Вакуумная формовка - технологический производственный процесс, который предусматривает изготовление изделий объемного типа различных геометрических конфигураций в условиях вакуума. Формование характеризуется использованием пластичного сырья, которое поддерживает изменение формы под воздействием высоких температур либо низкого давления.
Достоинствами процесса вакуумной формовки выступают:
- Готовые детали имеют цельную поверхность без сварных швов;
- Значительное увеличение износостойкости и прочности обрабатываемых материалов;
- Поддерживается возможность производства изделий сложной конфигурации;
- Производство осуществляется в условиях невысокого давления.
Область применения формовки в условиях вакуума включает отрасль автомобилестроения, производство судов, авиационную промышленность и сферу изготовления материалов строительного назначения. Технология задействована при изготовлении упаковочных материалов, бытовых приборов и сосудов для хранения жидкостей.
Содержание:
- Материалы для вакуумной формовки
- Формы для вакуумной формовки
- Оборудование для вакуумной формовки
- Вакуумная формовка пластиков
- Вакуумно-пленочная формовка
Вакуумная формовка
Материалы для вакуумной формовки
Материалы для вакуумной формовки предусматривают синтетическое основание и поддерживают легкую смену состояний между гибким и жестким. Среди свойств используемых полимеров также значатся:
- Высокая теплопроводность, что позволяет быстро создавать необходимую форму под действием тепла;
- Синтетические компоненты отличаются небольшим весом;
- Предусматривают хорошую стойкость к механическому воздействию и контакту с абразивными веществами, выдерживают удары и падения;
- При деформации не образуют опасных сколов, о которые можно легко пораниться;
- Характеризуются невысокой стоимостью;
- Позволяют производить декоративную обработку, а также формировать отверстия и вставки.
Технология формовки в условиях вакуума предусматривает использование сырьевого синтетического сырья:
- Пластика АБС;
- Стеклопластика;
- Акриловых соединений;
- Полипропилена;
- Поликарбоната;
- ПЭТ;
- Полистирола.
Выбор необходимого основания осуществляется с учетом производимого изделия и особенностей его последующей эксплуатации.
Пластик ABS отличается повышенной прочностью и стойкостью к нагрузкам ударного типа, хорошо выдерживает процесс формовки и нагрев до температурных показателей +80°С. Полиэтилен оптимально подходит в качестве сырья для процесса формования благодаря высокому внутреннему напряжению, не требует просушки, имеет невысокую теплоемкость и позволяет экономно использовать теплоэнергию в процессе нагрева листов.
Акриловые листы характеризуются прозрачным цветовым исполнением, при добавлении в другие вещества позволяет создавать изделия различных цветов. Полимер имеет свойство поглощать влагу из окружающей атмосферы, поэтому перед использованием требует обязательной просушки. Процесс формовки акрила характеризуется повышенным расходом электроэнергии и позволяет формировать изделия с высокими параметрами прочности и износостойкости.
Материалы для вакуумной формовки
Полистирол характеризуется отличными эксплуатационными параметрами и обладает следующими свойствами:
- Позволяет пропускать свет;
- Устойчивость к воздействию влаги и химических веществ;
- Поддается формовке при различных показателях давления.
Материал широко применяется в процессе формовки и предусматривает невысокую стоимость. Из-за невысокой прочности полистирола в сырье добавляются компоненты, повышающие гибкость и износостойкость изделий.
В числе особенностей используемых разновидностей пластика значатся:
- Повышенной прочностью отличается монолитный поликарбонат, который не деформируется от приложенной человеком силы;
- Полистирол оптимально подходит для создания выставочных промышленных макетов зданий и транспортных средств;
- В качестве плоскостей для размещения наружной рекламы используется ПВХ и оргстекло;
- После воздействия газового разряда на полипропилен, материал поддается окрашиванию;
- При использовании полистирола необходимо провести предварительный процесс дегазации.
Формы для вакуумной формовки
Формы для вакуумной формовки являются обязательным элементом технологического процесса. Основанием для их изготовления служат стеклопластик, МДФ, гипс, бетон, деревянные композиты, эпоксидная смола, сплавы металлов и картон.
Производство пресс-формы предусматривает строгое соблюдение необходимых пропорций и параметров конструкции. При выборе основания для матрицы необходимо учитывать следующие нюансы:
Формы для вакуумной формовки
- Формы из стеклонити оптимально подходят для формовки пластика, толщина которого превышает 1 см;
- Для изготовления изделий тиражом более 500 единиц в качестве основания формы используется ДСП, дерево либо фанера;
- При масштабном производстве товаров (от 1000 единиц) для основания пресс-формы используются металлические сплавы, которые отличаются высокой теплопроводностью.
