Термоформование

Термоформование - метод получения изделий или полуфабрикатов из листовых или пленочных материалов при повышенных температурах в ре-зультате высокоэластических деформаций.

К достоинствам термоформования относятся: возможность изго-товления крупногабаритных изделий; достаточно высокая произво-дительность и экономичность. Основной недостаток термоформования – наличие определенного температурного интервала стабильности размеров и формы изделий (ниже температуры стеклования), что обусловлено неравномерным характером реализуемых при термоформовании деформаций.

Разновидностями термоформования являются: вакуумформование и пнев­­мо­­формрвание.

Вакуумформование производится под действием силы, возникающей из-за разности между атмосферными давлениями воздуха и разряжением, создаваемым внутри полости формы.

При вакуумоформовании наиболее четко оформляется поверхность, соприкасающаяся с формой. Поэтому при повышенных требованиях к внутренней поверхности изделия выбирают выпуклую форму - пуансон (позитивный метод), а при повышенных требованиях к внешней поверхности используют вогнутую форму- матрицу (негативный метод).

Для формовании изделия из толстых листов часто комбинируют создание вакуума с механическим формованием и использованием сжатого воздуха.

Схема вакуумоформования без предварительной и с предварительной вытяжкой представлены на рис.4 и 5.

а б

Рис.4. Схемы вакуумформования без предварительной вытяжки: а - в матрице (негативное); б - на пуансоне (позитивное); 1 - нагреватель; 2 - лист; 3 - прижимная рама; 4 - вакуумная камера; 5 – форма

а б в

Рис.5. Схемы вакуумфор­мо­ва­­ния с предварительной вы­тяж­кой пуансоном: а - нагре­ва­ние; б - предварительная вытяжка листа; в - формование; 1 - нагрева­тель; 2 - лист;

3 - прижимная рама; 4 - пуансон; 5 - подвижный стол

Пневмоформование проводится под действием подогретого и сжатого воздуха, в результате чего лист оформляется в изделие. Для разогрева заготовок применяют теплорадиационные нагреватели (стационарные или подвижные).

Основными методами пневмоформования являются: негативное, позитивное и свободное.

При негативном формовании (рис.6) заготовку 5 закрепляют в зажимной раме 2 и нагревают. Затем под заготовкой устанавливают пневмокамеру 4, создают избыточное давление, под действием которого лист принимает форму изделия и проводят охлаждени. Негативное формование позволяет получать изделия, наружная поверхность которых воспроизводит форму, размер и рисунок внутренней поверхности матрицы.

Рис. 6. Схема негативного формования; а - нагрев; б - формование (вытяжка); в - выталкивание; 1 - матрица; 2 - зажимная рама; 3 - нагреватель; 4 - пневмокамера; 5 - заготовка; 6 - каналы для воздуха

При позитивном формовании вместо матрицы в формовочную камеру устанавливают выпуклый оформляющий пуансон, форма, размер и рисунок воспроизводится на внутренней поверхности изделия.

При свободном формовании заготовка, предварительно нагретая и укрепленная над проймой (зажимной рамой, имеющей специальную прорезь), формуется не входя в контакт ни с оформляющим инструментом, ни с пневмокамерой. При достижении необходимой глубины вытяжки листа давление воздуха уменьшают и поддерживают постоянным до полного охлаждения изделия. Свободное формование применяют, как правело, для получения изделий с высокими оптическими свойствами.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается суть процесса переработки полимерных материалов?

2.По каким организационно-технологическим приз-накам классифи-цируются процессы переработки?

3.Основные виды прессования.

4.Достоинства и недостатки компрессионного прессования.

5.Достоинства и недостатки литьевого прессования.

6.Принцип действия поршневой литьевой машины.

7.Принцип работы экструзионной машины.

8.На какие зоны можно разделить червяк по характеру процессов, протекающих в нем?

9.Достоинства и недостатки процесса термоформования.

10.Разновидности термоформования.

Лекция 2