Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вакуумная формовка

Вакуумная формовка. Сферы и 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

Как произвести вакуумную формовку в домашних условиях

Автор: SaorY
Дата записи

Приветствую, мозгочины! Как и многие самодельщики, я всегда мечтал иметь у себя дома свой собственный аппарат вакуумной формовки. О реализации этой мозгомечты и пойдет речь в этом руководстве.

Несмотря на то, что в мастерской я чувствую себя как дома, в реальности собственной мастерской дома у меня. Поэтому я искал способ создать своими руками с помощью подручных инструментов аппарат для вакуумного формования, который можно использовать в домашних условиях. Найденное мной решение этой мозгозадачи не требует труднодоступных материалов и электроинструментов, поэтому подходит для самодельщиков не имеющих доступа к профессиональному электрооборудованию и специализированным мастерским, чтобы создать подобный вакуумный аппарат.

Нам потребуется (по минимуму):

— этюдник художника или ящик-органайзер — 2шт.
— дрель и сверла
— силиконовый герметик
— столярный клей
— зажимы или стопка книг в качестве пресса
— круглый напильник
— защитный экран на для пластиковых окон (по размерам вашего этюдника или ящика)
— металлические уголки для рамки — 8шт.
— ножовка по металлу
— уплотнитель на клеевой основе (той же ширины, что и профиль защитного экрана)
— большие канцелярские зажимы — 4шт.
— пылесос со шлангом
— линейка и карандаш

Дополнительно (но не обязательно):

— белый уксус
— бумажные полотенца
— монтировка, молоток или прочная плоская отвертка
— кольцевая пила или бита Форстнера (диаметром со шлаг пылесоса)
— стусло
— замазка

Для самого процесса формования необходимы:

— термопластик для формовки (например 0.03-й стирол)
— плита с духовкой
— кухонные варежки или прихватки
— алюминиевая фольга
— тальк

Шаг 1: Короб основания

От другого проекта у меня остался этюдник, и, как оказалось, из него легко сделать основание для мозгоподелки без необходимости собирать его из брусков и досок. Но те, у кого имеются и условия, и оборудование могут собрать основание с нуля и сразу перейти к Шагу 8: Создание рамки.

Шаг 2: Удаление перегородок

Ящики-органайзеры как правило имеют секционные перегородки. И их первым делом необходимо аккуратно удалить — в идеале просто вытаскиваем, если они снимаются, а если же они приклеены, то пропитываем бумажные полотенца уксусом, прикладываем их к клеевым швам и оставляем на ночь.

Уксус размягчает клей и, следовательно, ослабляет клеевое соединение, поэтому перегородки возможно сразу поддадутся, или же их придется поддеть монтировкой или плоской отверткой. Может быть даже придется выдержать их в уксусе еще раз.

Так как это уксусное «волшебство» требует времени, то планируйте этот мозгошаг заранее.

Шаг 3: Высверливание отверстий

На внешней стороне одного из ящиков расчерчиваем сетку, размеры которой должны соответствовать вашей крепежной рамке. Шаг сетки в 10мм вполне функционален.

Для данного шага нужно заранее определиться каких размеров будет ваша крепежная рамка, которая удерживает лист термопластика. По площади она должна соответствовать площади ящика основания, либо быть чуть меньше.

Итак, расчерчиваем сетку и в пересечении линий высверливаем отверстия сверлом небольшого диаметра, я использовал сверло 2.4мм.

Шаг 4: Герметизация внутренних стыков

Для герметичности основания поделки все стыки изнутри промазываем герметиком, при этом следуем инструкциям производителя и в соответствии с ними даем ему время на высыхание.

Шаг 5: Склеивание ящиков

По верхнему периметру ящиков наносим столярный клей и прикладываем их друг к другу для склеивания. Зажимаем и оставляем для высыхания как минимум на час. Если зажимов у вас нет, то ставим на конструкцию из ящиков стопку тяжелых книг, чтобы тем самым создать давление необходимое для склеивания.

Шаг 6: Высверливание отверстия для шланга пылесоса

Измеряем диаметр шланга вашего пылесоса и на одной из боковых сторон, по середине, размечаем окружность того же диаметра.

