В течении непосредственного формования изделий из полимеров заготовочный лист поддается высокотемпературному нагреву и становится очень мягким, и в таком виде с помощью вакуума попадает в матричный отдел. Уже в формовочном отсеке материал приобретает нужную форму и параметры, а после полного остывания выбирается из конечного отдела агрегата.
На массивных производствах применяют пневматические, гидравлические и тепловые устройства сложного типа для вакуумного формования. Такое передовое оборудование дает возможность иметь более высокую скорость изготовления и формовку с повышенной точностью создания изделия.
Фактически все виды термических пластмасс могут производиться в виде листовой заготовки и поддаваться формовочным обработкам. Самые популярные материалы для использования в вакуумных обработках:
акрилонитрилбутадиенстирол;
полистирольное сырье;
полиэтилентерефталат;
поликарбонатные материалы;
полипропиленовый ряд термопластов;
полимеры этилена, относящиеся к классу полиолефинов;
органическое стекло;
ПВХ.
Изделия, выпущенные за счет вакуумных обработок с целью создания формы:
Емкости для купания и подставки для душа;
Стаканы для молочной продукции;
Чехлы для транспортировки лыж;
Корпусные элементы лодок;
Защитные детали для различных типов установок;
Внутренние панели для автомобилей;
Панели внутреннего типа для холодильных камер;
Тары для сэндвичей;
Элементы для кабин средств передвижения;
Вывески уличной установки.
Методика вакуумного создания формы имеет несколько преимуществ сравнительно с другими способами формовок. Изделия создаются под влиянием пониженного давления, что дает возможность приобретать недорогостоящее оборудование.
По той причине, что процесс создания продукции осуществляется под низким натиском, пресс-формы в таком типе обработок вполне могут быть воспроизведены из дешевого сырья, и период их выполнения способен занимать малый промежуток времени. За счет этого высокоэкономичным стает и выпуск образцов крупного либо среднего размерного разрешения моделей, которые выпускают в лимитном количестве.
Более сложной конструкции машинные установки и прессингованные формы применяются для беспрерывного изготовления продукции в большой численности – к примеру, емкости для молочной продукции, столовых предметов разового пользования и боксов для хранения и транспортировки сэндвичей.
Одним из основных отличий вакуумной термической формовки от других видов переработки термопластического сырья есть то, что для ее обработок годятся только материалы уже переработанные в листовой вид, а не смолы, гранулы и т.д. Порой после формовочных работ необходимо производить срезку излишков материала с граней готовой продукции. Лишние материалы затем вполне можно переработать и заново использовать.
Стандартные технологические манипуляции несут в себе несколько последовательных этапов: фиксационные процедуры, нагревание материала, подготовительная раздувка, откачка газов, вдавливание, охладительные процедуры, забор готовой продукции и заключительная обработка.
Рама, отвечающая за зажим должна обладать достаточной мощностью. Это необходимо для обеспечения надёжной фиксации заготовочного материала в течение формовочных работ. Фиксация должна осуществлять качественный зажим материалов даже с плотностью в 6 миллиметров для установок с единым нагревательным прибором и до 10 миллиметров для машин с двойным нагревательным элементам. В работе с автоматическим контролем движущиеся части должны быть защищены во избежание непроизвольных повреждений продукции.
Нагревательными объектами, зачастую, выступают ИК керамические излучатели установленные на отражающую металлическую поверхность. Для того, чтобы в период формования получился качественный результат – не зависимо от того, какое сырье применяется, – лист необходимо прогреть в равномерной доле по всей его площади и глубине. Чтобы осуществить такое требование нужно условно разбить территорию прогрева на несколько участков и контролировать их за счет спецрегуляторов мощности. Нагреватели керамические ИК типа с такого ракурса имеют слабые стороны по причине своей большой тепловой емкости, они прогреваются в замедленном темпе (близко 15 мин.) и неспешно отзываются на внесенные изменения мощности.
В настоящее время существуют нагревательные элементы более сложного типа - кварцевые ИК излучатели, оснащенные меньшей тепловой емкостью, но более ускоренной реакцией к изменениям показателей силы излучения. Пирометры дают возможность более точно производить контролирование температуры нагрева, производя измерение термических показателей расплава листа и взаимодействуя с системным контролем рабочих действий. Производить наблюдение и контролирование температуры также возможно по компьютерной системе, которая работает в одночасье с пирометром. В переработке плотных листов желательно применять нагреватели двойного типа, ведь они способны обеспечить более равномерное проникание теплового потока и сократить цикличный период обработки.
Формируя материалы, требующие высоких температур необходимо применять двойные нагревательные элементы кварцевого типа. Пристально контролируя интенсивность тепловой подачи можно в полной мере компенсировать тепловые потери по краям, которые вызваны конвекционными потоками воздуха и поглощёнными в областях, закреплённых в зажимающей установке.
Также можно сильно сэкономить, если использовать специализированные нагреватели кварцевого типа: когда в период работы элементы по нагреву размещены с тыльной стороны, можно отрегулировать снижение мощности.
На устройство обычно монтируют фотоэлектрический датчик, сканирующий пространство между нижним нагревательным элементом и полимерным листом. Если в период прогревания лист провис и разрывается луч, в камеру вгоняется немного воздуха, который способствует поднятию листа и останавливает провисание.
По достижению пластиком необходимой температуры или «пластичного» статуса, он может поддаваться предварительной растяжке. Такие манипуляции необходимы для обеспечения будущей модели равномерной плотности стенки. Предварительное раздувание пластика – процедура, идущая на пользу при глубокой вытяжке деталей с минимальным углом уклона и высокой поверхностью пресс-формы. Способ управления высотой «пузыря» должен быть таким, чтобы можно было получить постоянный результат.
После предварительной растяжки материала вполне можно приступать к формированию полимера за счет созданной вакуумной среды. В станках с большими параметрами резервуар применяется в сочетании с мощной вакуумной помпой для формования. Это дает возможность производить двухступенчатое откачивание газов, которое делает течение формования прогретого листа более быстрым.
В такой процедуре формования участвует лишь пуансон – подвижный элемент пресс-формы. За его подвижность отвечает пневматический либо гидравлический цилиндр, а сам он располагается над матричной установкой. Его необходимо применять для вдавливания полимера в углублённые участки в формовочной зоне. Такая манипуляция разрешает выполнять изделия без наличия складочек и с равномерно произведенной плотностью.
Прокладка из кожи либо войлока дает гарантию значительного понижения опасностей несвоевременного понижения температуры изделия при контакте. Пуансон выполненный из резины может быть отличной альтернативой, ведь резина является высококлассным изолятором, и не влияет на термические показатели листа.
Перед тем как забрать изделие из агрегата его нужно охладить. Если произвести забор рано, то можно получить деформированное изделие с множеством дефектов. Чтобы ускорить течение остывания на агрегате монтируется вентиляционная система для произведения охладительных работ, которые осуществляются только после того, как изделие изготовлено. Если в вентиляционные установки вмещены туманообразующие форсунки, на лист находит мелкодисперсный туман. В общем это сокращает весь период охладительной процедуры на 30%.
Еще есть специальные блоки по управлению терморегуляцией пресс-формы. Данные блоки регулируют температуру внутри самой формы и отвечают за равномерное охлаждение полимеров.
В конце охлаждения изделие отстает от формы под воздействием созданного давления. Потом его принимают и производят обрезку лишних элементов.
По окончанию всех процессов формировки на оборудовании необходимо убрать лишние материалы из готовой продукции. Потом в готовом изделии просверливают нужные дыры, щели и проделывают прорезы. Еще заключительная обработка состоит из отделочных манипуляций, печати, процедур по укреплению и сборку.
Тоненькие элементы продукции, обычно, удаляют с помощью механизированного прессового устройства. Тяжёлая продукция извлекается из формы, размещается в зажимах и обрабатывается специальным оборудованием.
Все перечисленные процессы формирования пластиковых изделий с помощью термического вакуума являются основополагающими течениями данной формовки. Некоторые фазы обработки могут в незначительной степень быть измененными в направлении усовершенствования с целью повышения производительности и ускорения цикличных показателей.