Термоформование - Thermoforming
 | Эта статья не цитировать любой источники. (Июнь 2019) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
Термоформование это производственный процесс, в котором пластик лист нагревают до температуры пластичного формования, ему придают определенную форму в пресс-форме и обрезают, чтобы получить пригодный к употреблению продукт. Лист, или «пленка», когда речь идет о более тонких толщинах и определенных типах материалов, нагревается в печи до достаточно высокой температуры, которая позволяет растягивать его в форме или на ней и охлаждать до готовой формы. Его упрощенная версия вакуумное формование.
В простейшем виде небольшую настольную или лабораторную машину можно использовать для нагрева небольших отрезков пластикового листа и растягивания его над формой с помощью вакуума. Этот метод часто используется для выборки и прототип части. В сложных и крупносерийных приложениях используются очень большие производственные машины для нагрева и формования пластикового листа и обрезки отформованных деталей из листа в непрерывном высокоскоростном процессе и могут производить многие тысячи готовых деталей в час в зависимости от машины. и размер пресс-формы и размер формируемых деталей.
Термоформование отличается от литье под давлением, выдувное формование, ротационное формование и другие формы обработки пластмасс. Термоформование тонкой толщины - это в первую очередь производство одноразовые стаканчики, емкости, крышки, лотки, волдыри, раскладушки и другие товары для еда, медицинский, и вообще розничная торговля отрасли. Толстое термоформование включает в себя такие разнообразные детали, как двери и приборные панели автомобилей, футеровки холодильников, кузова грузовых автомобилей и пластиковые поддоны.
В наиболее распространенном методе непрерывного термоформования тонкостенных изделий в больших объемах пластиковый лист подается с рулона или с экструдер в набор индексирующих цепей, которые включают штифты или шипы, которые протыкают лист и транспортируют его через печь для нагрева до температуры формования. Затем нагретый лист перемещается в формовочную станцию, где сопрягаемая форма и герметичная коробка закрываются на листе, а затем применяется вакуум для удаления захваченного воздуха и втягивания материала в форму или на нее вместе с сжатым воздухом, чтобы сформировать пластик для детальная форма формы. (Вспомогательные вставки обычно используются в дополнение к вакууму в случае более высоких формованных деталей с более глубокой вытяжкой, чтобы обеспечить необходимое распределение материала и толщину готовых деталей.) После короткого цикла формования всплеск обратного давления воздуха приводится в действие со стороны вакуума формы при открытии формующей оснастки, обычно называемой выбросом воздуха, чтобы разрушить вакуум и помочь формованным деталям выйти из формы или выйти из нее. На пресс-форме также можно использовать съемную пластину, поскольку она открывается для выталкивания более подробных деталей или деталей с отрицательной тягой и участками поднутрения. Лист, содержащий формованные детали, затем индексируется на станции обрезки на той же машине, где штамп вырезает детали из оставшейся листовой ленты или индексируется в отдельный обрезной пресс, где формованные детали обрезаны. Листовое полотно, остающееся после обрезки формованных деталей, обычно наматывается на приемную бобину или подается в поточный гранулятор для переработки.
Большинство термоформовочных компаний перерабатывают свой лом и отходы пластика путем прессования в пакетировочной машине или путем подачи в гранулятор (измельчитель) и производства измельченных хлопьев для продажи перерабатывающим компаниям или повторного использования на их собственном предприятии. Часто лом и отходы пластика от процесса термоформования превращаются обратно в экструдированный лист для повторного формования.
Тонкое и толстое (толстое) термоформование
Есть две основные категории процессов термоформования. Лист толщиной менее 1,5 мм (0,060 дюйма) обычно доставляется в термоформовочную машину с рулонов или из экструдера для листов. При термоформовании с рулонной подачей или встроенным экструдированием тонких калибров преобладает жесткая или полужесткая одноразовая упаковка. Листы толщиной более 3 мм (0,120 дюйма) обычно доставляются в формовочную машину вручную или методом автоматической подачи, уже обрезанные до окончательных размеров. Тяжелые или толстые листы горячего формования в основном используются в качестве постоянных конструктивных элементов. Существует небольшой, но постоянно растущий рынок средней толщины, на котором производятся листы толщиной от 1,5 до 3 мм.