Далее сверлом Форстнера или кольцевой пилой высверливаем намеченное отверстие. Если же подобных мозгоприспособлений у вас нет, то по всей площади этого отверстия насверлите мелких отверстий, срежьте получившиеся перемычки с помощью небольшой стамески, и дремелем с шлифовальной насадкой или круглым напильником сровняйте неровности окружности. Во время этой процедуры примеряйте шланг и продолжайте шлифовать до его плотного прилегания.

Шаг 7: Герметизация шва по внешнему краю

По шву склеивающему два ящика мозгооснования накладываем слой герметика.

Шаг 8: Создание рамки

Из защитного экрана для пластиковых окон делаем рамку в которой будет крепиться лист термопластика.

Шаг 9: Удаление сетки защитного экрана

Профиль защитного экрана это две защелкивающиеся половинки, между которыми располагается сетка. С небольшими усилиями раскрываем эти мозгополовинки и отделяем их друг от друга, далее вынимаем защитную сетку, она должна легко податься.

Шаг 10: Нарезка профиля по размеру

Разбираем защитный экран по частям, профиль должен легко выниматься из скрепляющих его уголков.
Добытый таким образом алюминиевый профиль нарезаем по размерам рамки, которая, кстати, должна быть одинаковой по размерам с основанием, либо чуть меньше его. При резке для получения ровного среза используйте стусло и ножовку по металлу.

Далее собираем обе половинки крепежной рамки, используем для этого металлические уголки, а не пластиковые, которыми скреплялся защитный экран.

Шаг 11: Наклеивание уплотнителя

На одну из половинок рамки наклеиваем по ее периметру уплотнитель, при этом необходимо убедиться, что он охватывает весь мозгоконтур и создает герметичное соединение.

Шаг 12: Поделка в действии!

Эта самая интересная часть процесса.

Шаг 13: Подготовка к формованию

1. Обрезка листа термопластика по размеру:

Для формования я выбрал 0.03-й стирол, который можно легко приобрести, он также легко режется (даже обычными ножницами) и шлифуется. Обрезаем лист по размеру вашей рамки.

2. Подготовка духовки:

Из духовки вынимаем все решетки, кроме одной. Дно духовки устилаем фольгой, фольгой также обертываем два кирпича или небольших кухонных горшочка, и устанавливаем их на решетку духовки, они послужат опорой для рамки с пластиком, которая должна располагаться на несколько сантиметров ниже нагревателя. На открытую дверку духовки расстилаем фольгу и поверх нее ставим основание мозгоподелки.

3. Подсоединение пылесоса:

Рядом с духовкой, в пределах досягаемости шланга, ставим пылесос и вставляем его шланг в отверстие сбоку основания. Для дополнительной герметичности обмазываем соединение замазкой.

Читать еще:  Самодельная дисковая пилорама в домашних условиях

4. Крепление листа в рамке:

Между половинками рамки помещаем обрезанный лист и скрепляем все канцелярскими зажимами, и лучше чтобы их желобки располагались за уплотнителем. Затем рамку устанавливаем на кирпичи в духовку, при этом уплотнитель должен располагаться снизу, по другую сторону от нагревателя, а мозгопластик может свободно провисать.

5. Установка молда:

По центру основания устанавливаем то, что будет шаблоном для формования. Этот шаблон полезно сверху присыпать тальком, чтобы в последствие было проще отделить пластик.

Поблизости с духовкой кладем кухонные рукавицы или прихватки, и убеждаемся, что достаем до кнопки включения пылесоса. Суть в том, чтобы быстро вынуть рамку из духовки, поместить её по центру основания поверх молда, включить пылесос и открыть окно, так как пластик немного чадит.

Примечание: пользуйтесь данной поделкой ТОЛЬКО при достаточной вентиляции, надевайте респиратор, духовку устилайте фольгой, а после окончания всего процесса очищайте духовку. Если у вас возникают какие-либо вопросы по нагреванию пластика в домашних условиях, то осуществляйте формование только если вы осознаете все риски. Часто весь этот процесс производить не рекомендуется.

