Вакуумное формование инженерных пластиков
Дата:
01.03.2013
Материал:
Технологии:
В данной статье описывается процесс получения готовых изделий из полуфабрикатов инженерных пластиков (в частности листового полипропилена, полиэтилена, ПВХ и т.д.).
Преимущества вакуумного формования
Вакуумное формование – это процесс производства готовых изделий из пластика, который востребован в том случае когда тираж изделий слишком большой для машинной обработки, и в то же время недостаточно большой для инжекционного литья. Кроме того, вакуумное формование применяется также для изготовления крупноформатных изделий.
Процесс вакуумного формования заключается в нагревании заготовки до температуры термоэластичности материала, после чего заготовка (плоский лист пластика) приводится в соприкосновение с формой. Плотное прилегание материала заготовки к форме и получение изделия происходит за счет создания вакуума в области формования. Данный процесс является одной из разновидностей процесса термоформования, который подразумевает нагревание плоского листа материала до температуры размягчения и придания ему новой формы.
В данной статье описывается процесс формования крупных изделий из отдельных толстых листов, который отличается от процесса формования мелких изделий из материалов в рулонах, широко применяющегося, например, в индустрии упаковки. Толстыми в данном случае называются листы толщиной от 0.5 до 20 мм.
Вакуумное формование инженерных пластиков
Пластиковый лист, формованный на перевернутой форме, для лучшего использования эффекта провисания размягченного материала
Формование толстых листов во многих случаях является оптимальным решением, поскольку стоимость оснастки зачастую является наименьшей в ряду производственных процессов, например по сравнению с инжекционным литьем затраты отличаются на порядок. Причем чем больше размеры изделия, тем ярче выражен этот эффект.
Хорошим примером является изготовление пластиковой обувной коробки:
Заказчику необходимо 1000 шт. в год. Стоимость изготовления оснастки для вакуумного формования – 1 500 у.е., в то же время стоимость пресс-формы для инжекционного литья – около 20 000 у.е. При этом для изготовления оснастки для вакуумного формования требуется меньше 8 недель, а пресс-форма для инжекционного литья изготавливается, в среднем, в течение 12 недель.
Т.е. прямой экономический эффект от применения вакуумного формования в данном случае очевиден.
Необходимо также отметить, что по сравнению с инжекционным литьем в материале изделий, полученных вакуумным формованием, меньше внутренние напряжения.
Лист, формованный на алюминиевой форме с водяным охлаждением и термоконтролем
Тем не менее, необходимо помнить, что изделия, полученные путем вакуумного формования требуют дополнительной финишной обработки, что влечет за собой дополнительные временные и производственные затраты. В то же время процесс инжекционного литья происходит при больших значениях рабочего давления, что позволяет получать изделия не требующие доработки, с хорошим качеством поверхности и жесткими допусками по размерам.
Процесс же вакуумного формования имеет ограничения по максимальной величине рабочего давления (не более 1 атм), что означает меньшую деталировку и больший разброс в размерах готового изделия.
Вес готового изделия, в зависимости от его конфигурации, может составлять от 30% до 90% от веса исходного листа, в то же время при инжекционном литье в готовое изделие переходит свыше 90% от используемого материала.
Процесс вакуумного формования в среднем занимает больше времени, чем инжекционное литье, поскольку требуется больше времени на разогрев исходного листа до температуры термоэластичности, а после получения готовой детали она охлаждается по большей части сжатым воздухом, в не оснасткой с термоконтролем.
Таким образом, для принятия решения о выборе той или иной технологии в каждом конкретном случае необходимо проанализировать все вышеперечисленные факторы.
Сравнение процессов формования давлением и вакуумного формования
Эти два процесса часто путают между собой. Процесс формования деталей давлением это процесс вакуумного формования, при котором на заготовку с внешней стороны дополнительно воздействуют избыточным давлением воздуха, что позволяет улучшить качество поверхности получаемых изделий, и максимально приблизить их внешний вид к изделиям, получаемым инжекционным литьем. При этом общее давление формования увеличивается от 3 до 10 раз, однако необходимо помнить что оснастка для этого процесса обходится дороже, хотя и остается значительно дешевле пресс-форм для инжекционного литья.
Преимущества вакуумного формования
Вакуумное формование – это процесс производства готовых изделий из пластика, который востребован в том случае когда тираж изделий слишком большой для машинной обработки, и в то же время недостаточно большой для инжекционного литья. Кроме того, вакуумное формование применяется также для изготовления крупноформатных изделий.
Процесс вакуумного формования заключается в нагревании заготовки до температуры термоэластичности материала, после чего заготовка (плоский лист пластика) приводится в соприкосновение с формой. Плотное прилегание материала заготовки к форме и получение изделия происходит за счет создания вакуума в области формования. Данный процесс является одной из разновидностей процесса термоформования, который подразумевает нагревание плоского листа материала до температуры размягчения и придания ему новой формы.
В данной статье описывается процесс формования крупных изделий из отдельных толстых листов, который отличается от процесса формования мелких изделий из материалов в рулонах, широко применяющегося, например, в индустрии упаковки. Толстыми в данном случае называются листы толщиной от 0.5 до 20 мм.
Вакуумное формование инженерных пластиков
Пластиковый лист, формованный на перевернутой форме, для лучшего использования эффекта провисания размягченного материала
Формование толстых листов во многих случаях является оптимальным решением, поскольку стоимость оснастки зачастую является наименьшей в ряду производственных процессов, например по сравнению с инжекционным литьем затраты отличаются на порядок. Причем чем больше размеры изделия, тем ярче выражен этот эффект.
Хорошим примером является изготовление пластиковой обувной коробки:
Заказчику необходимо 1000 шт. в год. Стоимость изготовления оснастки для вакуумного формования – 1 500 у.е., в то же время стоимость пресс-формы для инжекционного литья – около 20 000 у.е. При этом для изготовления оснастки для вакуумного формования требуется меньше 8 недель, а пресс-форма для инжекционного литья изготавливается, в среднем, в течение 12 недель.
Т.е. прямой экономический эффект от применения вакуумного формования в данном случае очевиден.
Необходимо также отметить, что по сравнению с инжекционным литьем в материале изделий, полученных вакуумным формованием, меньше внутренние напряжения.
Лист, формованный на алюминиевой форме с водяным охлаждением и термоконтролем
Тем не менее, необходимо помнить, что изделия, полученные путем вакуумного формования требуют дополнительной финишной обработки, что влечет за собой дополнительные временные и производственные затраты. В то же время процесс инжекционного литья происходит при больших значениях рабочего давления, что позволяет получать изделия не требующие доработки, с хорошим качеством поверхности и жесткими допусками по размерам.
Процесс же вакуумного формования имеет ограничения по максимальной величине рабочего давления (не более 1 атм), что означает меньшую деталировку и больший разброс в размерах готового изделия.
Вес готового изделия, в зависимости от его конфигурации, может составлять от 30% до 90% от веса исходного листа, в то же время при инжекционном литье в готовое изделие переходит свыше 90% от используемого материала.
Процесс вакуумного формования в среднем занимает больше времени, чем инжекционное литье, поскольку требуется больше времени на разогрев исходного листа до температуры термоэластичности, а после получения готовой детали она охлаждается по большей части сжатым воздухом, в не оснасткой с термоконтролем.
Таким образом, для принятия решения о выборе той или иной технологии в каждом конкретном случае необходимо проанализировать все вышеперечисленные факторы.
Сравнение процессов формования давлением и вакуумного формования
Эти два процесса часто путают между собой. Процесс формования деталей давлением это процесс вакуумного формования, при котором на заготовку с внешней стороны дополнительно воздействуют избыточным давлением воздуха, что позволяет улучшить качество поверхности получаемых изделий, и максимально приблизить их внешний вид к изделиям, получаемым инжекционным литьем. При этом общее давление формования увеличивается от 3 до 10 раз, однако необходимо помнить что оснастка для этого процесса обходится дороже, хотя и остается значительно дешевле пресс-форм для инжекционного литья.
