Вакуумная формовка — это упрощенная версия термоформовки , при которой лист пластика в различных формах (полистирол с высоким ударным эффектом (HIPS) для изделий с низким уровнем ударопрочности, ABS для душевых поддонов в ванной и HDPE для внешних деталей автомобиля, а также различные другие типы вакуумно-формуемых материалов) нагревается до температуры формования, растягивается на одноповерхностной форме и прижимается к форме вакуумом . Этот процесс можно использовать для формования пластика в постоянные объекты, такие как знаки шлагбаума и защитные покрытия. Обычно в конструкции формы присутствуют углы наклона (рекомендуемый минимум 3°) для облегчения извлечения сформированной пластиковой детали из формы.
Относительно глубокие детали могут быть сформированы, если формуемый лист механически или пневматически растянуть перед тем, как привести его в контакт с поверхностью формы и применить вакуум. [1]
Подходящими материалами для вакуумной формовки обычно являются термопластики . Наиболее распространенным и простым в использовании термопластиком является листовой ударопрочный полистирол (HIPS). Он формуется вокруг формы из дерева, структурной пены или литого или обработанного алюминия и может принимать практически любую форму. Этот ударопрочный материал гигиеничен и способен сохранять тепло и форму при нанесении теплой воды и обычно используется для упаковки чувствительных к вкусу и запаху продуктов. [2] Вакуумная формовка также подходит для прозрачных материалов, таких как акрил, которые широко используются в аэрокосмической отрасли, например, в качестве навесов окон пассажирских салонов военных самолетов с фиксированным крылом и отсеков для вертолетов. Вакуумная формовка часто используется в классах низкоуровневой технологии для простого способа формовки.
Современное вакуум-формовочное оборудование создано на основе ряда патентов США, выданных в 1950, 1964 и 1974 годах. [3]
_(cropped).jpg/1280px-Train_window_panel,_Passenger_Experience_Week_2018,_Hamburg_(1X7A3700)_(cropped).jpg)
Производители оригинального оборудования (OEM) используют крупногабаритные вакуумформованные компоненты для объемов производства в диапазоне 250–3000 единиц в год. Вакуумформованные компоненты могут использоваться вместо сложного листового металла, стекловолокна или литья под давлением пластика . Типичные примеры для промышленности, помимо упаковки продукции, включают: панели для уличных киосков и банкоматов , корпуса для медицинского оборудования для визуализации и диагностики, крышки двигателя в кабине грузовика или для строительной техники, а также внутренняя отделка вагонов и компоненты сидений. [4] Вакуумформованные компоненты также часто используются любителями для таких применений, как маски и автомобили с дистанционным управлением.
В процессе вакуумной формовки возникают некоторые проблемы. Поглощенная влага может расширяться, образуя пузырьки во внутренних слоях пластика. Это значительно ослабляет пластик. Однако это можно решить, высушивая пластик в течение длительного периода при высокой, но ниже температуры плавления, температуре. Вокруг формы могут образовываться паутины, что происходит из-за перегрева пластика, поэтому за этим нужно тщательно следить. Паутины также могут образовываться, когда форма слишком большая или ее части расположены слишком близко друг к другу. Наконец, сформированные объекты часто прилипают к форме, что устраняется путем использования угла наклона в форме в три градуса или более.
Существует множество моделей, которые можно сделать с помощью вакуумной формовки. Самый изобретательный способ использования вакуумной формовки — взять любой небольшой предмет, скопировать его много раз, а затем вакуумно формовать новый шаблон, чтобы создать более связную форму. Вакуумная формовка помогает связать отдельные части вместе и сделать одну форму из многих частей, которые можно легко скопировать. Оттуда гипс, бетон и т. д. можно отливать в пластиковую форму.
Деревянные шаблоны являются распространенным материалом для вакуумной формовки, поскольку они относительно недороги и позволяют заказчику легко вносить изменения в дизайн. Количество образцов, которые можно получить из любого шаблона, зависит от размера детали и толщины материала. После того, как спецификации детали выполнены, шаблон затем используется для создания керамической композитной формы или литой алюминиевой формы для регулярного производства. Потенциально существуют способы создания отверстий в гипсе с помощью вакуумной формы, если реплицированные формы, сделанные из вакуумной формы, достаточно глубоки и между ними оставлены зазоры для формования пластика. Затем, как только пластик используется для литья гипсовой формы, глубокие области пластика оставят отверстия, если форма не полностью заполнена.
Литые алюминиевые формы отливаются на литейном заводе и обычно имеют линии контроля температуры, проходящие через них. Это помогает установить температуру формуемого пластика, а также ускорить процесс изготовления. Алюминиевые формы могут быть мужскими или женскими по своей природе, а также могут использоваться в приложениях для формования под давлением. Главным недостатком этого типа форм является стоимость.
.jpg/1280px-Cetakan_vacuum_forming_(vacuum_forming_mold).jpg)
Обработанные алюминиевые формы похожи на литой алюминий, но вырезаются из цельного куска алюминия с помощью станка с ЧПУ и программы САПР . Обычно обработанный алюминий используется для неглубокой вытяжки деталей из тонкого материала. Применения могут включать упаковку и лотки. Стоимость является существенным фактором при использовании этого типа инструмента.
Композитные формы являются более дешевой альтернативой литым или обработанным алюминиевым формам. Композитные формы обычно изготавливаются из наполненных смол, которые сначала находятся в жидком состоянии, а затем со временем затвердевают. В зависимости от области применения композитные формы могут служить очень долго и производить высококачественные детали.
После того, как из листа пластика была создана вакуумная формовка, в большинстве случаев потребуется операция отделки, чтобы превратить ее в пригодный к использованию продукт. Распространенные методы отделки вакуумной формовки включают: