Основні етапи термоформування

1. Підготовка матеріалу
Першим кроком у процесі термоформування є вибір і підготовка відповідного пластикового листового матеріалу. Зазвичай використовувані листи включають полістирол (PS), поліетилентерефталат (PET), ударостійкий полістирол (HIPS), поліпропілен (PP) і полімолочну кислоту (PLA). Різні матеріали мають різні властивості і підходять для різних застосувань. Вибір матеріалу є запорукою успіху всього процесу, тому потрібно приділити особливу увагу.
Таблиця: Поширені матеріали для термоформування та їхні властивості
| матеріал | Абревіатура | Властивості | Загальні програми |
| полістирол | PS | Жорсткий, легко обробляється | Одноразовий посуд, пакувальні коробки |
| Поліетилентерефталат | ПЕТ | Висока прозорість, ударостійкість | Пляшки для напоїв, харчова упаковка |
| Ударопрочний полістирол | СТЕГНА | Сильна ударостійкість, хороша жорсткість | Електронні корпуси, упаковка для заморожених продуктів |
| Поліпропілен | пп | Хороша термостійкість, хімічна стійкість | Упаковка для харчових продуктів, фармацевтична упаковка |
| Полімолочна кислота | PLA | Біорозкладаний, екологічно чистий | Компостний посуд, біоупаковка |
На етапі підготовки матеріалу поверхню листа також необхідно очистити, щоб видалити пил або забруднення, які можуть вплинути на якість формування. Для деяких застосувань із високим попитом листи також можуть вимагати попередньої обробки, наприклад нанесення антистатичних засобів або модифікації поверхні.
2. Опалення
Нагрівання є одним із найважливіших етапів у процесі термоформування, коли пластиковий лист нагрівається до температури розм’якшення, що робить його достатньо пластичним. Нагрівальне обладнання зазвичай використовує інфрачервоне нагрівання або нагрівання опором для забезпечення рівномірного нагрівання листа.
Для різних матеріалів потрібні різні температури та час нагріву. Наприклад, листи PET зазвичай потребують нагрівання в діапазоні температур 120-160°C, тоді як листи HIPS зазвичай потребують нагрівання в межах 80-120°C. У процесі нагрівання необхідно враховувати не тільки точку розм’якшення матеріалу, але й гарантувати, що лист не розкладається або не руйнується під час нагрівання. Тому необхідний точний контроль температури опалювального обладнання, а за потреби може знадобитися охолодження або регулювання.
У промисловому виробництві рівномірність нагрівання має вирішальне значення для якості формування. Якщо аркуш не нагрівається рівномірно, це може призвести до хвилястості поверхні, поглиблень або зміни товщини готового продукту. Ці проблеми не тільки впливають на зовнішній вигляд виробу, але також можуть вплинути на його механічні властивості та довговічність. Тому особливу увагу необхідно приділяти рівномірності листа під час фази нагрівання.
3. Формування
Формування — це процес перенесення нагрітого пластикового листа у форму та використання вакуумного всмоктування, тиску або механічної сили для формування його форми. Процес формування можна розділити на вакуумне формування, формування тиском і механічне формування, кожна з яких має свої унікальні переваги та застосування.
При вакуумному формуванні лист щільно прилягає до поверхні прес-форми для формування потрібної форми. Цей метод зазвичай використовується для виробництва тонкостінних виробів, таких як одноразовий посуд і коробки для упаковки харчових продуктів. Формування під тиском запресовує лист у форму, придатну для виготовлення виробів високої міцності та складної форми. Механічне формування використовує механічні пристрої для безпосереднього застосування тиску, які в основному використовуються для виготовлення товстостінних виробів.
Під час процесу формування необхідно контролювати такі параметри, як тиск, час і температура. Надмірний тиск може призвести до розриву листа, а недостатній тиск може призвести до неповної форми виробу. Тривалий час формування може спричинити старіння матеріалу, а занадто короткий час може перешкодити повному відтворенню деталей виробу.
4. Охолодження
Охолодження — це процес швидкого охолодження сформованого пластмасового виробу до твердого стану. Швидкість охолодження безпосередньо впливає на стабільність розмірів продукту та якість поверхні. Охолодження зазвичай здійснюється за допомогою повітря або води, залежно від форми виробу, матеріалу та вимог до ефективності виробництва.
5. Нарізка
Після завершення охолодження сформовані вироби потрібно розрізати, щоб видалити зайві частини, дотримуючись чистих і точних країв. Розрізані вироби потребують додаткової перевірки, щоб переконатися, що вони відповідають необхідним розмірам і формам.
6. Збір відходів
Відходи, що утворюються під час процесу термоформування, такі як обрізки та браковані вироби, зазвичай збираються для переробки. Це не тільки допомагає зменшити відходи сировини, але й відповідає екологічним вимогам. Після збору відходів ці матеріали можна повторно переробити в нові листи для продовження виробництва.