26.07.2018

Изделия из пластика методом вакуумного формования

формование пластика

Вакуумная формовка (ВФМ) в основном предназначена для изготовления изделий в серийном либо единичном выпуске с помощью специальной матрицы под воздействием высокой термической обработки и вакуума на листовой полимерный материал. Во время вакуумной формовки листовой пластик прогревается до размягченного состояния, после чего происходит его плотное облегание на матрице под влиянием отрицательного давления. В промышленности при серийном изготовлении пластиковых изделий используют современные высокотехнологические ВФМ установки, которые осуществляют разогрев материала и откачку воздуха на беспрерывно действующем конвейере. Сырьевыми заготовками могут использоваться абсолютно все термопластичные полимеры. Самыми часто применяемыми материалами являются полипропилены, ПВХ, полиэтилен низкого давления, поликарбонат и мн. др. Продукция ВФМ применяется во многих промышленных и повседневно пользовательских сферах:

Технологический процесс ВФМ производства

Главной особенностью данного метода производства изделий из термопластов есть возможность проведения производственного цикла с невысокими показателями отрицательного давления. Для такого процесса не требуется наличие мощных установок, высокопрочных матриц и значительных трат на электроприборы. Поэтому ВФМ производство относится к экономично выгодным процессам изготовления полимерных изделий, а конечная продукция характеризуется невысокой себестоимостью. Наличие широких возможностей из-за применения полностью автоматизированного оборудования дает возможность настроить полностью беспрерывный рабочий цикл. Немаловажным экономично выгодным фактором есть и то, что в качестве обрабатываемого материала используются готовые листы полимеров не нуждающиеся в глубокой переработке. По стандарту метод ВФМ можно разделить на несколько этапов:

Для более четкого понимания всех рабочих процессов ВФМ стоит более подробно рассмотреть каждый из этапов производственной обработки материала.

Фиксация заготовочного материала на матрице

Лист полимерной заготовки крепится к матрице за счет зажимной рамы. Крепежи должны обладать таким прижимным усилием, чтобы обеспечивалась качественная фиксация материала плотностью до 6 мм. Используя установки ВФМ с автоматизированной подачей листового полимера важно следить, чтобы передвижные элементы рамы прижима не повреждали готовое изделие.

Нагрев заготовки

От качества проведения данного этапа зависит насколько точным и правильным по форме изделие выйдет в конце производственного цикла. Нагрев должен быть равномерным и производится по всему объему заготовки, иначе плотного прилегания материала к матрице достичь не удастся. Для нагрева в вакуумном формовании обычно применяют кварцевые лампы и ИК керамические излучатели. Общую площадь нагреваемого объекта (заготовки) разделяют на несколько равных участков, каждый из которых прогревается отдельным нагревательным устройством. Температурная подача контролируется за счет пирометров. Все температурные данные выводятся на компьютер и обрабатываются в специальных программах, где корректируется разница нагрева разных зон полимерного листа. По окончанию этапа прогрева материал не должен утратить свой изначальный вид и положение. Если происходит провисание материала, то происходит считка специальным сканерным устройством и подается команда о подаче системой воздуха с целью коррекции формы листа. За счет фотоэлектрической сканерной системы исключается разрыв материала.

Предварительная растяжка листа

Данная стадия подключается лишь в некоторых случаях и еще может называться «раздувом». Растяжку применяют после набора полимером рабочей температуры формования для того, чтобы выровнять толщину заготовки. Обычно раздув важно применять при обработке материалов на глубоких матричных установках со сложной геометрической поверхностью.

Откачка воздуха с матрицы и вдавливание материала

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 изделий, 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.


Возврат к списку