7. Нагревание пластика:

Включаем нагрев, если температура вашего нагревателя регулируется, то оптимальная температура 193 градуса Цельсия, пр которой минимально количества дыма и испарений.

8. Разогрев до провисания пластика:

На данной стадии тщательно наблюдаем за пластиком, а потом действуем очень быстро. Сначала пластик будет слегка колебаться от нагревания, затем он снова станет ровным, а уже потом начнет провисать. После этого включаем пылесос и надеваем рукавицы (или берем прихватки). Суть в том, чтобы позволить пластику провиснуть более чем на половину высоты вашего молда.

Шаг 14: Окончание процесса формования

Когда пластик будет достаточно разогрет, осторожно берем рамку, аккуратно вынимаем её и быстро помещаем по центру мозгооснования поверх молда, при уплотнитель должен соприкасаться с поверхностью основания, а пылесос быть включенным . К самому пластику не прикасаемся вообще! Если герметичность не нарушена пластик сразу же примет нужную форму, после этого через несколько секунд выключаем пылесос. Пару минут даем рамке и пластику на остывание, а потом вынимаем пластик из рамки и отставляем его в сторону.

Пользуйтесь, НО СОБЛЮДАЙТЕ БЕЗОПАСНОСТЬ! Как вы могли заметить, данный проект рассчитан больше на взрослых, опытных мозгосамодельщиков, детям он не рекомендуется.

Особенности используемого оборудования и материалов

Наиболее популярный для штамповки материал – АБС. Вакуумная формовка АБС пластика и его модификаций позволяет производить большинство изделий из всего ассортимента пластиковой продукции.

Кроме этого, используют следующие материалы:

  • Акрил;
  • Полистирол;
  • Полипропилен;
  • Поливинилхлорид (ПВХ);
  • Поликарбонат;
  • Полипропилен, а также многие другие.

Оборудование для формовки пластика

Все формовочные станки имеют схожую конструкцию и работают по одному принципу. Различия присутствуют в размерах рабочего пространства, нагревательных элементах, способе подачи листа и съема готовой продукции. Также есть варианты формовки с использованием пуансона (обратной матрицы). Этот способ используется для изготовления деталей с большей точностью.

Многие производители оборудования предлагают опциональную оснастку своих изделий. То есть функциональность формовочного станка может быть такой, какая необходима конкретному заказчику. Наиболее низкая цена оборудования с малым рабочим столом и без автоматической подачи заготовки. Например, стоимость станка с рабочим столом 400*500 мм – 100 000 – 150 000 рублей.

Также немалое значение имеет мощность вакуумного насоса, которым комплектуется станок. От этого зависит с каким материалом может работать то или иное оборудование. Имеется в виду толщина пластика, а также некоторые его виды, для качественной формовки которых необходимо значительное разрежение среды.

Основные узлы формовочного станка

Пресс для вакуумной формовки пластика включает в себя следующие элементы:

  • Станина. В ней располагается в вакуумный насос блок управления. Также реализована система электроснабжения узлов станка.
  • Система, создающая разреженную среду в камере для формования. Главный узел данной системы – вакуумный насос.
  • Нагревательные элементы.
  • Система датчиков для контроля за нагревом, охлаждением и положением заготовки.
  • Узел, удерживающий пластиковую заготовку и обеспечивающий герметичное прилегание к периметру формовочной камеры.
  • Рабочий стол, оснащенный подъемным механизмом.
  • Система обдува, обеспечивающая равномерный прогрев и охлаждение детали.

Для запуска полноценного производства недостаточно купить станок для вакуумной формовки пластика, кроме него понадобится изготовить матрицу и возможно обратный прижимной профиль – пуансон. Выбор материала для этих деталей определяет сложность и глубину рельефа будущего изделия, а также количество циклов формовки. Наиболее подходящий материал для изготовления матрицы – алюминий и его сплавы.

Мощности и возможности нашего производства

Наше формовочное производство оснащено вакуумформовочными машинами с габаритами столов от 1000×1350 мм до 2000×3000 мм.

