Для создания пластиковых деталей и форм высокого качества необходимо использовать термовакуумное оборудование. Что представляет из себя вакуум-формовочный станок, как он работает и где его приобрести, вы узнаете далее.
Термовакуумная формовка пластика – налаженный производственный процесс, во время которого создаётся востребованная для многих отраслей полимерная продукция. Вакуумно-формовочный станок используется для изготовления пластиковых форм любых объёмов в различных областях строительства, в транспортной, пищевой и рекламной промышленностях. Благодаря совершенствованию процесса вакуумного формования всегда существует устойчивый спрос на качественное оборудование по созданию полимерных изделий.
Вакуумно-формовочный станок: понятие
Вакуум-формовочный станок представляет из себя высокотехнологичное оборудование, приспособленное для формования пластмассовых форм и деталей из полимерных листов.
Устройство термовакуумной машины:
- рабочий стол для формования с запираемой вакуумной камерой;
- блок нагрева термопластичного пластика;
- вакуумный ресивер с насосом;
- модули терморегуляции, пневморасформовки и воздушного охлаждения;
Установка пластика в стальную раму, его нагрев, «натягивание» полимерного материала на заготовку-модель, откачивание воздуха, охлаждение и съём готовой продукции – все это производится под контролем оператора.
Область применения
Вакуумно-формовочная машина для полимеров используется как при негативной, так и при позитивной формовке полимерных листов (через выпуклую или вогнутую мастер-модель). Применение вакуумно-формовочного станка (ВФС) для изготовления пластиковых форм распространено практически во всех областях инфраструктуры:
- в строительстве для изготовления бетонных изделий (формы для облицовочных панелей, заборных столбов, могильных плит и т.п.);
- в транспортостроении (формы для частей автомобильных бамперов);
- в рекламе (формы для литер, уличных щитов, эмблем);
- в пищевой промышленности (формы для полимерных изделий под хранение продуктов);
- в быту;
- для игрушек.
При производстве детских игрушек следует позаботиться об использовании пластика с безопасным составом.
Используемые материалы
Для формования пластика на термовакуумном оборудовании используются самые разные виды полимеров: АБС, ПВХ, полиэтилены (ПНД, ПВД, ПЭТ), прозрачные пластики (оргстекло, акрил, полипропилен, поликарбонат). Два первых варианта наиболее часто используются при вакуумном производстве форм, поскольку имеют наиболее благоприятные характеристики для формования.
АБС-пластик состоит из акрилонитрила, бутадиена и стирола. Этот полимер обладает:
- ударопрочностью;
- низкой адгезией к бетону и гипсу;
- высокими показателями износостойкости;
- ремонтопригодностью;
- стойкостью к воздействиям химикатов и солнечных лучей.
Из АБС-полимера изготавливают высококачественные пластиковые формы, стойкие к воздействиям внешней среды, к механическим нагрузкам и способные к восстановлению при поломке . Стоимость данного полимера намного дешевле стоимости прозрачного пластика, что делает его наиболее выгодным для покупки и дальнейшей эксплуатации.
ПВХ-пластик также относится к синтетическим материалам и обладает такими ценными показателями качества, как:
- высокая прочность;
- низкая адгезия к бетону и гипсу;
- стойкость к окислению;
- трудногорючесть;
- низкая гигроскопичность.
Данный вид полимера не такой прочный, как АБС-пластик, но имеет достаточную водостойкость в целом хорошо поддаётся термовакуумной формовке, поэтому его довольно часто используют в производстве форм.
Все остальные полимеры участвуют в процессе вакуумной формовки при изготовлении светопрозрачных конструкций и пластиковых деталей. Они не используются в качестве заливочных форм.
Принципы работы
Технология изготовления пластиковых изделий на термовакуумном оборудовании.
На столешницу ВФС на метизы устанавливаются одна или несколько мастер-моделей.
Осуществляется предварительный прогрев формуемых заготовок галогеновыми термоизлучателями. Во-первых, это позволяет увеличить время формования, что положительно сказывается на качестве изделия. Во-вторых, легче выполнить съём готовой продукции с нагретой мастер-модели.
Лист пластика устанавливается в раму вакуумной камеры и зажимается фиксаторами.
Производится равномерный прогрев пластика по всей его поверхности.
Далее лист, нагретый до необходимой термопластичности, опускается на мастер-модели, как бы обтягивая их. Это происходит за счёт образования вакуума в формовочной камере.
В результате откачки воздуха образуется вакуум, за счёт которого лист пластика обтягивает мастер-модель. При помощи дополнительной оснастки проверяется точность сформированного контура пластмассового изделия (углов, рёбер, фактуры) на предмет образования складок.
Благодаря охлаждающему модулю происходит быстрое остывание изделий до температуры, соответствующей комфортному съёму.
После охлаждения производится съём пластмассовой формы при помощи пневморасформовочного модуля; стальная рама с готовым полимерным изделием отделяется от заготовки.
