Thermoforming یک فرآیند تولیدی گسترده است که در آن یک ورق پلاستیکی به دمای شکل گیری قابل تحمل گرم می شود ، به شکل خاصی شکل می گیرد و سپس برای حفظ فرم آن خنک می شود. این روش معمولاً در صنایع مختلف برای ایجاد محصولاتی مانند بسته بندی ، قطعات خودرو ، وسایل پزشکی و کالاهای مصرفی استفاده می شود. بسته به نوع استفاده در نظر گرفته شده و ویژگی های محصول مورد نظر ، ترموفرمینگ را می توان با انواع مختلفی از مواد پلاستیکی و انواع قالب ها انجام داد. در این مقاله ، انواع مختلف حرارتی ، مواد مورد استفاده و فرایند درگیر را بررسی خواهیم کرد.
درک حرارتی
ترموفرم شامل گرم کردن یک ورق پلاستیکی تا زمانی که نرم و انعطاف پذیر شود ، سپس با کشش آن به داخل حفره قالب یا فشار دادن آن در برابر سطح قالب ، آن را شکل می دهد. بعد از خنک شدن پلاستیک ، سخت می شود و شکل قالب را می گیرد و روند شکل گیری را تکمیل می کند. این روش تولید به دلیل کارآیی ، مقرون به صرفه بودن و تطبیق پذیری در تولید طیف گسترده ای از محصولات شناخته شده است.
فاکتورهای اصلی در ترموفرمینگ شامل نوع پلاستیک مورد استفاده ، ضخامت مواد ، نوع قالب و روش ترموفرم خاص انتخاب شده است. انتخاب این فاکتورها خصوصیات نهایی محصول مانند قدرت ، انعطاف پذیری و ظاهر آن را تعیین می کند.
تفاوت بین سنج سنج ضخیم (سنگین) و ترموفرم سنجی نازک چیست؟
ترموفرمینگ را می توان بر اساس ضخامت ورق پلاستیکی مورد استفاده به دو دسته تقسیم کرد: سنج سنج ضخیم (یا سنج سنگین) ترموفرمینگ و حرارتی سنج نازک. هر دو روش شامل گرمایش و قالب گیری ورق های پلاستیکی هستند ، اما در ضخامت مواد ، شرایط پردازش و انواع محصولاتی که برای تولید آنها استفاده می شود ، تفاوت چشمگیری دارند.
سنج ضخیم یا گرمازدایی با سطح سنگین
ترموفرم سنج ضخیم شامل استفاده از ورق های پلاستیکی است که به طور معمول 0.060 اینچ (1.5 میلی متر) ضخامت یا بیشتر است. این فرآیند برای ایجاد محصولات با دوام و سفت و سخت با مقاومت بالاتر و مقاومت در برابر ضربه استفاده می شود. کاربردهای متداول برای ترموفرم سنج ضخیم شامل قطعات خودرو (مانند داشبورد و ضربه گیر) ، محصولات صنعتی و بسته بندی های سنگین است.
فرآیند گرمازدگی سنج ضخیم اغلب به ماشین آلات تخصصی نیاز دارد که می تواند ورق های پلاستیکی سنگین تر و ضخیم تر را کنترل کند. فرآیند شکل گیری به طور معمول شامل گرمایش شدیدتر و فشار بیشتر است تا اطمینان حاصل شود که پلاستیک به طور کامل با قالب مطابقت دارد.
حرارتی سنج نازک
در مقابل ، حرارتی سنج نازک از ورق های پلاستیکی استفاده می کند که کمتر از 0.060 اینچ (1.5 میلی متر) ضخامت دارند. از ترموفرمی سنج نازک برای تولید محصولات سبک و انعطاف پذیر استفاده می شود که به مقاومت و دوام کمتری نیاز دارند. محصولات متداول ساخته شده با استفاده از ترموفرم سنج نازک شامل بسته بندی مواد غذایی ، سینی های پزشکی و فنجان های یکبار مصرف است.
ترموفرمی سنج نازک اغلب سریعتر و مقرون به صرفه تر از ترموفرمی سنج ضخیم است ، زیرا شامل هزینه های پایین تر مواد و زمان تولید کوتاه تر است. با این حال ، محصولات تولید شده از طریق حرارتی سنج نازک به طور کلی نسبت به محصولات با مواد سنج ضخیم ، سفت و سخت تر و بادوام هستند.
فرآیند ترموفرمینگ چیست؟
فرآیند ترموفرمینگ را می توان به چندین مرحله کلیدی تقسیم کرد که هر یک از آنها نقش مهمی در اطمینان از شکل گیری موفقیت آمیز محصول پلاستیکی دارند.
گرم کردن ورق های پلاستیکی
اولین قدم در فرآیند ترموفرم ، گرم کردن ورق پلاستیکی به دما است که در آن نرم و پایدار می شود. این کار به طور معمول با استفاده از اجاق گاز یا سیستم گرمایشی تخصصی انجام می شود که به طور مساوی ورق پلاستیکی را گرم می کند. دما باید با دقت کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که پلاستیک بیش از حد گرم و تخریب نمی شود.
تشکیل ورق های پلاستیکی در حفره های قالب
پس از گرم شدن ورق پلاستیکی به دمای مناسب ، آن را روی یک قالب یا در حفره قالب قرار می دهد. فرآیند قالب گیری از طریق روشهای مختلفی از جمله تشکیل خلاء ، تشکیل فشار و تشکیل قالب همسان قابل دستیابی است. پلاستیک با استفاده از فشار خلاء یا استفاده از نیروی مکانیکی برای فشار دادن ورق به داخل حفره قالب شکل می گیرد.
ابزار مثبت
یک ابزار مثبت یا قالب مرد ، جایی است که شکل محصول نهایی با فشار دادن پلاستیک گرم شده به شکل بیرون زده ایجاد می شود. ورق پلاستیکی برای پوشاندن قالب کشیده شده است و پس از خنک شدن ، به شکل قالب سخت می شود.
ابزار منفی
در مقابل ، یک ابزار منفی یا قالب ماده شامل کشیدن ورق پلاستیکی گرم شده به داخل حفره قالب است. پلاستیک به شکل حفره شکل می گیرد و برای حفظ آن شکل خنک می شود.
پیرایش ورق های تشکیل شده
پس از قالب گیری پلاستیک ، برای از بین بردن هر ماده اضافی که مطابق با قالب نباشد ، برطرف می شود. این کار به طور معمول با استفاده از یک ابزار برش یا یک سیستم پیرایش مکانیکی انجام می شود. مرحله پیرایش برای دستیابی به ابعاد دقیق و پایان لازم برای محصول نهایی ضروری است.
انواع قالب چیست؟
انتخاب مواد قالب یک نکته مهم در ترموفرم سازی است ، زیرا بر فرآیند قالب بندی ، کیفیت محصول و هزینه کلی تأثیر می گذارد. انواع مختلفی از قالب ها بسته به برنامه خاص و حجم تولید استفاده می شود.
ابزار با چوب
قالبهای چوبی اغلب در نمونه های اولیه یا تولید با حجم کم استفاده می شوند. در حالی که کار با آنها آسان و نسبتاً ارزان است ، قالب های چوبی به اندازه قالب های فلزی بادوام نیستند و ممکن است پس از استفاده مکرر از بین بروند. با این حال ، آنها می توانند برای تولید قطعات سفارشی یا برای آزمایش اولیه طراحی مفید باشند.
ابزار با فایبرگلاس
قالب های فایبرگلاس از نظر دوام و دقت قدم از قالب های چوبی است. آنها اغلب برای تولید با حجم متوسط استفاده می شوند و تعادل بین هزینه و عملکرد را ارائه می دهند. قالبهای فایبرگلاس می توانند قطعات با کیفیت بالا و دارای سطح سطح خوبی تولید کنند و نسبت به قالب های چوبی در برابر سایش و آسیب مقاوم تر هستند.
آلومینیوم ابزار
قالب های آلومینیومی معمولاً در تولید با حجم بالا استفاده می شوند. آلومینیوم یک ماده قوی و بادوام است که می تواند در برابر دمای زیاد درگیر در فرآیند ترموفرم در برابر باشد. این هدایت حرارتی خوبی را فراهم می کند ، که به اطمینان از حتی گرم شدن ورق پلاستیکی کمک می کند.
آلومینیوم بازیگران
قالب های آلومینیومی ریخته گری با ریختن آلومینیوم مذاب در یک حفره قالب ایجاد می شوند. این قالب ها به طور معمول برای قطعات بزرگتر یا برای قطعاتی که به دقت بالایی نیاز دارند استفاده می شود. قالبهای آلومینیومی ریخته گری بادوام هستند و توزیع گرمای بسیار خوبی را ارائه می دهند و آنها را برای تولید با حجم کم و بالا مناسب می کند.
آلومینیوم ساختگی
قالب های آلومینیومی ساختگی با ماشینکاری یا جوشکاری قطعات آلومینیوم با هم ساخته می شوند. این قالب ها اغلب برای قطعات کوچکتر یا در صورت نیاز به درجه بالایی از سفارشی استفاده می شوند. قالب های ساختگی متنوع تر از قالب های بازیگران هستند اما ممکن است همان میزان دقت را ارائه ندهند.
روشهای مختلفی که در ترموفرم سازی استفاده می شود چیست؟
بسته به ویژگی های محصول مورد نظر ، حجم تولید و نوع مواد ، چندین روش ترموفرمینگ وجود دارد.
تشکیل خلاء
شکل گیری خلاء رایج ترین روش ترموفرمینگ است و برای ایجاد محصولات پلاستیکی با سنج نازک استفاده می شود. در این فرآیند ، ورق پلاستیکی گرم شده روی قالب قرار می گیرد و خلاء برای کشیدن ورق محکم در برابر قالب اعمال می شود. پلاستیک به سرعت خنک می شود و شکل قالب را حفظ می کند.
ایجاد فشار
تشکیل فشار شبیه به تشکیل خلاء است اما شامل اعمال فشار هوا برای فشار دادن ورق پلاستیکی به داخل قالب است. این روش اغلب برای مواد ضخیم تر و برای ایجاد محصولاتی که نیاز به جزئیات بیشتر یا استحکام بالاتر دارند استفاده می شود.