Толщина формуемых пластиков – до 8 мм. Поточно применяемая номенклатура листа – черные, графитовые, серые и белые АБС-пластики от 1,5 до 4,5 мм, гладкие или «песок». По запросу – АБС+ПММА, АБС+ПК, полиэтилен, полистирол и другие пластики, различные цвета, толщина, матовость и тиснение. Возможна работа на давальческом сырье.

Обрезка изделий производится преимущественно вручную. Значимый проект может быть переведен на роботизированную обрезку нашим роботом FANUC R-2000iB (Япония) с предварительным изготовлением вакуумных ложементов.

Мастер-модели и временные формы изготавливаются из фанеры или ДВП с покрытием, основные формы – из стеклопластика.

Краткое теоретическое описание метода вакуум-пленочной формовки (ВПФ)

Сущность способа и последовательность операций при изготовлении форм методом вакуум-пленочной формовки на данном производстве заключается в следующем:

  • подмодельная плита выполнена в виде герметичной коробчатой конструкции, полость которой соединена с атмосферой сквозными каналами (вентами), выполненными в самой плите и в моделях, а через клапан соединена с вакуумной системой;
  • над модельной плитой устанавливается нагреватель с помощью которого специальная «модельная» пленка разогревается и переходит в более пластическое состояние, после чего она накладывается на плиту с моделями и с помощью регулируемого вакуума плавно присасывается к поверхности моделей;
  • на пленку наносится слой 0,1 — 0,4 мм противопригарной краски с помощью пульверизатора безвоздушного напыления, а затем сушка краски осуществляется регулируемыми направленными потоками предварительно нагретого воздуха или естественным образом в цикле работы формовочной линии за счет применения спиртовых быстросохнущих растворителей.
  • на модельную плиту устанавливается опока с двойными стенками и со встроенными сетчатыми фильтрами и клапанами. Затем в опоку засыпается обычный сухой огнеупорный песок и распределяется в опоке путем ряда минидозирующих отверстий пропорционально распределенных в днище дозатора по поверхности контрлада полуформы и дополнительно при необходимости с помощью бесшумной минимальной вибрации. Противопригарная краска оказывается между «модельной» пленкой и формовочным песком.
  • на контрлад полуформы накладывается пленка самого низкого качества, после чего опока подключается к вакуумной системе, а затем модельная плита с задержкой по времени отключается от системы вакуумирования.
  • полуформа снимается с модельной плиты, но при всех транспортных манипуляциях опока должна быть постоянно соединена с вакуумной системой.
  • проставляются стержни, форма собирается и заливается металлом, а через незначительное время после образования корки металла форма отключается от вакуума на некоторое расчетное время до последующей передачи и транспортировки на выбивку;
  • охлажденная форма в сборе или отдельными полуформами (в разной последовательности) подается на простейшую выбивку, а конкретно на решетку, где после отключения вакуума от опок песок высыпается без дополнительных нагрузок и отливка передается на транспортер, затем песок охлаждается и передается для повторного использования. При этом, возможны различные комбинации — съем полуформы верха с отливкой, съем полуформы верха без отливки и затем удаление отливки до удаления песка, съем полуформы верха без отливки и удаление отливки после удаления песка, удаление песка из формы с последующем очередным съемом полуформы верха и отливки или наоборот и т.д. Таким образом, выбивка форм по V-процессу принципиально отличается от выбивки традиционных форм ПГС, так как, в нашем случае песок «самотеком» высыпается из опок без приложения традиционной вибрации, что обеспечивает бережное освобождение отливки от формовочной смеси.
  • отливки передаются на очистку, упаковку и транспортировку.
Читать еще:  Регулятор температуры жала паяльника своими руками

С помощью этого метода можно получать различные отливки из чугуна, стали и цветных сплавов с повышенной точностью и чистотой поверхности в отличии от традиционных способов изготовления форм. Чем собственно успешно и пользуются уже достаточно длительное время на предприятии Asuzac Group, Япония.

Полость вакуум-пленочной формы, находящейся под вакуумом, заполняется расплавленным металлом быстрее, чем при литье в песчано-глинистые формы. Дополнительно к этому поверхность полости вакуумной формы гораздо меньше подвергается разрушающему воздействию металла, чем форма ПГС. Эти характеристики делают возможным производство самых тонкостенных отливок по V-процессу. При этом отливки не имеют поверхностных искажений и обладают прекрасной плоскостностью. Поэтому некоторые из особо тонкостенных отливок больше похожи на изделия штампового или прокатного производства.