Производится обрезка лишнего пластика по всему контуру изделия. Для этих целей идеально подходит строительный нож.
Видео с пошаговой формовкой пластика на вакуумно-формовочной машине (ВФМ).
Для чего нужны нагревательные элементы, каких видов бывают?
Основная цель любого типа нагревательных элементов – прогрев всей площади полимерного изделия. Здесь обязательны к выполнению следующие требования:
- Лист пластика должен прогреваться быстро и равномерно по всей поверхности, но с различной интенсивностью нагрева (с краёв по максимуму, по центру – 50-60% от максимально имеющейся мощности).
- Любой термовакуумный станок оснащается температурным регулятором, позволяющим наладить необходимый режим нагревания.
Все имеющиеся термоизлучатели различаются между собой по типу, длине волны, степени прогрева, количеству элементов нагрева, расстоянию между лампами и полимером, наличию отражателей, способам регулируемости температуры и т.д. Рассмотрим самые распространённые виды термоизлучателей:
- ТЭН;
- лампа КГТ;
- инфракрасный керамический термоизлучатель;
- инфракрасный кварцевый нагреватель;
- галогенная лампа.
ТЭН– трубчатый электронагреватель
Данный вид нагревателя состоит из керамической основы, но не имеет отражателя, что влияет на качество обогрева пластикового листа. К достоинствам трубчатого термоизлучателя стоит отнести доступную цену и лёгкость в изготовлении.
Перечень недостатков ТЭНа.
- Трубчатый нагреватель создаёт длину волны около 6 мкм, что подходит не для всех видов полимеров.
- Отсутствие отражателей не позволяет тепловому излучению полноценно рассеиваться и, как следствие, отрицательно влияет на длительность и равномерность прогрева пластика.
- Слишком значительные затраты электроэнергии приводят к длительной неокупаемости оборудования.
- Отсутствие антипожарных средств защиты не гарантирует безопасность использования ТЭН в вакуумно-формовочном оборудовании.
- Нет возможности обеспечения сегментного нагрева поверхности полимерного листа.
- В настоящее время трубчатые нагреватели редко применяются в установке на ВФС, т.к. существуют более современные термоизлучательные элементы.
Лампа КГТ
Лампы КГТ редко используются в масштабном производстве пластмассовых форм – они более приспособлены для работы в домашних условиях. К достоинствам этих термоизлучательных элементов относят быстроту нагрева, наличие терморегулируемого механизма и невысокую стоимость. Основные недостатки ламп КГТ следующие.
- Наличие короткой длины волны менее 1 мкм отрицательно сказывается на прогреве полимерного материала.
- КГТ-лампы непригодны для нагревания прозрачных, белых или разноцветных пластиков, т.к. излучение, испускаемое ими, способно проходить только через тёмные виды полимеров.
- Отсутствие отражателей ухудшает равномерность распределения тепловых волн по площади листового пластика.
- Для использования ламп КГТ при самодельном создании пластиковых форм необходим минимальный опыт в обращении с данным типом термоизлучателей.
Инфракрасный керамический нагреватель
Инфракрасные керамические термоизлучатели имеют длину волны 3-6 мкм, что позволяет им равномерно прогревать различные виды полимерных маатериалов. Помимо этого, инфракрасное излучение легко проходит сквозь пластик без теплоотражателей, что помогает сэкономить средства на их покупку, а керамика обеспечивает пожаробезопасность в процессе производства формовочных изделий.
Перечень недостатков инфракрасных керамических нагревателей.
- Высокая цена.
- Слишком длительный прогрев изделия увеличивает и без того высокий уровень энергорасхода.
- Равномерное нагревание изделий значительной толщины сопровождается определёнными трудностями.
Инфракрасный кварцевый нагреватель
Инфракрасные кварцевые излучатели имеет длину волны 1,6-4 мкм, что является приемлемым для статичного прогрева полимерных листов. К достоинствам этого типа нагревателя относят его доступность для приобретения, сбалансированность эксплуатационных характеристик и стоимости, возможность быстрой смены режима нагрева. Главный недостаток инфракрасных кварцевых нагревателей – несвоевременный выход из строя при частом использовании.
Галогенная лампа
Создание галогеновых нагревателей происходило с ориентированием на лампы КГТ, учитывая все недостатки последних. Данный вид термоизлучателей имеет стабильную длину волны 1,2 мкм, что позволяет им намного сильнее прогревать материал до необходимой термопластичности. Взаимодействуя с алюминиевыми отражателями, галогенные лампы обеспечивают более качественное и равномерное прогревание лицевой площади полимера по сравнению со своими «собратьями». Стоит упомянуть, что при частом включении/выключении оборудования вышеупомянутые нагревательные панели быстрее выходят из строя, а качественный модуль регуляции мощности стоит достаточно дорого. Тем не менее, галогенные лампы пользуются устойчивым спросом на рынке продаж ввиду оптимальности показателей «цена-качество», удобства при постоянном пользовании и простоты в установке на вакуум-формовочное оборудование. Приобрести нагреватели данного типа за приемлемую цену можно не только в российских пунктах продажи, но и через Китай.