شکل گیری قالب
شکل گیری قالب همسان روشی پیشرفته تر است که در آن از نیمه های فوقانی و تحتانی قالب برای تشکیل ورق پلاستیکی استفاده می شود. این روش امکان کنترل دقیق تری بر فرآیند قالب گیری را فراهم می کند و به طور معمول برای ایجاد محصولاتی با شکل های پیچیده تر یا جزئیات پیچیده تر استفاده می شود.
تشکیل ورق دوقلوی
تشکیل ورق دوقلوی شامل گرم کردن دو ورق پلاستیکی به طور همزمان و سپس فشار دادن آنها در یک حفره قالب است. این تکنیک برای ایجاد محصولات توخالی مانند ظروف یا محوطه ها استفاده می شود که به سطح بالایی از یکپارچگی ساختاری نیاز دارند.
از چه موادی در ترموفرمینگ استفاده می شود؟
انتخاب مواد یک عامل مهم در تعیین خصوصیات محصول نهایی است. ترموفرمینگ را می توان با استفاده از انواع مواد پلاستیکی انجام داد که هر کدام دارای مجموعه ای از مزایا و کاربردهای خاص خود هستند.
ترموپلاستیک آمورف
ترموپلاستیک آمورف ، مانند پلی استایرن (PS) ، اکریلیک (PMMA) و پلی کربنات (PC) ، اغلب در ترموفرم سازی استفاده می شود زیرا به راحتی می توانند قالب بندی کنند و وضوح خوبی را ارائه دهند. این مواد برای تولید محصولاتی که نیاز به شفافیت یا یک پایان صاف و براق دارند ایده آل هستند.
ترموپلاستیک نیمه کریستالی
ترموپلاستیک نیمه کریستالی ، مانند پلی پروپیلن (PP) و پلی اتیلن (PE) در برنامه هایی که قدرت و دوام از زیبایی شناسی مهمتر است استفاده می شود. این مواد مقاومت شیمیایی خوبی را ارائه می دهند و اغلب برای بسته بندی ، قطعات خودرو و وسایل پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند.
چه مشکلات و کیفیت می تواند در طی فرآیند ترموفرم ایجاد شود؟
علیرغم تطبیق پذیری و کارآیی آن ، ترموفرمینگ می تواند چندین چالش را در طول تولید ایجاد کند. موضوعات متداول شامل پیچ و تاب بودن مادی ، پایان سطح ضعیف و قالب گیری متناقض است.
پیچ و تاب مواد: پیچ و تاب می تواند رخ دهد که ورق پلاستیکی به طور مساوی گرم نشود یا خیلی سریع خنک شود. کنترل دما مناسب و طراحی قالب می تواند به کاهش این مسئله کمک کند.
سطح ضعیف: اگر قالب صاف نباشد یا اگر پلاستیک به اندازه کافی گرم نشود ، محصول نهایی ممکن است نقص هایی مانند چین و چروک یا نقص سطح داشته باشد.
قالب گیری متناقض: تغییرات در طراحی قالب ، ضخامت مواد و زمان گرمایش می تواند منجر به نتایج قالب بندی متناقض شود و در نتیجه بخش هایی که مشخصات آن را برآورده نمی کنند.
پایان
Thermoforming یک فرآیند تولید بسیار متنوع و مقرون به صرفه است که برای تولید طیف گسترده ای از محصولات استفاده می شود. روش انتخاب شده به همراه طراحی مواد و قالب ، نقش مهمی در تعیین کیفیت و عملکرد محصول نهایی دارد. با درک انواع مختلف حرارتی ، فرآیندهای درگیر و مواد مورد استفاده ، تولید کنندگان می توانند برای بهینه سازی روشهای تولید خود تصمیمات آگاهانه بگیرند.
طیف گسترده ای از سری دستگاه های ترموفرم را کاوش کنید
متداول
1. تفاوت بین تشکیل خلاء و تشکیل فشار چیست؟
تشکیل خلاء از خلاء برای کشیدن ورق پلاستیکی گرم شده به قالب استفاده می کند ، در حالی که تشکیل فشار از فشار هوا برای فشار دادن ورق پلاستیکی به داخل قالب استفاده می کند. تشکیل فشار به طور معمول برای مواد ضخیم تر و قطعات دقیق تر استفاده می شود.
آیا می توان از ترموفرمینگ برای هر دو تولید کوچک و بزرگ استفاده کرد؟
بله ، از ترموفرمینگ می توان برای تولید کوچک و بزرگ استفاده کرد. این روش بسیار متنوع است و برای حجم تولید مختلف قابل تنظیم است.
3. چه مواد را می توان گرم کرد؟
مواد متداول مورد استفاده در ترموفرمینگ شامل پلی استایرن (PS) ، پلی پروپیلن (PP) ، پلی اتیلن (PE) ، اکریلیک (PMMA) و پلی کربنات (PC) است. هر ماده ویژگی های منحصر به فردی را ارائه می دهد که آن را برای برنامه های مختلف مناسب می کند.
