Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Простая визуализация процесса формования
Вакуум-формовочная машина для производства внутренней / пищевой оболочки холодильника

Вакуумное формование - это упрощенная версия термоформования , при которой лист пластика нагревается до температуры формования, растягивается на одинарной форме и прижимается к форме с помощью вакуума . Этот процесс может быть использован для превращения пластика в постоянные объекты, такие как дорожные знаки и защитные покрытия. Обычно в конструкции формы присутствуют углы уклона (рекомендуемый минимум 3 °) для облегчения извлечения формованной пластмассовой детали из формы.

Относительно глубокие части могут быть сформированы, если формуемый лист механически или пневматически растягивается перед тем, как привести его в контакт с поверхностью формы и создать вакуум. [1]

Подходящими материалами для использования в вакуумном формовании обычно являются термопласты . Наиболее распространенным и простым в использовании термопластом является ударопрочный полистирол (HIPS). Он формируется вокруг деревянной, конструкционной пены, литой или механически обработанной алюминиевой формы и может принимать практически любую форму. Этот ударопрочный материал гигиеничен, способен сохранять тепло и форму при нанесении теплой воды и обычно используется для упаковки продуктов, чувствительных к вкусу и запаху. [2]Вакуумное формование также подходит для прозрачных материалов, таких как акрил, которые широко используются в аэрокосмической отрасли, например, для оконных навесов пассажирских салонов военных самолетов с неподвижным крылом и отсеков для вертолетов. Вакуумное формование часто используется в низкоуровневых технологических классах для упрощения формования.

Современное вакуум-формовочное оборудование основано на ряде патентов США, выданных в 1950, 1964 и 1974 годах [3].

Типовые приложения [ править ]

Деталь автомобиля вакуумная формованная

Производители оригинального оборудования (OEM) используют компоненты большой толщины, изготовленные методом вакуумной формовки, для объемов производства в диапазоне 250–3000 единиц в год. Компоненты, изготовленные вакуумным формованием, могут использоваться вместо сложного листового металла, стекловолокна или литья пластмасс под давлением . Типичными отраслевыми примерами, помимо упаковки продукции, являются: панели для уличных киосков и банкоматов , корпуса для медицинского оборудования для визуализации и диагностики, кожухи двигателя в кабине грузовика или для строительного оборудования, а также внутренняя отделка и сиденья железнодорожного вагона. [4] Вакуумные формирователи также часто используются любителями для таких применений, как маски и автомобили с дистанционным управлением.

Общие проблемы [ править ]

В процессе вакуумного формования возникают некоторые проблемы. Поглощенная влага может расширяться, образуя пузырьки во внутренних слоях пластика. Это значительно ослабляет пластик. Однако это может быть решено путем сушки пластика в течение длительного периода времени при высокой, но не плавящейся температуре. Вокруг формы могут образовываться перемычки из-за перегрева пластика, поэтому за ними следует внимательно следить. Лента также может возникать, когда форма слишком велика или части формы расположены слишком близко друг к другу. Наконец, формируемые объекты часто прилипают к форме, что можно исправить, используя угол наклона формы в три градуса или более.

Типы форм [ править ]

Существует множество моделей, которые можно создать с помощью вакуумного формования. Самый изобретательный способ использования вакуумного формования - это взять любой небольшой предмет, многократно воспроизвести его, а затем создать новый узор с помощью вакуума для создания более связной формы. Вакуумное формование помогает связать отдельные части вместе и сделать одну форму из множества частей, которые можно легко воспроизвести. Оттуда в пластиковую форму можно заливать гипс, бетон и т. Д.

Древесные узоры являются обычным материалом для вакуумного формования, поскольку он относительно недорог и позволяет заказчику легко вносить изменения в дизайн. Количество образцов, которое можно получить из любого рисунка, зависит от размера детали и толщины материала. После того, как спецификации детали будут выполнены, шаблон затем используется для создания керамической композитной формы или литой алюминиевой формы для обычного производства. Потенциально существуют способы проделать отверстия в гипсе с помощью вакуумной формы, если реплики, сделанные с помощью вакуумной формы, достаточно глубоки и между ними оставлены зазоры для пластика. Затем, когда пластик будет использован для отливки гипсовой формы, в глубоких пластмассовых областях останутся дыры, если форма не будет заполнена полностью.

Литые алюминиевые формы отливаются на литейном производстве, и обычно через них проходят линии контроля температуры . Это помогает установить температуру формируемого пластика, а также ускорить процесс изготовления. Алюминиевые формы могут быть охватываемыми или охватывающими по своей природе, а также могут использоваться для формования под давлением. Главный недостаток пресс-форм этого типа - стоимость.