Вакуумно-пленочная формовка (Vacuum cast)

Технологический процесс, основные принципы и особенности:

  1. В процессе производства используется специальная вакуумная форма с вытяжной камерой и с отверстиями для откачки воздуха.
  2. Нагретую до размягченного пластичного состояния пленку из полимерного материала помещают на заранее подготовленную форму. Затем вакуумный насос выкачивает воздух. Это приводит к тому, что под действием приложенной силы вакуумного насоса полимерная пленка плотно прижимается к форме и оформляется в готовое изделие.

  1. Затем на уже прижатую к форме пленку из полимерного материала накладывается опока, оборудованная трубой для откачки воздуха со специальным фильтром.
  2. Внутренняя часть опоки заполняется специальным сухим формовочным песком, не имеющим спаивающих (вяжущих) веществ и других дополнительных примесей. Мелкими встряхиваниями вибростола достигается уплотнение заполнителя опоки, удаляются излишки засыпного материала, а сверху опока накрывается полимерной пленкой, необходимой для уплотнения заполнителя. После этого открывается клапан трубы для откачки воздуха, что приводит к возникновению вакуума в формовочном песке. В результате этого возникает разница внешнего и внутреннего давления на форме (приблизительно 300

400 миллиметров ртутного столба). Благодаря указанной разнице давлений получается форма для литья, обладающая достаточно высокой жесткостью. Значение жесткости формы по шкале твердости может достигать плюс-минус 95.

  1. После полного окончания приложения усилия вакуума внутри формы, указанную форму необходимо извлечь, чтобы получилась полость. Усилие должно прилагаться к форме до тех пор, пока форму можно будет извлечь без особых усилий и без ущерба для полученной полости для заливки. Нижнюю часть опоки изготавливают точно также, как и описано выше для верхней части опоки.
  2. В форму устанавливаются различные литейные стержни, затем после формовки изделия они убираются, нижняя и верхняя части опоки совмещаются и происходит залитие формы.

  1. Усилие вакуумного насоса должно прилагаться вплоть до полного затвердевания изделия. После полного затвердевания изделия, прекращается откачка воздуха из формы. И когда давление внутри формы начнет приближаться к атмосферному, нижняя и верхняя части формы автоматически распадутся.
    Важные моменты:
    (1) разница внешнего и внутреннего давления на форме обеспечивает необходимую жесткость и прочность изделия, а также точное соответствие изделия выпуклостям и полостям формы.
    (2) при подсоединение вакуумного насоса, труба для откачки воздуха, оборудованная специальным фильтром, должна устанавливаться в соответствующее место верхней и нижней опоки еще до начала заполнения их песком, но после помещения туда модели и литейных стержней, а также после накладки на опоки пленок для уплотнения заполнителя.

Преимущества V-формовки:

  • Повышается качество формовки изделий: поверхность формованного изделия гладкая и чистая, изделие обладает четкими краями и очертаниями, кроме того, размеры готового изделия строго соответствуют заданным. Готовое изделие обладает высокой степенью твердости, твердость изделия равномерна. Легкость извлечения модели будущего изделия из литейной формы.
  • Простота используемого оборудования, низкие капиталовложения, невысокие расходы на техническое обслуживание и профилактический ремонт, связанные с функционированием и эксплуатацией указанного оборудования. Это все указано без учета соответствующего оборудования, используемого в процессе производства и служащего для отбора материалов с низким количеством посторонних примесей, отбора материалов, обладающих низкими вяжущими свойствами, и предназначенного для смешивания материалов. Коэффициент использования отработанной формовочной смеси составляет приблизительно 95% и выше. Капиталовложения в оборудование уменьшается на 30%. Энергетические затраты при использовании данного оборудования составляют 60% от оборудования, применяемого при литье «влажного» типа. Затраты людских ресурсов уменьшаются на 35%.
  • Долговечность эксплуатации литейной формы и опоки.
  • Высокий коэффициент использования металла. При использовании формовки V типа, металл обладает сравнительно хорошей активностью, хорошей способностью к заполнению формы. Можно производить тонкостенные детали с толщиной стенки всего 3мм. Готовые изделия обладают высокой степенью жесткости, медленно охлаждаются. При использовании дополнительных скрепляющих приспособлений значительно уменьшается выпор отливки. Повышается производительность, уменьшается припуск на обработку изделий.

