г. Нижний Новгород, напротив дома №25 ул. Переходникова, 27в
График работы: Пн.-Пт. 9:00-17:00
Технология вакуумного формирования - это процесс изготовления изделий путем нагрева листового материала и последующего его формования с использованием вакуума. Метод часто применяется в производстве упаковки, автомобильной промышленности, медицинских изделий и других областях. Процесс вакуумной формировки пластика обеспечивает точное воспроизведение формы и текстуры поверхности изделий, что делает его эффективным и широко используемым способом производства. Толщина готового изделия может варьироваться от 0,05 до 15 мм, а для материалов из пены толщина стенок может достигать 60 мм.
Основное требование вакуумного формования заключается в создании под вакуумом отрицательного давления. Этот метод не требует использования высокомощного оборудования, благодаря чему процесс остается экономически выгодным. Малая величина вакуума помогает удерживать низкую себестоимость продукции. Применение автоматизированных производственных линий позволяет осуществлять выпуск продукции в режиме непрерывной работы, значительно повышая производительность.
Листовая заготовка фиксируется в матрице для обеспечения стабильности во время формования. Заготовку нагревают до требуемой температуры. При необходимости, заготовка растягивается для лучшего прилегания к форме. Создают вакуум для плотного обтягивания заготовки по форме. Материал подвергается охлаждению в форме до получения нужной прочности. Готовое изделие освобождается от формы. Последующая обработка - детали изделия доводят до окончательных требований.
В вакуумформовочных машинах используется зажимная рама для фиксации полимерной заготовки. Эта рама держит лист полимера и обеспечивает необходимое прижимное усилие. Заготовка может быть установлена в раме как подвижно, так и неподвижно. Под ней находится матрица, форма для будущего изделия. В случае позитивного вакуумформования над заготовкой может располагаться пуансон, иногда матрица и пуансон могут быть объединены в одной конструкции.
Этот момент является критическим этапом вакуумного формования. Равномерный нагрев по всей площади и толщине заготовки обеспечивает его правильное прилегание к матрице. Используются инфракрасные нагреватели или кварцевые лампы, которые позволяют зонально регулировать температуру. Это помогает избежать перегрева и деформации материала. Для контроля температуры применяются пирометры, а данные с них анализируются для корректировки процесса. Важно также обеспечить охлаждение в зоне нагрева для предотвращения провисания материала.
Предварительное растяжение заготовки после нагрева до рабочей температуры важно для выравнивания толщины листа перед формованием, особенно в сложных матрицах. Растяжение помогает формировать начальную конфигурацию изделия и улучшает его формоустойчивость. Важно контролировать степень растяжения, так как излишняя вытяжка может привести к термической усадке. Регулирование скорости растяжения также помогает предотвратить разнотолщинность изделия, обеспечивая более равномерное охлаждение.
Осуществляется с помощью вакуумного насоса, создавая отрицательное давление. Это приводит к плотному облеганию термопластичного материала к форме матрицы. При этом в материале возникают напряжения, которые стремятся вернуть его к первоначальной форме после снятия давления. Чтобы стабилизировать состояние детали, необходимо снизить температуру в момент, когда материал полностью прилегает к форме.
После формирования изделия из полимера начинается его охлаждение, которое необходимо для стабилизации материала перед извлечением из формы. Охлаждение осуществляется с помощью воды или воздуха и может быть как односторонним, так и двухсторонним. Система воздушного охлаждения может ускорить остывание на 20-30%. Время охлаждения зависит от температуры формы, теплопроводности полимера и толщины стенок изделия. После охлаждения изделие извлекается из формы при помощи выталкивателей или сжатого воздуха.
Время охлаждения сформированного изделия зависит от различных факторов, включая температуру формы, теплопроводность полимера и геометрические параметры изделия, такие как толщина стенок. Низкая температура формы и тонкие стенки изделия способствуют быстрому охлаждению. Однако слишком быстрое снижение температуры может привести к короблению детали, что необходимо учитывать для предотвращения деформаций.
После остывания, изделие извлекается из матрицы с использованием системы выталкивателей или сжатого воздуха. Выталкиватели воздействуют на изделие, но могут оставлять следы. В случае использования пневматической системы, в форму подается воздух, который помогает поднять изделие и облегчить его извлечение, предотвращая контакт с оснасткой и минимизируя риск повреждения.
После охлаждения, деталь обычно требует дополнительной обработки для придания ей окончательных функциональных характеристик. Эта обработка может включать обрезку лишних краёв, сварку или склеивание отдельных элементов, металлизацию или нанесение печати. В некоторых случаях изделия могут разрезаться для последующего склеивания, а также подвергаться высверливанию отверстий или пропиливанию мест для вставок. В работе используются различные инструменты, включая фрезерные станки, ленточные пилы, обрезные прессы и сверлильные станки.
Станок для вакуумного формования - это специализированное оборудование, предназначенное для изготовления изделий путем нагрева листовых материалов и создания формы под воздействием вакуума. В его конструкцию входят оснастка, рабочий стол, металлическая зажимная рама для крепления заготовок, нагревательные элементы, система вакуумирования с вакуумным насосом, система охлаждения и формовочный инструмент, такой как матрица или пуансон.
Формующая оснастка, состоящая из формы-матрицы и формы-пуансона, является основным формующим инструментом в оборудовании для вакуумного формования. Оснастка может быть изготовлена из различных материалов, таких как фанера, стекловолокно, металл или композиты. Важное различие между матрицей и пуансоном заключается в их конфигурации для формования изделий: в матрице изделие создается в углублении, в то время как пуансон имеет выпуклую форму, на которой происходит формование. Форма также должна иметь отверстие для откачки воздуха и создания вакуума, возможно использование нескольких отверстий для более эффективной откачки воздуха.
Размер формовочного стола критичен для эффективности вакуумного формования. Для крупногабаритных или серийных изделий используют столы размером 2000x700 мм или 1400x700 мм. Меньшие столы размером 920x810 мм или 700x700 мм подходят для мелкосерийного производства малогабаритных изделий. Неправильный выбор размера стола может привести к нерентабельности производства из-за потерь материала. Правильный выбор оборудования способствует быстрой окупаемости инвестиций.
Зажимная рама в машинах для вакуумного формования может быть реализована с подвижной или неподвижной фиксацией. При жесткой фиксации рама удерживает лист строго по периметру, обеспечивая неподвижность краёв во время формования. Подвижная фиксация позволяет заготовке скользить в процессе, включая в формование больший объём материала, что расширяет возможности производства. Оба типа устройств могут быть мобильными или стационарными относительно основания машины.
Вакуумный насос играет ключевую роль в процессе вакуумного формования, так как он необходим для создания необходимого отрицательного давления. Откачка воздуха из замкнутой полости между заготовкой и формой позволяет полимеру плотно обтягивать форму, будь то матрица или пуансон, что обеспечивает точное воспроизведение деталей изделия.
При вакуумной формовке необходимо использовать специальные нагреватели, чтобы разогреть заготовку перед процессом формования. Эти нагреватели обеспечивают равномерный нагрев по всей поверхности заготовки. Среди основных типов нагревателей для этой задачи можно выделить кварцевые излучатели, галогеновые лампы и керамические нагреватели.
Важная роль системы охлаждения в процессе вакуумного формования заключается в контроле нагрева полимера и предотвращении его перегрева. Для охлаждения формующих элементов применяются вода или воздух. Воздушное охлаждение осуществляется с помощью центробежных вентиляторов, а водное - через систему закольцованных каналов. Интересно, что система воздушного охлаждения оказывается значительно более эффективной (на 20-30%) по сравнению с водокольцевой системой.
Температура формования играет решающую роль в процессе вакуумного формирования. Она влияет на мягкость и пластичность материала, определяет скорость его вытягивания и формирования под воздействием вакуума, а также влияет на общее качество окончательного изделия. Высокая температура может улучшить текучесть материала и обеспечить лучшее заполнение формы, тогда как недостаточная температура может привести к неравномерному распределению материала и дефектам на поверхности изделия. Правильно настроенная температура формования помогает достичь оптимальных результатов и произвести качественные изделия.
Температура для вакуумного формования зависит от типа используемого полимера. Например, для АБС-пластика рабочая температура составляет от +130 до +170°;C, для ПВХ - от +120 до +160°;C, а для полипропилена - от +150 до +170°C. Эти параметры критически важны, так как правильный выбор температуры обеспечивает необходимую пластичность материала без риска его переплавления или недостаточной формовки.
Давление формования в процессе вакуумного формования также играет ключевую роль. Оно должно быть достаточно высоким, чтобы обеспечить плотное прилегание полимерного листа к форме, что важно для получения чётких и точных деталей на готовом изделии. Недостаточное давление может привести к образованию воздушных пузырей и неравномерностей, что ухудшит качество и внешний вид продукции. В то же время, слишком высокое давление может вызвать деформацию или повреждение формы.
Каждый из этих методов имеет свои особенности и преимущества, и выбор определенного метода зависит от требований к конечному изделию и условий производства.