Passaggi fondamentali della termoformatura

1. Preparazione del materiale
La prima fase del processo di termoformatura è la selezione e la preparazione del materiale plastico in fogli appropriato. I fogli comunemente usati includono polistirene (PS), polietilene tereftalato (PET), polistirene ad alto impatto (HIPS), polipropilene (PP) e acido polilattico (PLA). Materiali diversi hanno proprietà diverse e sono adatti a varie applicazioni. La scelta del materiale è alla base della buona riuscita dell'intero processo, per questo è necessaria un'attenzione particolare.
Tabella: materiali comuni per termoformatura e loro proprietà
| Materiale | Abbreviazione | Proprietà | Applicazioni comuni |
| Polistirolo | PS | Rigido, facile da lavorare | Utensili usa e getta, scatole per imballaggio |
| Polietilene tereftalato | ANIMALE DOMESTICO | Elevata trasparenza, resistenza agli urti | Bottiglie per bevande, imballaggi alimentari |
| Polistirene ad alto impatto | FIANCHI | Forte resistenza agli urti, buona rigidità | Custodie elettroniche, imballaggi per alimenti surgelati |
| Polipropilene | PP | Buona resistenza al calore, stabilità chimica | Imballaggi alimentari, imballaggi farmaceutici |
| Acido Polilattico | PLA | Biodegradabile, ecologico | Utensili compostabili, bio-packaging |
Durante la fase di preparazione del materiale è necessario pulire anche la superficie della lastra per eliminare eventuali polveri o impurità che potrebbero pregiudicare la qualità della formatura. Per alcune applicazioni ad alta richiesta, le lastre possono anche richiedere un pretrattamento, come l'applicazione di agenti antistatici o la modifica della superficie.
2. Riscaldamento
Il riscaldamento è una delle fasi più critiche del processo di termoformatura, in cui il foglio di plastica viene riscaldato fino alla temperatura di rammollimento, rendendolo sufficientemente malleabile. Le apparecchiature di riscaldamento utilizzano in genere il riscaldamento a infrarossi o il riscaldamento a resistenza per garantire che il foglio venga riscaldato in modo uniforme.
Materiali diversi richiedono temperature e tempi di riscaldamento diversi. Ad esempio, i fogli in PET solitamente devono essere riscaldati entro un intervallo di temperatura compreso tra 120 e 160 °C, mentre i fogli HIPS richiedono in genere un riscaldamento tra 80 e 120 °C. Il processo di riscaldamento non deve solo considerare il punto di rammollimento del materiale, ma deve anche garantire che la lastra non si decomponga o si degradi durante il riscaldamento. Pertanto, è necessario un controllo preciso della temperatura dell'apparecchiatura di riscaldamento e, quando necessario, potrebbero essere necessari il raffreddamento o le regolazioni.
Nella produzione industriale, l'uniformità del riscaldamento è fondamentale per la qualità della formatura. Se la lastra non viene riscaldata in modo uniforme, potrebbero verificarsi ondulazioni superficiali, avvallamenti o variazioni di spessore nel prodotto finito. Questi problemi non influiscono solo sull'aspetto del prodotto ma possono anche influenzarne le proprietà meccaniche e la durata. Pertanto particolare attenzione dovrà essere posta all'uniformità della lastra durante la fase di riscaldamento.
3. Formatura
La formatura è il processo di trasferimento del foglio di plastica riscaldato in uno stampo e di utilizzo dell'aspirazione, della pressione o della forza meccanica per modellarlo. Il processo di formatura può essere suddiviso in formatura sotto vuoto, formatura a pressione e formatura meccanica, ciascuno con i propri vantaggi e applicazioni unici.
Nella formatura sotto vuoto, il foglio aderisce strettamente alla superficie dello stampo per formare la forma desiderata. Questo metodo viene generalmente utilizzato per produrre prodotti a pareti sottili come utensili usa e getta e scatole per imballaggio alimentare. La formatura a pressione pressa la lamiera nello stampo, adatto alla realizzazione di prodotti ad alta resistenza e dalla forma complessa. La formatura meccanica utilizza dispositivi meccanici per applicare direttamente la pressione, utilizzati principalmente per la produzione di prodotti a pareti spesse.
Durante il processo di formatura è necessario controllare parametri quali pressione, tempo e temperatura. Una pressione eccessiva può causare la rottura del foglio, mentre una pressione insufficiente può provocare forme del prodotto incomplete. Tempi di formatura prolungati possono causare l'invecchiamento del materiale, mentre tempi troppo brevi potrebbero impedire la riproduzione completa dei dettagli del prodotto.
4. Raffreddamento
Il raffreddamento è il processo di raffreddamento rapido del prodotto plastico formato fino allo stato solido. La velocità di raffreddamento influisce direttamente sulla stabilità dimensionale del prodotto e sulla qualità della superficie. Il raffreddamento viene solitamente effettuato utilizzando aria o acqua, a seconda della forma del prodotto, del materiale e dei requisiti di efficienza produttiva.
5. Taglio
Una volta completato il raffreddamento, i prodotti formati devono essere tagliati per rimuovere le parti in eccesso, garantendo bordi puliti e precisi. I prodotti tagliati necessitano di un'ulteriore ispezione per garantire che soddisfino le dimensioni e le forme richieste.
6. Raccolta dei rifiuti
I rifiuti generati durante il processo di termoformatura, come tagli sui bordi e prodotti difettosi, vengono solitamente raccolti per il riciclaggio. Ciò non solo aiuta a ridurre gli sprechi di materie prime, ma soddisfa anche i requisiti ambientali. Dopo la raccolta dei rifiuti, questi materiali possono essere rielaborati in nuovi fogli per la produzione continua.