Вакуумная формовка. Сферы и особенности применения. 3 вакуумно формовочные станки и термопластавтоматы
Вакуумная формовка пластика, особенности технологии
Вакуумной формовкой называется процесс производства серийных или единичных изделий из листовых полимерных материалов путем придания им формы матрицы под воздействием температуры и вакуума. В процессе производства изделия лист пластика нагревается до температуры размягчения и плотно облегает поверхность матрицы за счет создания отрицательного давления.
В серийном промышленном производстве для вакуумного формования изделий применяется современное высокотехнологичное оборудование, осуществляющее процессы разогрева сырья и откачки воздуха в режиме постоянно действующего конвейера.
В качестве сырьевых заготовок могут использоваться практически все полимеры, обладающие свойствами термопластов (полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид, поликарбонат и другие).
Методом вакуумной формовки выпускаются пластиковые изделия для всех направлений и сфер деятельности, в том числе:
- для авиационной, автомобильной и судостроительной отраслей промышленности;
- для производства упаковочной тары и емкостей всех видов;
- для нужд пищевого производства, химической промышленности, медицины;
- для производства бытовой техники, приборов и оборудования;
- для нужд строительства и дизайна.
Технология производства
Особенностью метода вакуумной формовки является возможность протекания производственного процесса с невысоким отрицательным давлением. Такие процессы не требуют наличия мощного оборудования, высокопрочных матричных форм и значительных расходов энергоносителей. Вследствие этого производство считается экономным, а готовые изделия имеют низкую себестоимость.
Широкие возможности для применения автоматизированных производственных процессов позволяют наладить непрерывный цикл изготовления продукции самого различного назначения. Немаловажную роль играет и то, что для формовки используются готовые листовые материалы, не требующие глубокой переработки сырья.
Стандартный метод вакуумной формовки состоит из нескольких этапов, включающих в себя:
- фиксацию заготовки на матрице;
- нагрев полимерного листа;
- предварительное растяжение листа;
- откачку воздуха из матрицы и вдавливание заготовки;
- охлаждение материала;
- извлечение изделия из матрицы;
- окончательную доработку изделия.
Для того чтобы понять, что представляет собой вакуумная формовка пластика, необходимо подробно рассмотреть все стадии производственного процесса.
Фиксация заготовки
Листы полимера крепятся к матрице при помощи зажимной рамы. Фиксирующие элементы должны обеспечивать прижимное усилие, достаточное для удержания листов толщиною до 6 мм. При автоматизированной подаче заготовок на формовку работа подвижных элементов прижимной рамы должна исключать возможность повреждения готового изделия.
Нагрев заготовки
Главной особенностью этого этапа работ является обеспечение равномерного прогрева всего объема заготовки, так как в противном случае плотного прилегания материала к форме матрицы добиться не удастся. В технологии вакуумной формовки для нагрева заготовок применяются, как правило, инфракрасные излучатели и кварцевые лампы.
Общая площадь поверхности заготовки делится на несколько зон, каждая из которых нагревается отдельным элементом, а температура нагрева контролируется при помощи специальных пирометров. Данные о температуре обрабатываются компьютерной системой для своевременной корректировки разницы нагрева различных участков заготовки.
До окончания процесса нагрева лист полимера должен сохранять свое первоначальное положение. Провисание пластика фиксируется фотоэлектрическим сканером, после чего система дает команду, и в аппарат подается воздух для корректировки формы заготовки. Благодаря этому исключается возможность разрыва материала.
Предварительное растяжение листа
В некоторых случаях в процесс производства включают предварительное растяжение материала, называемое также раздувом. Растяжение выполняется после достижения пластиком рабочей температуры формовки и служит для выравнивания толщины заготовки. Процесс раздува необходим при формовании заготовок на глубоких матрицах со сложной геометрией поверхности.
Откачка воздуха и вдавливание заготовки
После предварительного нагрева и растяжения закрепленной заготовки из аппарата для формовки производится откачка воздуха вакуумным насосом. При снижении давления внутри аппарата полимерный материал, достигший состояния пластичности, начинает облегать форму матрицы.
В зависимости от требований, предъявляемых к конечному продукту, технология вакуумной формовки, может совмещаться с технологией штампования при помощи пуансона. В этом случае помимо откачки воздуха на заготовку сверху воздействует специальная конструкция, профиль которой повторяет поверхность матрицы.
Комбинацией этих методов можно добиться максимальной точности заданных форм деталей, а также обеспечить равномерное распределение полимерного материала по поверхности матрицы, полностью исключив образование складок и участков с различной толщиной.
Охлаждение изделия и извлечение из матрицы
Во избежание повреждения детали при извлечении из матрицы необходимо дождаться полного остывания материала. Если применяемое для процесса вакуумная формовка пластика оборудование оснащено системами воздушного охлаждения, время остывания изделий может быть сокращено на 20-30%.
Для изготовления наиболее ответственных деталей вакуумные матрицы оснащаются системами управления температурными процессами.
Наличие таких систем позволяет добиваться равномерного охлаждения изделия, что способствует повышению его эксплуатационных качеств. Извлечение остывшей детали из матрицы происходит под воздействием создаваемого внутри давления.