Процедура изготовления пресс-формы предусматривает использование вакуумных агрегатов. Выбранный материал основания закрепляется на поверхности станка. Откачка воздуха с помощью вакуумных насосов обеспечивает плотность прилегания основания. С помощью режущих зубьев осуществляется предварительное обозначение контуров матрицы с последующим формированием рельефа пресс-формы, которая будет использоваться при изготовлении изделий из силикона, ПЭТ, полипропилена, листов пластика и композитных соединений.
Оборудование для вакуумной формовки
Технология формовки с помощью вакуума предусматривает использование мощного оборудования для создания большого количества единиц изделий за короткий временной промежуток. Станок вакуумной формовки обеспечивает формирование будущего изделия за счет откачки воздуха и разогрева сырьевого материала. Основными компонентами агрегата выступает стол, на котором с помощью зажимной рамы крепятся рабочие листы толщиной до 6 мм. После осуществляется нагревание полимера до температурных показателей плавления, которые могут отличаться в соответствии с типом используемого сырья. Например, формовка поликарбоната производиться при температуре +150°С, которая обеспечивает достаточную гибкость материала. При этом важным условием является равномерность прогрева материала, чтобы максимально точно повторить форму матрицы.
Оборудование для вакуумной формовки
При достижении заданной температуры в работу включается вакуумный насос, который обеспечивает откачку воздушной среды и понижение отметки внутреннего давления в корпусе установки. Подобным образом создаются оптимальные условия для плотного прилегания полимера к форме. После получения необходимой конфигурации изделия, включаются охлаждающие элементы установки, и запускается процесс остывания заготовки. При извлечении полученного изделия формируется необходимый уровень давления, чтобы снизить риск получения повреждений. В числе дополнительных функций вакуумно-формовочных станков значится производство сложных 3D моделей и изделий с вогнутым рельефом.
Технологический процесс формовки предусматривает использование невысокого давления, что позволяет применять недорогие устройства при лимитированном выпуске крупногабаритных изделий и заготовок среднего размера. Автоматизированные производственные линии, которые предусматривают производство большого количества единиц в непрерывном режиме, требуют использование более сложных механизмов.
Вакуумная формовка пластиков
Вакуумная формовка пластика - процедура термического воздействия на заготовку полимера до размягченного состояния в условиях вакуума с последующим втягиванием в форму, что позволяет выпускать изделия различной конфигурации. В процессе производства используется оборудование пневматического, гидравлического и теплового типа, которое позволяет поддерживать высокие производственные мощности и точное формование конструкций.
Вакуумная формовка пластиков
Технологическая процедура формовки пластика на вакуумно-формовочной машине включает следующие этапы:
- Фиксация заготовки;
- Нагрев изделия;
- Контроль размещения листа;
- Предварительное раздувание;
- Процесс откачивания воздуха;
- Вдавливание;
- Охлаждение полученного изделия и извлечение из формы.
После извлечения сформованного изделия из матрицы осуществляется удаление излишков сырья и шлифовка поверхности, производится декоративная обработка (просверливание отверстий, щелей и прорезей) и сборка частей готового устройства.
Вакуумно-пленочная формовка
Вакуумно-пленочная формовка - процедура формирования изделия в матрице за счет уплотнения сухим песком, который не содержит связующих элементов. Прессование осуществляется благодаря воздействию вакуума и синтетических пленок полимерного типа. В качестве оборудования применяется станок для вакуумной формовки пластика, оснащенный вытяжной камерой с отверстиями для откачки воздуха.
Вакуумно-пленочная формовка
Процедура вакуумно-пленочной формовки предусматривает следующие этапы:
- Нагретую пленку полимерного типа размещают в пресс-форме;
- С помощью вакуумного насоса осуществляется откачка воздушной массы, что позволяет плотно прижать пленку к матрице;
- На пленку выкладывается опока, которая оснащена трубой с фильтром для организации откачки воздушных масс;
- Происходит заполнение внутренних полостей опоки сухой песчаной смесью;
- Уплотнение песка осуществляется за счет мелких движений вибростола. После песчаная смесь накрывается уплотняющей пленкой;
- Производится откачивание воздуха с формированием вакуума в песчаной смеси, что приводит к появлению разницы между параметрами внешнего и внутреннего давления;
- Извлечение формы для получения полости необходимой конфигурации;
- Монтаж опорных стержней, совмещение частей опоки с последующей заливкой формы;
- Работа вакуумного насоса продолжается до достижения полного отвердевания изделия.
Технология формовки вакуумного-пленочного типа востребована в литейном производстве, при изготовлении продуктов питания и изделий медицинского назначения.
