שלבים בסיסיים של Thermoforming

1. הכנת חומר
השלב הראשון בתהליך התרמופורמינג הוא בחירת והכנה של חומר יריעת הפלסטיק המתאים. יריעות נפוצות כוללות פוליסטירן (PS), פוליאתילן טרפתלאט (PET), פוליסטירן בעל השפעה גבוהה (HIPS), פוליפרופילן (PP) וחומצה פוליאקטית (PLA). לחומרים שונים יש תכונות שונות ומתאימים ליישומים שונים. בחירת החומר היא הבסיס להצלחת התהליך כולו, ולכן יש צורך בתשומת לב מיוחדת.
טבלה: חומרים תרמופורמים נפוצים ותכונותיהם
| חוֹמֶר | נוֹטָרִיקוֹן | נכסים | יישומים נפוצים |
| פוליסטירן | נ.ב | קשיח, קל לעיבוד | כלים חד פעמיים, קופסאות אריזה |
| פוליאתילן טרפתלאט | לְלַטֵף | שקיפות גבוהה, עמידות בפני השפעה | בקבוקי משקה, אריזות מזון |
| פוליסטירן בעל השפעה גבוהה | מָתנַיִם | עמידות בפני השפעה חזקה, קשיחות טובה | מארזים אלקטרוניים, אריזות מזון קפוא |
| פוליפרופילן | עמ' | עמידות בחום טובה, יציבות כימית | אריזות מזון, אריזות תרופות |
| חומצה פולילקטית | PLA | מתכלה, ידידותית לסביבה | כלים לקומפוסט, אריזות ביו |
בשלב הכנת החומר, יש גם לנקות את משטח היריעות כדי להסיר אבק או זיהומים שעלולים להשפיע על איכות היצירה. עבור יישומים מסוימים עם ביקוש גבוה, היריעות עשויות לדרוש גם טיפול מקדים, כגון מריחת חומרים אנטי סטטיים או שינוי פני השטח.
2. חימום
חימום הוא אחד השלבים הקריטיים ביותר בתהליך התרמופורמינג, שבו יריעת הפלסטיק מחוממת לטמפרטורת הריכוך שלה, מה שהופך אותה לגמישה מספיק. ציוד חימום משתמש בדרך כלל בחימום אינפרא אדום או בחימום התנגדות כדי להבטיח שהסדין מחומם באופן שווה.
חומרים שונים דורשים טמפרטורות וזמני חימום שונים. לדוגמה, יריעות PET בדרך כלל צריכות להיות מחוממות בטווח טמפרטורות של 120-160 מעלות צלזיוס, בעוד שיריעות HIPS דורשות בדרך כלל חימום בין 80-120 מעלות צלזיוס. תהליך החימום לא רק צריך להתחשב בנקודת הריכוך של החומר אלא גם להבטיח שהיריעה לא תתפרק או תתפרק במהלך החימום. לכן, יש צורך בקרת טמפרטורה מדויקת של ציוד החימום, וייתכן שיהיה צורך בקירור או בהתאמות בעת הצורך.
בייצור תעשייתי, אחידות החימום חיונית לאיכות היצירה. אם הסדין אינו מחומם באופן שווה, הדבר עלול לגרום לגליות פני השטח, שקעים או שינויים בעובי המוצר המוגמר. בעיות אלו לא רק משפיעות על מראה המוצר אלא עשויות גם להשפיע על התכונות המכניות והעמידות שלו. לכן, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לאחידות הסדין בשלב החימום.
3. גיבוש
גיבוש הוא תהליך של העברת יריעת הפלסטיק המחוממת לתוך תבנית ושימוש בשאיבה, לחץ או כוח מכני בוואקום כדי לעצב אותה. ניתן לחלק את תהליך היצירה ליצירת ואקום, יצירת לחץ וצורה מכנית, כל אחד עם היתרונות והיישומים הייחודיים שלו.
ביצירת ואקום, הסדין מוצמד היטב למשטח התבנית כדי ליצור את הצורה הרצויה. שיטה זו משמשת בדרך כלל לייצור מוצרים בעלי קירות דקים כגון כלים חד פעמיים וקופסאות אריזות מזון. יצירת לחץ לוחצת את היריעה לתוך התבנית, מתאימה לייצור מוצרים בעלי חוזק גבוה ובעלי צורה מורכבת. עיצוב מכני משתמש במכשירים מכניים להפעלת לחץ ישירות, המשמש בעיקר לייצור מוצרים בעלי קירות עבים.
במהלך תהליך היצירה, יש לשלוט בפרמטרים כגון לחץ, זמן וטמפרטורה. לחץ מוגזם עלול לגרום לקרע של הסדין, בעוד שלחץ לא מספיק עלול לגרום לצורות מוצר לא שלמות. זמן היווצרות ממושך עלול לגרום להזדקנות החומר, בעוד זמן קצר מדי עלול למנוע את השעתוק המלא של פרטי המוצר.
4. קירור
קירור הוא תהליך של קירור מהיר של המוצר הפלסטי שנוצר למצב מוצק. מהירות הקירור משפיעה ישירות על יציבות הממד ואיכות פני השטח של המוצר. הקירור נעשה בדרך כלל באמצעות אוויר או מים, בהתאם לצורת המוצר, החומר ודרישות יעילות הייצור.
5. חיתוך
לאחר השלמת הקירור, יש לחתוך את המוצרים שנוצרו כדי להסיר חלקים עודפים, תוך הבטחת קצוות נקיים ומדויקים. המוצרים החתוכים זקוקים לבדיקה נוספת כדי לוודא שהם עומדים במידות ובצורות הנדרשות.
6. איסוף פסולת
פסולת שנוצרת במהלך תהליך התרמופורמינג, כגון חתכים בקצה ומוצרים פגומים, נאספת בדרך כלל למיחזור. זה לא רק עוזר להפחית את פסולת חומרי הגלם אלא גם עומד בדרישות סביבתיות. לאחר איסוף הפסולת, ניתן לעבד חומרים אלו ליריעות חדשות להמשך ייצור.