Окончательная обработка
Изделие, извлеченное из матрицы необходимо отделить по контуру от излишков полимерного материала. Сформованная деталь может являться полуфабрикатом для дальнейшего сборочного производства. Для этого изделие может разрезаться, в нем могут высверливаться отверстия для крепежных элементов и делаться пропилы для вставок.
Для окончательной обработки материала могут использоваться:
- механический обрезной пресс;
- ленточная пила вертикального или горизонтального типа;
- станок строгально-шлифовальный;
- фрезерный станок;
- сверлильный станок;
- ручной механический и электроинструмент.
polimerinfo.com
Вакуумная формовка. Сферы и особенности применения
Навигация:
- Метод вакуумной формовки и особенности применения
- Вакуумная формовка пластиков. Области применения
- Вакуумно-пленочная формовка. Особенности применения
Вакуумной формовкой изготавливают изделия из пластиков, которые можно встретить повсюду. Вакуумно-пленочной формовкой изготавливают литейные формы, и она известна только специалистам литейного производства. Вакуумной формовкой получают:
- Торговое оборудование и оснастку для магазинов
- Продукцию рекламного характера и различные сувениры
- Объемные буквы и другие средства наружной рекламы магазинов и заведений
- Формы и оснастку для изготовления строительных элементов, дорожного ограждения и дорожных знаков
- Объемные контейнеры и блоки для упаковки пищевых продуктов
- Элементы украшения в сфере автомобильного тюнинга
- Емкости для упаковки различных товаров
- Емкости для оснащения зооуголков для растений и животных
- Контейнеры для вакуумной упаковки товаров
- Детские игрушки, товары для детей
Метод вакуумной формовки и особенности применения
В вакуумной формовке используют атмосферное давление воздуха для получения изделия необходимой формы. Главная особенность метода — создание равномерного газостатического давления величиной в 1 атмосферу на всей поверхности заготовки. Отметим универсальность метода. Вакуум является рабочим инструментом, деформирующим изделие при вакуумной формовке. В технологии вакуумно-пленочного формования вакуума формирует поверхность литейной формы из песка для последующей заливки расплавленного металла. В этом случае вакуум выполняет вспомогательную функцию.
Вакуумная формовка пластиков. Области применения
Вакуумным формованием получают детали пространственной формы из листовых термопластов. Разогретая листовая заготовка копирует форму полости в твердой матрице. При этом не требуется пуансон, что упрощает процесс изготовления формы и снижает издержки при производстве изделий. Эту технологию преимущественно применяют для масштабного производства объемных изделий. Иногда экономически целесообразно изготовление единичных изделий сложной формы или больших размеров.
Технологический процесс изготовления изделий из пластика методом вакуумной формовки включает несколько этапов. На первом этапе листовую заготовку нагревают в специальной камере и доводят до вязко-пластичного состояния. Затем разогретый материал помещают на матрицу и прижимают по контуру специальным прижимом. На следующем этапе воздух откачивают из под заготовки и создают вакуум. Атмосферное давление плотно прижимает заготовку к поверхности матрицы до полного затвердевания. Для получения высокого качества изделия полость матрицы должна быть полированной и иметь плавные сопряжения различных поверхностей. На следующем этапе готовое изделие выталкивают из полости матрицы, создавая давление воздуха. Следует отметить, что вместо отсоса воздуха иногда создают избыточное давление для заполнения пластиком полости матрицы. Такой технологический процесс называют пневматическим формованием.
Станок для вакуумной формовки пластика. Описание конструкции и технических характеристик некоторых моделей
Станки для вакуумной формовки просты по конструкции. Их разрабатывают и производят как специализированные фирмы, например, «ATSNGroup» «Flexplast», «Фолипласт», так и различные частные предприятия. В сети интернет-магазинов можно приобрести готовое оборудование и оснастку, а также заказать станок по спецзаказу.
Станок для формовки пластиков представляет собой бак определенных размеров. В комплекс входят рабочие органы и агрегат для создания вакуума, органы управления и энергообеспечения.
Размеры станков определяются габаритами получаемого изделия из листового термопласта. Компания «ATSNGroup» выпускает линейку станков с возможностью изготовления изделий в диапазоне от 400 х 400 до 5000 х 5000. Базовые модели ориентированы на размеры 600 х 600, 1000 х 100 и 2400 х 1400 мм с возможностью быстрой переналадки в сторону уменьшения размеров при необходимости выпуска соответствующей продукции. Станки оборудованы кварцевыми нагревателями мощностью 8; 19,5; 55 кВт и насосами производительностью 200, 750, 1000 литров/мин., соответственно типоразмерам моделей. Эти устройства обеспечивают быстрый нагрев заготовки и создание вакуума. Предусмотрена возможность локального разогрева. Станок с размерами стола 2400 х 1400 мм оборудован системой для предварительного выдува листа заготовки с последующим формованием готового изделия с требуемой точностью. Это позволяет существенно повысить производительность работы оборудования при изготовлении изделий больших размеров. Установки позволяют получать изделия из ПВХ, полистирола, полипропилена, полиэтилена и т.п.
