Выдувное формование — современный производственный процесс для массового изготовления полых пластиковых изделий. Его история началась в 1938 году, когда американские изобретатели Энох Фернгрен и Уильям Копитке подали патент на «Аппарат для формирования полых изделий из органических пластических материалов». Однако принципы выдувного формования (blow moulding) известны как минимум с I века до н.э., когда в Древней Сирии было разработано стеклодувное дело.
Сегодня 3D-печать и другие передовые производственные технологии повышают эффективность пластикового выдувного формования и делают его более доступным для самых разных производителей.
Три основных типа выдувного формования — экструзионное (ЭВФ), инжекционно-выдувное (ИВФ) и инжекционно-выдувное с вытяжкой (ИВВФ) — используют воздух для раздува нагретой пластиковой заготовки (преформы), чтобы она приняла форму внутреннего контура оснастки (формы).
- ЭВФ обычно обеспечивает самую низкую себестоимость единицы продукции.
- ИВФ и ИВВФ способны производить более сложные изделия и соответствовать функциональным требованиям, недостижимым для ЭВФ.
- ИВВФ часто используется для продуктов, требующих высокой прочности и прозрачности.
В этой статье подробно описаны различные процессы выдувного формования, наиболее распространенные полимеры и то, как можно начать работу с этой технологией.
Что такое выдувное формование?
Выдувное формование — это промышленный процесс для создания полых пластиковых деталей. Его используют в автомобильной промышленности (для баков, узлов впуска, воздуховодов), в сельском хозяйстве (для контейнеров, деталей орошения, резервуаров). Но наиболее известное применение — производство упаковки, например, пластиковых бутылок для воды, косметики и моющих средств.
Выдувное формование — это надежный и экономичный метод крупносерийного производства. Хотя стартовые затраты могут быть высоки, процесс становится экономически оправданным при необходимости выпуска тысяч одинаковых деталей. Наилучшие результаты достигаются при производстве полых тонкостенных изделий.
По сравнению с литьем под давлением, выдувное формование обычно имеет более низкую стоимость оснастки и поддерживает множество материалов.
Для мелкосерийного производства и итеративного дизайна лучше подходят инструменты с низкими стартовыми затратами, такие как 3D-принтеры. Некоторые лидеры отрасли начинают использовать обе технологии, изготавливая оснастку для выдувного формования на 3D-принтерах, что снижает стоимость инструментов и улучшает качество конечной продукции.
Как работает выдувное формование?
В процессе выдувного формования сжатый воздух подается через сопло в нагретую пластиковую преформу, которая расширяется, заполняя полость формы. Формируется тонкая пластиковая стенка, после чего изделие охлаждается, извлекается из формы, обрезается и проверяется на качество.
- Нагрев преформы
Преформу нагревают до температуры, при которой она сохраняет целостность, но становится эластичной для раздува. Очень важно обеспечить равномерный нагрев для постоянной толщины стенок. - Формование
Нагретую преформу раздувают сжатым воздухом, пока она не примет все контуры формы. Воздух должен подаваться с постоянной скоростью, чтобы избежать растрескивания. - Охлаждение и отверждение
Готовое изделие охлаждают до выхода из термоэластичного состояния, чтобы оно сохраняло форму. Для эффективного охлаждения используют охлажденный воздух или жидкостные каналы. - Извлечение и финишная обработка
После охлаждения изделие извлекают из формы, обрезают литники, проверяют на герметичность и проводят контроль качества.
Типы процессов выдувного формования
1. Экструзионное выдувное формование (ЭВФ)
- Самый распространенный, простой и наименее дорогой метод.
- Расплавленный пластик экструдируют в виде полой трубки (паризона).
- Форма закрывается вокруг паризона, и он раздувается сжатым воздухом.
- Подходит для полиэтилена (PE) и нейлона (PA).
- Идеален для крупногабаритных изделий (баки, канистры, кейсы), но ограничен в сложности детализации.
2. Инжекционно-выдувное формование (ИВФ)
- Сочетает инжекционное формование и выдув.
- Сначала инжекционным способом создается точная преформа.
- Затем преформа перемещается в выдувную форму, нагревается и раздувается.
- Обеспечивает высокую точность и подходит для сложных форм (например, флаконы для косметики и pharmaceuticals).
- Инструменты дороже, а время цикла больше, чем у ЭВФ.
3. Инжекционно-выдувное формование с вытяжкой (ИВВФ)
- Обеспечивает наивысшую сложность и точность размеров.
- После нагрева преформа растягивается стержнем перед раздувом.
- Этот этап вытяжки позволяет создавать овальные, квадратные и многогранные формы.
- Часто используется для ПЭТ (PET), обеспечивая высокую прочность и прозрачность.
- Самый длительный цикл и самые высокие затраты на инструмент среди трех методов.
Разработка продукции для выдувного формования с помощью 3D-печати
Высокая стоимость и длительные сроки изготовления металлической оснастки часто вынуждают компании передавать разработку и производство на аутсорсинг. 3D-печать позволяет прототипировать и производить оснастку собственными силами, значительно сокращая затраты и время.
Компании Unilever и Serioplast использовали 3D-принтер Formlabs Form 3L и Rigid 10K Resin для изготовления рабочих форм для малосерийного выдува.
«С помощью 3D-печатной оснастки мы экономим до 70% времени и 90% затрат по сравнению со стандартной формой. Раньше клиенты ждали до 12 недель всего одного дизайна, теперь мы можем сделать пять».
— Флавио Мильярелли, менеджер по проектированию в R&D, Serioplast Global Services
«Вы можете получить реальную бутылку до изготовления финальной оснастки, чтобы сразу понять, правильный ли путь разработки вы выбрали».
— Стефано Кадемартири, специалист по CAD и прототипированию, Unilever
3D-печать дает компаниям больший контроль, позволяя быстро и дешево вносить итерационные изменения в дизайн оснастки и проверять его на реальных образцах.
С чего начать работу с выдувным формованием?
Выдувное формование — это универсальный, масштабируемый и надежный процесс, необходимый для производства упаковки, контейнеров и компонентов в самых разных отраслях.
- ЭВФ предлагает быстрое время цикла и большой размерный ряд, но ограничивает сложность.
- ИВФ позволяет достичь высокой детализации, но размер изделия может быть ограничен.
- ИВВФ предоставляет больше возможностей для сложных форм.
Технологии, такие как 3D-печать, снижают входной барьер, позволяя компаниям прототипировать оснастку итеративно, быстро и с минимальными затратами.
О нашей компании
TITAN 3D - поставщик и системный интегратор оборудования для 3D-печати, 3D-сканирования и автоматизированного контроля в промышленности, машиностроении, медицине.
Готовы ответить на все Ваши вопросы, проконсультировать по оборудованию, и подобрать лучшее оборудование для решения Ваших задач.
Каталог 3D-принтеров мировых производителей - проработку технологии, подбор оборудования, внедрение, пусконаладку и обучение берем на себя!
+7 (952) 243-77-75 I 01@titan-3d.ru I www.titan-3d.ru