного формирования внешних размеров детали.

При пневмоформовании (формовка давлением) помещенный между двумя формами нагретый лист пластика обрабатывается давлением (отсюда и название), а не вытягивается вокруг одной формы с помощью всасывания. Пневмоформование хорошо подходит для изготовления пластиковых деталей или компонентов, которые должны иметь определенную форму с обеих сторон и/или требуют большего вытягивания (должны вытягиваться глубже/дальше в форму), например корпусов приборов, которые должны выглядеть эстетично с внешней стороны и защелкиваться на место или входить в точный размер на внутренней стороне.

Процесс вакуумной формовки

Пошагово процесс вакуумной формовки выглядит следующим образом.

1. Фиксация: лист пластика помещается в зажимную раму и фиксируется на месте.
2. Нагрев: пластиковый лист размягчается с помощью источника тепла, пока не достигнет соответствующей температуры формования и не станет податливым.
3. Откачка воздуха: рама с нагретым, гибким листом пластика, опускается над формой и вытягивается откачкой воздуха с другой стороны формы. У негативных (или выпуклых) формах в местах изломов должны быть просверлены крошечные отверстия, чтобы воздух мог эффективно вытянуть термопластичный лист в соответствующую форму.
4. Охлаждение: после того, как пластик растекся вокруг/в форме, он должен остыть. При производстве крупных изделий для ускорения этого этапа производственного цикла иногда используются вентиляторы и/или холодный туман.
5. Извлечение: после охлаждения пластик извлекается из формы и снимается с рамы.
6. Окончательная обработка: готовая деталь должна быть очищена от излишков материала, а ее края могут быть обрезаны, отшлифованы или сглажены.

Вакуумная формовка является относительно быстрым процессом; этапы нагрева и откачки воздуха обычно занимают всего несколько минут. Однако в зависимости от размера и сложности изготавливаемых деталей, охлаждение, окончательная обработка и производство форм могут занимать значительно больше времени.