Недостатки:

  • Сложный процесс изготовления литейной формы, трудно увеличить производительность изделий малой формы.
  • От начала и до конца технологического процесса используется вакуум, тяжело механизировать труд.
  • Из-за того, что на заготовки из полимерных материалов накладывают ограничения по тягучести и пластичности материала, то это ограничивает сферу применения указанной технологии.
  • Проблема пыли и охлаждения формовочной смеси.

Особенности использования вакуумной формовки и ограничения

Вакуумная формовка сравнительно с другими типами формовки полимеров имеет ряд технологических преимуществ. Применение низкого давления при этом процессе обеспечивает сравнительно низкую стоимость инструментов оборудования. Также низкое давление позволяет изготавливать качественные изделия из недорогих материалов. Рабочий цикл при этом достаточно короткий. Таким образом, производство прототипов, небольшого количества крупных деталей, а также изделий средних размеров экономически выгодно.

Более сложное оборудование и формы используются для непрерывного автоматизированного производства крупногабаритных изделий, таких как емкости для сохранения пищи, одноразовые чашки и сэндвич-пакеты.

В отличие от других процессов термопластичного формования, где используют полимерное сырье в виде смол или порошков, вакуумная формовка работает с экструдированными полимерными листами. После полного цикла формовки вакуумом обычно на изделии остаются элементы требующие обрезки. Переработанные отходы термопласта могут использоваться повторно, что также является огромным плюсом.

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.

Вакуумная формовка своими руками

Конечно, самодельный станок будет не таким мощным, поэтому громоздких предметов сделать не получится и времени на изготовление придется потратить больше. Но интерес и небольшие бытовые потребности такой станок вполне удовлетворит. Также данный аппарат подойдет для изготовления различных моделей (самолетов, кораблей, машин). Это своеобразный аналог 3Д-принтера.

Процесс вакуумного формования пластика

Стандартно технология вакуумного формования пластика включает в себя следующие этапы: фиксацию, нагрев, предварительный раздув, откачку воздуха, вдавливание, охлаждение, извлечение и обработку.

Фиксация

Зажимная рама должна быть достаточно мощной, чтобы обеспечить надёжное закрепление заготовки в процессе формования. Зажим должен справляться с толстым материалом – до 6 мм для станков с одним нагревательным элементом и до 10 мм для оборудования с двойным нагревателем. В автоматизированном процессе работа движущихся частей должна быть защищена, чтобы избежать случайного повреждения изделия.

Нагрев

Нагреватели – это, как правило, инфракрасные элементы с отражающей пластиной из алюминия. Чтобы в процессе формовки получить наилучший результат – вне зависимости от того, какой материал используется, – лист нужно прогревать равномерно по всей поверхности и по всей его толщине. Для этого необходимо разделить площадь нагрева на несколько зон, которые бы контролировались при помощи регуляторов мощности. Керамические нагревательные элементы с этой точки зрения имеют некоторый недостаток – из-за своей высокой теплоемкости они медленно нагреваются (около 15 минут) и медленно реагируют на корректировку мощности.

Сейчас имеются более сложные – кварцевые – нагреватели, которые имеют меньшую теплоемкость и быстрее реагируют на изменение мощности. Пирометры позволяют точнее контролировать температуру нагрева, измеряя температуру плавления листа и взаимодействуя с системой контроля рабочего процесса. Точный контроль температуры также возможен с управляемой компьютером системой, работающей одновременно с пирометром(-ами). При формировке толстых листов рекомендуется использовать двойные нагреватели, так как они обеспечивают более равномерное проникновение тепла и сокращение времени цикла.

