Вакуумная формовка:что это такое и как она работает

Вакуумная формовка — это процесс термоформования, который предлагает такие преимущества, как низкие производственные затраты, снижение затрат на формование и высокая эффективность при производстве высококачественных изделий. Вакуумная формовка используется во многих отраслях:от небольших деталей, таких как блистерные упаковки для фармацевтических препаратов, до более крупных автомобильных деталей.

Однако этот процесс связан с некоторыми сложностями, требующими понимания процесса перед его выбором. В этой статье описывается процесс, совместимые материалы и машины, а также его применение.

Вакуумная формовка — это процесс производства пластмассы, который включает в себя использование машины для нагрева пластикового полимера до тех пор, пока он не станет гибким, прежде чем натягивать его на форму. Это важный процесс при мелкосерийном производстве пластиковых деталей.

Этот процесс совместим с термопластами и термореактивными материалами, несмотря на их различия. Поэтому использование любых должно происходить только после правильного понимания их свойств. Тем не менее, большинство производителей отдают предпочтение термопластам из-за их возможности вторичной переработки.

Как работает вакуумная формовка?

Вакуумная формовка – это простой производственный процесс, включающий пять основных этапов, описанных ниже:

Шаг 1. Создание формы для вакуумной формовки

Для изготовления вакуумной формы производители используют литой алюминий, дерево, пенопласт или пластик, напечатанный на 3D-принтере. Каждый материал имеет свои преимущества и ограничения. Например, пластик, напечатанный на 3D-принтере, легче изготавливать, и в пресс-форме можно создавать более сложные конструкции. С другой стороны, алюминий может быть подходящим выбором, когда прочность является определяющим фактором.

В большинстве случаев формы имеют тысячи вентиляционных отверстий. Эти отверстия представляют собой проход для воздуха, захваченного во время формования, чтобы предотвратить захват воздуха. Кроме того, форма должна проводить тепло, чтобы сократить время охлаждения конечного продукта. Как и при вакуумном литье уретана, важно предварительно нагреть форму перед началом процесса вакуумного формования пластика.

Шаг 2. Процесс фиксации

После установки формы в машину правильно поместите пластиковый лист на машину. Зажим должен быть достаточно прочным, чтобы удерживать пластик на протяжении всего процесса формования; его сила зависит от машины. Большинство зажимов могут удерживать материалы толщиной от 6 до 10 мм.

Шаг 3:Процесс нагрева

Это предполагает использование нагревателя для плавления пластикового листа ниже температуры стеклования. Нагреватель поставляется с источником излучения, выполняющим свою функцию, а время нагрева зависит от типа пластика, с которым он работает.

Примечание:важно равномерно нагреть весь пластиковый лист.

Шаг 4. Процесс очистки

После растягивания нагретого пластикового листа с помощью сжатого воздуха примените вакуум, чтобы растянуть и распределить его по поверхности формы. Вакуум удаляет захваченный воздух, когда пластиковый лист принимает форму формы.

Необходимо, чтобы деталь достаточно остыла, так как недостаточное охлаждение может привести к деформации готовой детали.

Шаг 5. Обрезка и обработка

Обрезка включает в себя обрезку излишков пластика. Вы можете обрезать ручным ножом или ленточной пилой в зависимости от размера и текстуры. Кроме того, для завершения изделий, формируемых вакуумом, могут потребоваться дополнительные отверстия или другие конструкции.

По этой причине производители используют сверление, резку роликами, обработку на станках с ЧПУ и многое другое для создания точных и аккуратных отверстий и элементов. Кроме того, вы можете улучшить качество и внешний вид детали, используя процессы постфинишной обработки, такие как вакуумная металлизация.

Типы вакуум-формовочных машин

Каждая машина, используемая в производственном процессе, имеет свои уникальные качества и особенности. В результате вы должны понимать различные доступные машины. Ниже приведены основные типы.

Промышленная вакуумно-формовочная машина

Этот тип машины занимает большое пространство и наиболее подходит для коммерческого производства. Также на нем можно изготавливать детали сложной формы и конструкции. Важной особенностью машин этого класса является то, что конструкторы могут изменять текущие параметры, не прерывая производственный цикл.

Вакуумно-формовочная машина среднего размера

Производители используют машины этого класса для изготовления пластиковых деталей малого и среднего размера для прототипирования и мелкосерийного производства. Используя машины для вакуумной формовки среднего размера, вы получаете больше автономности в процессе благодаря полуавтоматической функции.