Вакуумная формовочная форма из алюминия (полость) и стали (рама)

Обработанные алюминиевые формы похожи на литые, но вырезаются из цельного блока алюминия с помощью станка с ЧПУ и программы CAD . Как правило, механически обработанный алюминий используется для деталей с мелкой вытяжкой из тонкого материала. Приложения могут включать упаковку и лотки. Стоимость является важным фактором при использовании этого типа инструментов.

Композитные формы являются более дешевой альтернативой литым или механически обработанным алюминиевым формам. Композитные формы обычно изготавливаются из наполненных смол, которые сначала превращаются в жидкость и со временем затвердевают. В зависимости от области применения композитные формы могут служить очень долго и производить детали высокого качества.

Методы отделки [ править ]

Лист пластика вакуумного формования. Необходимые детали (в данном случае детали для модели самолета) нужно будет вырезать из листа.

После создания вакуумного формования из листа пластика в большинстве случаев потребуется операция финишной обработки, чтобы превратить его в пригодный для использования продукт. Общие методы окончательной обработки вакуумным формованием включают:

Гильотинация: продукт вырезается из листа путем вдавливания лезвия через продукт в матрицу под ним. Это чистый способ удаления деталей, полученных вакуумным формованием, с листа материала. Он не требует специального режущего инструмента для изготовления отдельного продукта и поэтому подходит для небольших объемов деталей, где прямые линии не являются проблемой. Резка только прямых линий - это довольно медленный подход по сравнению с другими методами отделки, гильотина может быть дорогостоящей для проектов с большими и более сложными объемами. [5]

Сверление : если требуются простые круглые отверстия, ручное сверление - хорошее решение для небольших объемов. Направляющие для сверления можно использовать для обеспечения быстрого сверления отверстий в нужном месте. Поскольку это трудоемкий метод, он подходит только для небольших объемов производства.

Роликовая резка: процесс, при котором продукт, полученный вакуумным формованием, помещается на изготовленный на заказ нож и проталкивается через роликовый нож. Эффективный способ резки вакуумных формованных изделий из исходного листа вакуумно-формовочного материала. Резак также может одновременно вырезать любые необходимые отверстия, например, отверстия для кабеля или доступа. Роликовая резка подходит для довольно крупных изделий, где не требуется точного выравнивания. Поскольку вакуумные формовки и резак катятся вбок через роликовый резак, может возникнуть некоторая несоосность. Роликовую резку нельзя использовать для выполнения отверстий или деталей по бокам вакуумных форм, так как режущий инструмент всегда режет вертикально снизу.

Резка прессом: это очень точный метод резки, в котором используется пресс и специальный высокоточный режущий инструмент. Этот метод очень подходит для изделий, в которых роликовая резка не обеспечивает требуемой точности. Его часто используют для штамповки очень маленьких готовых изделий из пластикового листа, а не для штамповки деталей в продукте. Прессовую резку нельзя использовать для создания деталей на сторонах вакуумных форм.

Резка на станке с ЧПУ : Обработка - это очень точный метод создания отверстий и элементов. Настоящее преимущество состоит в том, что его можно использовать для создания элементов по бокам вакуумного формования, например, направляющих для лотка, который должен скользить по стеллажам. Он также может разрезать боковые стенки на глубину, отличную от глубины карманов, что невозможно сделать с помощью валика или прессовой резки. [6]

Ссылки [ править ]

  1. ↑ JL Throne, Understanding Thermoforming , Hanser Gardner Publications, Inc., Цинциннати, Огайо, 1999.
  2. ^ Пластмассы, Орел (2013-02-18). "Ударопрочный листовой полистирол (HIPS), что это?" . Eagle Plastics Ltd . Проверено 30 апреля 2018 .
  3. ^ «История создания вакуума - Отображение событий» . www.displaydevelopments.co.uk . Проверено 25 января 2020 .
  4. ^ "Услуги вакуумного формования - Изготовление пластмасс под вакуумом | Emco Industrial Plastics" . www.emcoplastics.com . Проверено 30 апреля 2018 .
  5. ^ "Вакуумное формование - 5 методов отделки" . www.toolcraft.co.uk . Проверено 30 апреля 2018 .
  6. ^ Вебстер, Стивен. Рынок вакуумного формования , Стивен Вебстер Пластикс Лтд. Дата обращения 30 апреля 2018.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Сорока, В. Основы технологии упаковки , IoPP, 2002, ISBN 1-930268-25-4 
  • Уолш, Д. Е. Сделай сам, вакуумное формование для любителей (ред.), Workshop Publishing, Lake Orion, MI, 2002, OCLC 46798883 
  • Ям, KL Энциклопедия упаковочных технологий , John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6