При формировке высокотемпературных материалов с критической температурой формования советуют использовать двойные кварцевые нагреватели. С пристальным контролем за интенсивностью теплового излучения можно полностью компенсировать теплопотери по краям, вызванные конвекционными воздушными потоками и поглощением областями, закреплёнными в зажимной раме.

Можно добиться также значительной экономии, если будут использоваться специальные кварцевые нагреватели: когда в процессе формования нагревательные элементы находятся с обратной стороны, можно регулировать падение мощности.

Контроль положения листа

На устройство обычно устанавливается фотоэлектрический датчик для сканирования пространства между нижним нагревателем и листом пластика. Если в процессе нагревания лист провисает и разрывает луч, в камеру вводится небольшое количество воздуха, поднимающего лист и останавливающего провисание.

Предварительный раздув листа (пузырь)

После того, как пластик достиг своей температуры формования или «пластичного» состояния, он может быть предварительно растянут – с тем, чтобы обеспечить будущему изделию равномерную толщину стенки. Предварительный раздув листового пластика для вакуумной формовки – полезная функция 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.

Откачка воздуха

Как только материал предварительно растянут соответствующим образом, можно придавать листу форму при помощи вакуума. В больших станках резервуар используется в сочетании с мощным вакуумным насосом для формовки. Это позволяет создать двухступенчатую откачку воздуха, которая ускоряет формование нагретого листа.

Вдавливание

Эта часть процесса подразумевает использование пуансона – подвижной части пресс-формы, приводимой в движение пневматическим или гидравлическим цилиндром и расположенной над матрицей. Он используется для того, чтобы вдавливать материал в углубления в зоне формования. В сложном процессе глубокой вытяжки это позволяет производить изделия без складок и равномерно распределять толщину.

Идея заключается в том, чтобы до откачки воздуха подать столько материала, сколько необходимо для того, чтобы избежать истончения изделия. Пуансон, как правило, изготовлен из дерева или металла, его гладкая поверхность позволяет листу скользить во время растягивания.

Кожаная прокладка или прокладка из войлока гарантирует значительное снижение риска преждевременного охлаждения при контакте. Резиновый пуансон – хорошая альтернатива: будучи изолятором, резина не влияет на температуру листа.

Вдавливание – важный этап при формовании нескольких изделий из одного листа, поскольку пуансоны можно поместить рядом, не опасаясь возникновения складок между изделиями.

Охлаждение и извлечение

Прежде чем изделие можно будет извлечь после формовки, оно должно остыть. Если сделать это слишком рано, то можно деформировать изделие и получить брак. Для ускорения процесса остывания на оборудование для формовки устанавливаются вентиляторы системы охлаждения, которые включаются лишь после того, как изделие сформовано. Если в вентиляторы вмонтированы туманообразующие форсунки, на лист направляется мелкодисперсный туман. В общей сложности это может ускорить цикл охлаждения на 30%.

Также существуют блоки управления температурой пресс-формы, которые, регулируя температуру внутри неё, обеспечивают правильное равномерное охлаждение кристаллических и кристаллизующихся полимеров, таких как полипропилен, полиэтилен высокой плотности и полиэтилентерефталат.

После охлаждения изделие отсоединяется от пресс-формы под создаваемым системой давлением. Затем его вынимают и отправляют на обрезку.

Обрезка и отделка

После того как сформованное изделие остудили и извлекли из матрицы для вукуумной формовки, удаляются излишки материала. Затем в нём сверлят необходимые отверстия, щели и делают прорези. Также постобработка включает в себя отделку, печать, укрепление и сборку.

Для того чтобы отделить изделие от листа, используются различные способы обрезки. Выбор оборудования в значительной степени зависит от типа разреза, размера самого изделия, коэффициента вытяжки, толщины материала и объёмов производства. Также это факторы, которые следует учитывать при определении инвестиционной стоимости необходимого оборудования.

Тонкие части детали, как правило, обрезаются на механическом обрезном прессе, который ещё называют роллер-прессом. Тяжёлые изделия извлекаются из пресс-формы, помещаются в зажимы и обрабатываются при помощи специального оборудования: горизонтальной или вертикальной ленточной пилы, ручного строгально-шлифовального станка либо 3-х, 4-х или 5-ти осевого фрезерного станка.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector