Что такое термоформование
Термоформование – это производственный процесс, при котором плоские пленки или листы предварительно нагреваются до температуры, характерной для данного типа пластика, а затем формуются в продукт желаемой пространственной формы. Относительно дешевый и высокоэффективный процесс приводит к тому, что термоформование широко используется для производства как упаковки, так и крупногабаритных изделий. Предлагаемые решения учитывают множество различных вариантов: от изготовления единичных изделий и прототипов до масштабного промышленного серийного производства.
Термоформование состоит из двух основных процессов: нагрева полуфабриката и формования. Пластик закреплен по краям между прижимной (верхней) рамкой и формирующей (нижней) рамой. Требуемый нагрев обеспечивают электрические нагреватели, расположенные с одной или двух сторон материала. Время нагрева, необходимое для получения соответствующей пластификации данного материала, зависит от типа, толщины и цвета полимера. Тип полимера и наполнитель, если таковой имеется, связаны с различной теплопроводностью материала, подвергаемого термообработке. Белые листы с большим трудом поглощают тепловое ИК-излучение и требуют более длительного времени нагрева, чем элементы с темным оттенком. Преимущество процесса термоформования перед литьем под давлением очевидно. Для термоформования используются относительно дешевое оборудование и формы при относительно низкой температуре обработки и низком давлении.
Для вакуумного формования используются формы:
• негативные формы (точное изображение текстуры и размеров формы на внешней стороне изделия),
• позитивные формы (точное изображение текстуры и размеров формы на внутренней стороне изделия).
Листы из термопласта для термоформования. В зависимости от требуемых свойств изделий (механическая прочность, химическая стойкость, атмосферостойкость, прозрачность, глубина штамповки, приемлемая цена) для обработки используются листы из различных термопластов. Некоторые термопласты требуют предварительной сушки перед обработкой. К ним относятся следующие: ABS, ASA, PMMA, PA, PC, PSU, PES и PET. Температура и время высыхания зависят от типа и толщины пластика.
Следующие специальные листы из различных материалов используются все чаще:
• из полимерных смесей: ПК + АБС, ПК + ПБТ, ПК + АСК;
• многослойные: ABS / PMMA, ABS / ASA, ABS / PVC, ABS / PMMA, PS / PE, наполненный PP / PP, PP / EVA, PETG / PETA / PETG, PETG / PP;
• высокобарьерные: PS / EVOH / PE, PE / EVOH / PE, PP / EVOH / PP, PP / EVOH / PA.
Для термоформования крупногабаритных изделий используются жесткие пленки толщиной 2 ÷ 4 мм или листы толщиной 3 ÷ 15 мм.
Нагрев. Нагреватели комплектуются электрическими инфракрасными излучателями: керамическими, кварцевыми или галогенными. Они позволяют нагревать пластик с одной стороны или с обеих сторон: сверху и снизу одновременно. Керамические радиаторы простые и наиболее популярные, тогда как галогенные – самые эффективные и самые быстрые источники тепла, позволяющие экономить энергию и сокращать время нагрева.
Формование осуществляется путем создания вакуума на нижней стороне нагретого пластифицированного материала. Мягкий пластик растягивается и оседает на форме, отображая форму. В случае сложных форм и/или асимметричных овальных деталей можно использовать правильно выбранный пуансон (штамп) для предварительного растяжения материала и облегчения процесса формования.
Охлаждение. Охлаждение продукта в пресс-форме происходит по мере того, как тепло излучается в окружающую среду, холодный воздух продувается вентиляторами с соплами, а тепло поглощается пресс-формой. Иногда водяной туман распыляется на горячую поверхность продукта, чтобы ускорить охлаждение. Время охлаждения, как и время нагрева, зависит от типа пластика, в частности от его теплопроводности. Для материалов с низкой теплопроводностью требуется более длительное время охлаждения (и нагрева). Если принять теплопроводность полистирола (ПС) равной 1, тогда ПВХ и ПЭТ будут одинаковыми, АБС и ПП будут иметь меньшие значения (0,67), а у ПЭ-ЛД и ПЭ-HD будут значительно выше (> 2,2 ). После охлаждения отформованный элемент становится жестким, его можно вынуть из формы и транспортировать для дальнейшей обработки.