Формы для вакуумной формовки. Материалы и особенности изготовления
Формы изготавливают из алюминия, эпоксидной смолы, МДФ, стеклопластика. На выбор материала влияют: масштабность производства, размеры изделия, температурный режим подготовки заготовки к процессу формования.
Формы из алюминиевых сплавов изготавливают литьем, а затем добиваются требуемой точности и качества с помощью фрезерования, шлифования и полирования. Формы из эпоксидной смолы получают путем заливки компаунда в мастер-форму, изготовленную по методу обратного копирования. Формы из МДФ и стеклопластика изготавливают горячим или теплым прессованием. В связи с различием физико-механических и химических свойств материалов, формы имеют различные эксплуатационные показатели. Главные из них: жесткость, химическая стойкость, долговечность и ремонтопригодность.
Вакуумно-пленочная формовка. Особенности применения
Технология вакуумно-пленочной формовки или V – процесс, относится к сфере литейного производства и имеет мало общего с вакуумной формовкой, применяемой в производстве изделий из листового пластика. Объединяет эти два направления только использование вакуума для создания атмосферного давления. При вакуумной формовке, вакуум является рабочим инструментом, обеспечивающим основной технологический процесс изготовления детали, т.е. воздействует непосредственно на поверхность изделия. В технологии вакуумно-пленочного формования вакуум воздействует на поверхность песка, подготавливая литейную форму к заливке расплавленным металлом. В этом случае вакуум исполняет вспомогательную роль в производстве отливки, т.е. непосредственно на поверхность изделия – отливки не действует.
В технологии вакуумно-пленочной формовки (ВПФ) используется тонкая синтетическая пленка и тонкодисперсный кварцевый песок без примеси глины. Поверхность литейной формы накрывают пленкой, разогревают и откачивают воздух через микроскопические отверстия в подмодельной плите. Затем заполняют опоку кварцевым песком и накрывают следующим слоем пленки. Откачивая воздух из промежутка между слоями пленки, создают твердый песчаный каркас, повторяющий форму модели. Откачка воздуха и поддержание вакуума продолжается в процессе заливки металла в форму вплоть до затвердевания готового изделия. В процессе заливки металла пленка газифицируется и газ проникает в песок, выполняя роль связующего.
Технология ВПФ создана в Японии и уже более 50 лет применяется в СССР и в странах постсоветского пространства, в том числе, в России для получения сложных отливок для различных сфер применения. Благодаря этой технологии удается значительно повысить точность и качество отливок и отказаться в ряде случаев от механической обработки. V — процесс пока не получил широкого распространения в нашей стране.
Преимущества технологии вакуумной формовки:
- Снижение издержек производства благодаря упрощению технологии изготовления литейных форм
- Увеличение ресурса работы всех элементов технологической оснастки
- Повышение точности и качества отливок
- Устранение операции обрубки и очистки поверхности отливок
- Повышение уровня экологической безопасности при проведении литейных операций
- Недостатки технологии:
- Необходимость поддержания вакуума в течение всего процесса изготовления отливки
- Усложнение оснастки и технологии ее изготовления
- Необходимость точного поддержания температуры пленки во избежание ее разрыва и образования брака литья
vakuumtest.ru
Вакуумно-формовочный станок
Вакуумная формовка. Формовочная машина предназначеная для формовки пластика . Технология горячего вакуумного формования — это производство изделий из термопластичных материалов в горячем виде методом воздействия вакуума или низкого давления воздуха.Эта методика применяется в основном при серийном производстве объёмных изделий из пластика, однако в ряде случаев может применяться и при единичных тиражах.
Применяются в изготовления :
- пластиковых форм для тротуарной плитки, облицовочного камня, заборов, вазонов, каминов, памятников;
- наружной рекламы промостоек, оформление выставок, интерьерной рекламе, мест продаж, рекламные вывески содержат формованные художественные элементы и объёмные - рельефные буквы ;
- различных форм текстильной промышленности-маникены ;
- пищевой промышленности различные виды упаковок;
- товаров народного потребления и технических изделий узлы и детали автомобилей, детали внутренней отделки холодильников, маски, игрушки.
Преимущество нашего оборудования перед более дешёвыми аналогами :
1 Установлены термоизлучатели КГТ -1000 ; преимущество перед воздушными тенами и керамикой.
а Выход нагревателя на рабочие параметры 1 секунда. ( тены греются по 10-20 минут)
б Они не обгорают и не сыпятся .
в станок готов к работе с приходом оператора, не надо прогревать тены
г во время охлаждения, съёма , установки листа, кратковременного отсутствия оператора станок выключен , не требует включенных нагревателей для поддержания рабочей темперптуры
в итоге 30% экономит электроэнергию.
2 Оптимально подобранная мощность нагревателей позволяет уменьшить время нагрева , цикл производства и себестоимость продукции .
3 Установлен Вакуумный стол для равномерного распределения вакуума и простого крепления матриц ( на станках большого фармата).
4 Установлен вакуумный насос
5 Увеличена полезная нагрузка на стол, для тяжёлых матриц
и др.
stanki74.umi.ru
