Технология горячего вакуумного формирования

Термоформование — это изменение формы плоских заготовок (листов пли пленок) из термопластичного полимерного материала при повышенных температуры в объемные формованные изделия.

При термоформовании различают следующую последовательность процессов-

• нагревание формуемого материала до температуры, при которой он способен изменять фирму, то есть до температуры высокоэластического состояния;

• формование на специальной оснастке для термоформования;

• охлаждение в форме до температуры, при которой конфигурация отформованного изделия приобретет стабильные размеры ;

• извлечение из формы изделия со стабильными размерами.

В большинстве случаев необходима та или иная последующая обработка формованного изделия, а именно:

• отделка (обрезка);

• сварка;

• соединение (склеивание);

• горячее запаивание;

• печать;

• металлизация;

• флокирование/распыление флока.

Термоформование в настоящее время стало распространенным наименованием этого технологического процесса. Термин «глубокая вытяжка», в частности, применяется к металлам, а «вакуумное формование» и «пневматическое формование» относятся к различным достаточно специфическим процессам

Преимущества и недостатки термоформования

Любой процесс производства будет успешным, если полученные с его помощью изделия будут более рентабельны, чем полученные по другой технологии, или, иначе говоря, если они могут быть изготовлены при одинаковых производственных издержках, но лучшего качества. Есть области применения, в которых литье под давлением или раздувное формование конкурируют с термоформованием. Однако в области, к которой имеет отношение технология упаковки, метод термоформования в большинстве случаев оказывается вне конкуренции, если только в качестве альтернативных упаковочных материалов не применяют картон или бумагу.

Существенными преимуществами термоформования являются рентабельный инструмент для термоформования, разумная стоимость термоформовочных машин, возможность переработки многослойных и вспененных материалов, а также материалов с предварительно нанесенной на них печатью. Из формуемых материалов с высокой вязкостью расплава могут быть получены чрезвычайно тонкостенные изделия, в то время как при литье под давлением для таких изделий требуется гранулят с низкой вязкостью расплава.

Относительно невысокие цены на оснастку дают еще одно преимущество термоформованию для производства небольших партий изделий; достоинства термоформования для больших партий состоит в достижении очень низких толщин стенок и высокой производительности термоформовочных машин.

Самые маленькие по размеру детали, производство которых термоформованием еще экономически выгодно, это упаковка для таблеток или батареек для часов; большие формованные изделия, такие как садовые водоемы, могут быть длиной от 3 до 5 м.

Диапазон толщин формуемых материалов от 0,05 до 15 мм, а для вспененных материалов даже до 60 мм. Любые термопласты или материалы с аналогичными свойствами являются в принципе термоформуемыми. В табл. 1. приведены термопластичные материалы, перерабатываемые термоформованием, и их сокращенные обозначения, рекомендуемые ISO.

Лист или пленку производят из гранулята или порошка, получая полуфабрикат (полупродукт). Конечно, это означает дополнительные затраты на сырье по сравнению с литьем иод давлением. Необходимость закрепления листа при термоформовании и последующий процесс обрезки приводят к отходам, которые возвращаются в производственный цикл путем их дробления. Полученный вторичный материал затем может добавляться к исходному материалу при производстве листа.

В зависимости от применяемого процесса только одна поверхность листа находится в контакте с формующим инструментом. Поэтому только одна сторона

формованного изделия  будет точно повторять конфигурацию формы; конфигурация формовянного изделия будет зависеть от вытяжки.

Вакуумная формовка, технология горячего вакуумного формования — это производство изделий из термопластичных материалов в горячем виде методом воздействия вакуума или низкого давления воздуха.

Эта методика применяется в основном при серийном производстве объёмных изделий из пластика, однако в ряде случаев может применяться и при единичных тиражах.

Принцип вакуумной формовки

Вакуумная формовка в сущности является вариантом вытяжки, при которой листовой пластик, расположенный над или под матрицей (инструментом формовки), нагревается до определенной температуры, и повторяет форму матрицы за счет создания вакуума между пластиком и матрицей.

Расчет ресивера

Если не хватает производительности вакуумного насоса, то необходимо использовать ресивер, правило расчёта необходимого объема ресивера :
p1*v1+p2*v2=(v1+v2)*p3
v1- объём ресивера
v2- объём воздуха, который надо откачать
p1- давление в ресивере абсолютное начальное
p2- давление атмосферное абсолютное
p3- давление, необходимое для формовки абсолютное

Пример:
необходимо посчитать объём ресивера для создания разряжения минус 0,9бар в объёме матрицы 100л.
Считаем:
v1- объём ресивера — примем за х
v2- объём воздуха, который надо откачать — наши 100л
p1- давление в ресивере абсолютное начальное — это то давление, которое Вы сможете достичь с помощью вакуумного насоса. Не обольщайтесь, получаем 0,01бар
p2- давление атмосферное абсолютное — оно равно 1 бар
p3- давление, необходимое для формовки абсолютное — обычно для формовки пластика хватает минус 0,8бар, его и возьмём. переведём из относительного давления минус 0,8бар в абсолютное 0,2бар
p1*v1+p2*v2=(v1+v2)*p3 => v1=(p3*v2-p2*v2)/(p1-p3) => x=(0.2бар*100л-1бар*100л)/(0,01бар-1бар)=(-80бар*л.)/(-0,99бар)=81л.