Формование толстых листов использует тот же базовый процесс, что и непрерывное формование тонкостенных листов, при этом обычно нагретый пластиковый лист накладывается на форму. Во многих приложениях для формовки больших диаметров вакуум используется только в процессе формования, хотя в некоторых используются две части сопрягаемых форм и давление воздуха для облегчения формования. Самолет лобовое стекло и пулемет окна башни стимулировали развитие технологии штамповки толстых листов во время Второй мировой войны. Крупногабаритные детали 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 тонких термоформованных деталей, толстые детали часто обрабатываются вручную после формовки для обрезки до окончательной формы или для дополнительного сверления, резки или чистовой обработки, в зависимости от продукта. Крупногабаритные изделия обычно имеют «постоянный» характер конечного использования, в то время как тонкие детали чаще предназначены для одноразового использования или вторичной переработки и в основном используются для упаковки или хранения пищевых продуктов или продуктов. Термоформование большой толщины обычно используется для объемов производства от 250 до 3000 в год, с более низкими затратами на инструменты и более быстрой разработкой продукта, чем у конкурирующих технологий пластмасс, таких как литье под давлением.
Инженерное дело
В термоформовке используются инженерные технологии.[3], хотя основной процесс формования очень похож на то, что было изобретено много лет назад. Микропроцессорное и компьютерное управление на более современном оборудовании позволяет значительно улучшить контроль процесса и повторяемость настроек одних и тех же заданий из одного производственного цикла с возможностью сохранения настроек нагревателя печи и времени процесса между заданиями. Возможность помещать формованные листы в линейную станцию обрезки для более точной регистрации обрезки была улучшена благодаря обычному использованию электрических серводвигателей для индексации цепи по сравнению с пневматическими цилиндрами, зубчатыми рейками и сцеплениями на старых машинах. Электрические серводвигатели также используются на некоторых современных и более сложных формовочных машинах для приведения в действие плит станка, на которых установлены инструменты для формования и обрезки, вместо пневматических цилиндров, которые традиционно были отраслевым стандартом, обеспечивая более точный контроль над скоростью закрытия и открытия сроки оснастки. Кварцевые печи и нагреватели с излучающими панелями, как правило, обеспечивают более точный и тщательный нагрев листа по сравнению с более старыми нагревателями со стержневым калом и лучше позволяют зонировать печи по зонам регулируемого нагрева.
Новая технология ToolVu была разработана для предоставления обратной связи в режиме реального времени о машинах для термоформования.[7]. Эта автономная система подключается непосредственно к термоформовщику и использует несколько датчиков для записи данных производственного цикла в режиме реального времени, включая давление воздуха, температуру, тензометрический датчик и другие характеристики. Система отправляет несколько предупреждений и предупреждений всякий раз, когда предварительно установленные производственные параметры нарушаются во время цикла. Это сокращает время простоя машины, снижает время запуска и уменьшает количество брака при запуске.
Неотъемлемой частью процесса термоформования является инструмент, который является специфическим для каждой детали, которая должна быть произведена. Термоформование тонкого калибра, как описано выше, почти всегда выполняется на поточных машинах и обычно требует форм, вспомогательных заглушек, напорных ящиков и всех монтажных пластин, а также инструментов для обрезки и деталей штабелеукладчика, которые относятся к работе. Для термоформования толстой или толстой толщины также требуются инструменты, специфичные для каждой детали, но поскольку размер детали может быть очень большим, формы могут быть из литого алюминия или другого композитного материала, а также из обработанного алюминия в тонком исполнении. Как правило, толстые детали необходимо обрезать на фрезерных станках с ЧПУ или вручную с помощью пилы или ручных фрезерных станков. Даже самая сложная термоформовочная машина ограничивается качеством инструмента. Некоторые крупные производители термоформования предпочитают иметь собственные предприятия по проектированию и изготовлению инструментов, в то время как другие будут полагаться на сторонние мастерские по изготовлению инструментов.
Виды форм
- гипс парижского слепка
- деревянная форма
- пластиковая форма
- алюминиевая форма
Промышленность
Рынок Северной Америки, превышающий 10 миллиардов долларов США, традиционно был тонким и толстым. В 2003 году в Северной Америке насчитывалось около 150 термоформовщиков тонкой толщины. Шестьдесят процентов составляют собственные продукты. Тридцать процентов были изготовлены на заказ, а 10 процентов были изготовителями комплектного оборудования, имеющими собственные возможности формовки. Было около дюжины тонкостенных формовочных машин с годовым объемом продаж не менее 100 миллионов долларов США. Самый крупный из них имел годовые продажи более 1 000 миллионов долларов США. В Северной Америке насчитывалось около 250 формовочных машин большой толщины. Почти все были кастомами. Только два или три формовочных машины большой толщины имели годовой объем продаж более 100 миллионов долларов США. Самый крупный из них имел годовой объем продаж около 140 миллионов долларов США.[2] Бивертон, Мичиган, известна как мировая столица пластикового термоформования, благодаря близости Компания Dow Chemical из Мидленд, Мичиган.