Какую функцию выполняет вакуумный насос?
Вакуумный насос – незаменимая составляющая, без которой функционирование термовакуумного оборудования не представляется возможным. Главная его задача – в паре с модулем автоматики – откачивать воздух из вакуумного ресивера. За счёт работы вакуумного оборудования происходит полноценное «обтягивание» пластика на мастер-модель, что уменьшает вероятность образования складок и неровностей на поверхности готовых изделий.
Стол для вакуумной формовки: как правильно выбрать размер?
Выбор стола для термовакуумного станка напрямую зависит от габаритных размеров форм, формуемых чаще всего. Также ориентироваться следует на самую большую форму. Если нужно формовать мелкомасштабные модели, то рекомендуем равномерно располагать их на рабочем столе в целях экономии пластика.
Стандартные геометрические параметры стола: 1000х900 мм, 2000х1000 мм и 2900х650 мм, возможны и другие размеры под индивидуальный заказ.
Универсальные столы вакуумного формования зачастую нерентабельны из-за большого процента расхода полимерного материала при формовании. Разбивка столешницы на участки может решить проблему, но этот способ сопряжён с риском потери качества изделий – заваливанием углов форм или «непрососа» воздуха в процессе формовки.
Что лучше: станок для вакуумной формовки или термопластавтомат?
Способы формования пластмассовых изделий на термовакуумном станке и на термопластавтомате сильно отличаются между собой, поскольку два этих оборудования решают несхожие между собой задачи и работают по-разному. На термопластавтомате пластиковый полимер в виде гранул подаётся внутрь, где происходит его плавление под определённой температурой, после чего аморфная масса впрыскивается в пресс-форму под большим давлением. Данный метод инжекционного литья достаточно дорогой, поскольку изготовление пластиковой продукции осуществляется в большом количестве (от 1000 штук), а это требует значительных капиталовложений. Кроме того, создание термопластавтомата – сложный и трудоёмкий процесс, для выполнения которого требуется очень много времени, а разработка прототипа под силу только команде высококвалифицированных специалистов. Поскольку достойной альтернативы термовакуумным станкам пока не придумано, их использование – это единственный способ получить необходимое количество изделий высокого качества с сопоставимыми технологическим характеристикам денежными затратами.
Изготовление станка своими руками
Для изготовления штучных малогабаритных изделий возможно собрать вакуумный мини-станок самостоятельно. Для этого потребуется:
- деревянная рамка из досок;
- крепёжные элементы (саморезы);
- клей;
- 3 листа ДСП;
- металлическая решётка;
- пылесосный шланг;
- силиконовый герметик;
- пластиковый полимер (разрезанная пластиковая тара);
- дрель;
- циркулярная пила.
Из подручных материалов (досок или брусков) собираем деревянную раму – каркас будущего станка.
Перед началом процесса вакуумного формования в домашних условиях устанавливаем температуру духового шкафа от 120 до 150 ºС в зависимости от толщины полимерного листа.
Изготовить пластиковую форму #своими руками не так уж и сложно, но важно понимать, что крупномасштабное производство на самодельном вакуумном станке невозможно – только штучные изделия для личных нужд.
Производство вакуумно-формовочных станков: где купить оборудование для бизнеса?
Для производства термоформованных изделий высокого качества в больших количествах необходимо профессиональное #вакуум-формовочное оборудование. Если вы хотите запустить собственное производство пластиковых форм, рекомендуем приобрести подходящие для этих целей станки. Компания ЛОБАС самостоятельно изготавливает ВФМ для личных целей и для продажи под стандартные или индивидуальные размеры по доступным ценам.
Наша продукция находится на потребительском рынке более 10 лет, и за это время она оправдала заявленные характеристики по надёжности и долгосрочности эксплуатации.
Также мы занимаемся обучением операторов-специалистов вакуумного формовочного оборудования на станках, используя производственные мощности компании ЛОБАС.
#Заказать термовакуумный станок или получить любую информацию касательно вакуумно-формовочного оборудования вы можете на сайте ЛОБАС через каталог продукции или по телефонам 8 (800) 333-16-86, 8 (950) 616-84-14, 8 (950) 626-61-61. Наши менеджеры проконсультируют вас по всем интересующим вопросам.
Способ #производства пластиковых форм на термовакуумном оборудовании является одним из самых популярных среди прочих вариантов производства пластмассовых изделий. С помощью технологии вакуумной формовки легко и быстро создавать крупноформатные изделия, а также продукцию мелкой и средней серии (до 500 единиц), поскольку это намного дешевле в сравнении с технологией термопластавтомата.