Настольная машина для вакуумной формовки

Этот класс машин портативен, прост в использовании и предназначен для индивидуального формования. Настольные вакуумные формовочные машины лучше всего подходят для материалов толщиной не более 6 мм.

Вакуумно-формовочная машина своими руками

Это идеальное образовательное пособие для детей и подростков. Он управляется вручную, и его можно использовать только для деталей с простыми функциями.

Материалы для вакуумной формовки

Существует несколько материалов, совместимых с производственным процессом. Каждый из них обладает уникальными свойствами, например, поликарбонат обладает высокой прочностью на разрыв, что делает его применимым для изготовления деталей конструкций. Общие материалы для этого процесса включают:

• Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС)
• Поликарбонат (ПК)
• Полипропилен (ПП)
• Поливинилиденфторид (ПВДФ)
• Полиэтилентерефталатгликоль (PETG)
• Поливинилхлорид (ПВХ)
• Ударопрочный полистирол (HIPS)
• Акрил (ПММА)
• Полиэтилен высокой плотности (HDPE)

Преимущества вакуумной формовки

Производители используют вакуумное формование из-за следующих преимуществ.

1. Экономичность

Вакуумная формовка – наиболее доступный метод переработки пластмасс при мелкосерийном производстве. Это связано с потерей затрат на прототипирование и создание формы для вакуумной формовки. Стоимость форм невысока, поскольку производители изготавливают их из доступных и легкодоступных материалов. Также при изготовлении подобных деталей вы можете использовать форму повторно.

2. Срок выполнения

По сравнению с традиционными методами обработки время изготовления пресс-формы меньше, а если формы напечатаны на 3D-принтере, оно еще короче. При вакуумной формовке время между созданием проекта для производства и фактическим производством очень короткое. Это повышает эффективность производства и сокращает время выхода продукта на рынок.

3. Гибкость и универсальность дизайна

Хотя одна пресс-форма производит детали одинаковой конструкции, дизайнеры могут модифицировать эти формы в соответствии со своими потребностями. Это повышает креативность, поскольку можно экспериментировать с новыми идеями и создавать прототипы без значительных затрат и задержек. Кроме того, вакуумное формование предлагает больше вариантов цвета и настройки. Благодаря этому производители могут создавать уникальные конструкции и персонализированные детали по разумной цене.

4. Точность и точность

Вакуумная формовка пластика — это точный производственный процесс. Последняя деталь принимает точную форму формы, что обеспечивает постоянство формы и размера от партии к партии при использовании одной и той же формы. Точность и точность имеют решающее значение для компонентов, которые должны вписываться в другую деталь. В результате он применим при сборке деталей.

5. Совместимость

Вакуумная формовка совместима с большинством пластиковых материалов. Например, производители могут производить как прозрачные, так и полупрозрачные детали, которые можно использовать в упаковке пищевых продуктов. Обычные материалы, совместимые с этим процессом, включают поликарбонат, пропилен и полиэтилен высокой плотности.

6. Экологичность

Процесс вакуумного формования не наносит вреда окружающей среде, поскольку при нем практически не образуется отходов. Кроме того, излишки пластика можно легко переработать и использовать для будущего производства.

Недостатки вакуумной формовки

Вакуумное формование имеет некоторые ограничения, но дает множество преимуществ. К ним относятся:

Простота

Хотя вы можете создавать детали по индивидуальному заказу, пресс-форма позволяет получить ограниченное количество деталей, а вакуумная формовка может оказаться неэффективной для деталей с высоким уровнем детализации. Следовательно, форма должна быть простой, а дизайн – простым.

Не подходит для крупномасштабного производства

Процесс вакуумной формовки предполагает производство одной детали за раз, что делает его пригодным для мелкосерийного производства. Однако для крупномасштабного производства это может занять много времени.

Риск деформации

Вакуумная формовка подходит для пластиков с тонкими стенками. Более толстые стенки увеличивают риск деформации пластика. Чтобы этого избежать, необходимо растянуть пластиковый лист, чтобы уменьшить толщину стенки.

Постоянный недостаток

Преимущество повторного использования формы для вакуумной формовки в целях экономии затрат может оказаться ограничением, поскольку любое повреждение формы приводит к значительному повреждению конечного продукта, а это может привести к отзыву продукта и его потерям.

Применение вакуумной формовки

Процесс вакуумной формовки используется для производства многих продуктов в различных отраслях промышленности. Некоторые из распространенных приложений:

Автомобилестроение и транспорт

Вакуумная формовка пластика — это доступный способ производства автомобильных деталей, поскольку он позволяет создавать детальные конструкции деталей и совместим с маленькими и большими автомобильными деталями. Кроме того, пластик растягивается до очень тонкого листа, что снижает вес детали и повышает топливную экономичность.

Производители автомобильных запчастей используют вакуумную формовку для производства оконных заготовок, бамперов, поддонов, внутренних панелей, чехлов запасного колеса и многого другого.

Упаковка пищевых продуктов

Вакуумное формование применимо в пищевой промышленности, поскольку позволяет легко формовать пищевой пластик. Потому что этот пластик, как и поликарбонат, легко стерилизуется, предотвращает загрязнение, уменьшает повреждение пищевых продуктов и сохраняет свежесть.

Потребительские товары

Существует бесконечный список продуктов вакуумной формовки, используемых при производстве потребительских товаров. Это связано с тем, что вакуумная формовка идеально подходит для деталей, которые должны быть легкими, прочными и эстетичными. Примеры — детские игрушки, поддоны для ванны и душа, ящики для хранения вещей и многое другое.

Пользовательские детали и спецэффекты

Производители во многих отраслях используют вакуумное формование для настройки уникальных деталей, и это важно для добавления дизайна и свойств для создания специальных эффектов. При вакуумной формовке на детали наносятся сложные логотипы и символы.

Каковы различия между вакуумной формовкой, термоформовкой и формовкой под давлением?

Термоформование — это общий термин, описывающий изготовление трехмерной детали из пластикового листа. Вакуумная формовка и формовка под давлением являются двумя основными типами термоформования. Разница заключается в принципе формования, типах и количестве используемых форм.

Принцип

Формование под давлением предполагает использование воздуха под давлением для проталкивания нагретого листа пластика в одну форму перед размещением другого на формованном пластике. С другой стороны, при вакуумной формовке используется вакуумное давление, чтобы натянуть теплый пластик на форму или в форму.

Типы и количество форм

При термоформовании используются два типа форм:охватываемая (имеющая выпуклую форму) и охватывающая (имеющая вогнутую форму). При использовании охватываемой формы на нее накладывают пластиковый лист, чтобы он поместился внутри детали. При использовании охватывающей формы она облегает лист термопласта и точно формирует его внешние размеры.

Как правило, можно использовать охватываемую или охватывающую форму при вакуумной формовке, при которой используется одна форма и вакуумное давление для придания деталям желаемой формы.

Формирование давлением работает по-другому. Вместо всасывания одной формы нагретый лист пластика зажимается между двумя формами. Это полезно для изготовления пластиковых деталей, которым необходимо иметь точную форму с обеих сторон, или когда требуется глубокая вытяжка.

Вывод

Вакуумная формовка — самый простой и экономичный метод изготовления повторяемых пластиковых деталей. Для выполнения своей работы он использует вакуумное давление и тепло. Производители часто комбинируют вакуумную формовку с другими производственными процессами для повышения функциональности и эстетики.

Существует несколько аспектов вакуумной формовки, которые определяют успех операции. Например, выбор лучшей формы и материала. В результате в этой статье обсуждалась часть вакуумной формовки. В WayKen наши инженеры и дизайнеры могут удовлетворить ваши потребности в мелкосерийном производстве деталей, от прототипирования до полномасштабного производства.

Кроме того, мы являемся сертифицированным по стандарту ISO производителем быстрого прототипирования и увеличиваем вашу прибыль за счет сокращения времени выполнения заказа и предложения наших услуг по конкурентоспособной цене. Есть ли у вас какие-либо проекты для помощи? Свяжитесь с нами сегодня.

Часто задаваемые вопросы

Когда вакуумная формовка не является правильным выбором?

Хотя вакуумная формовка предлагает множество преимуществ, этот процесс может быть не лучшим, если детали, которые вы хотите производить, имеют очень сложную конструкцию и характеристики, предполагаемый продукт имеет большие масштабы, а время для вывода продукции на рынок короткое. В любой из этих ситуаций рассмотрите другие подходящие альтернативы.

Что может пойти не так при вакуумной формовке?

Как и в случае других производственных процессов, при формовке деталей важно соблюдать некоторые меры предосторожности. Могут возникнуть такие дефекты, как коробление и неравномерная толщина стенок готовой детали. Эти недостатки могут повлиять на функциональность детали. Следовательно, следует избегать их, регулируя давление воздуха и другие параметры.

Является ли вакуумное литье и вакуумное формование одним и тем же?

Хотя принцип для обоих может быть одинаковым, есть разница. При вакуумном литье исходным материалом является жидкая смола, а при вакуумной формовке — твердый пластиковый лист.