Termoform - Thermoforming
Termoform , plastik bir levhanın bükülebilir bir şekillendirme sıcaklığına ısıtıldığı, bir kalıpta belirli bir şekle getirildiği ve kullanılabilir bir ürün oluşturmak için kesildiği bir üretim sürecidir . Levha veya "film", daha ince ölçülere ve belirli malzeme türlerine atıfta bulunulduğunda, bir fırında, bir kalıp içine veya üzerine gerilmesine ve bitmiş bir şekle soğutulmasına izin verecek kadar yüksek bir sıcaklığa kadar ısıtılır. Basitleştirilmiş versiyonu vakum şekillendirmedir .
En basit haliyle, plastik levhanın küçük kesilmiş bölümlerini ısıtmak ve vakum kullanarak bir kalıp üzerine germek için küçük bir masa üstü veya laboratuvar boyutunda bir makine kullanılabilir. Bu yöntem genellikle numune ve prototip parçalar için kullanılır . Karmaşık ve yüksek hacimli uygulamalarda, plastik levhayı ısıtmak ve biçimlendirmek ve şekillendirilmiş parçaları levhadan sürekli yüksek hızlı bir işlemle kesmek için çok büyük üretim makineleri kullanılır ve makineye bağlı olarak saatte binlerce bitmiş parça üretebilir. ve kalıp boyutu ve oluşturulan parçaların boyutu.
Termoform, enjeksiyon kalıplama , şişirme kalıplama , döner kalıplama ve diğer plastik işleme biçimlerinden farklıdır . İnce ölçülü termoform, temel olarak gıda , medikal ve genel perakende sektörleri için tek kullanımlık kaplar , kaplar, kapaklar, tepsiler, kabarcıklar , istiridye kabukları ve diğer ürünlerin imalatıdır . Kalın ölçülü termoform, araç kapısı ve gösterge panelleri, buzdolabı astarları, ticari araç yatakları ve plastik paletler gibi çeşitli parçaları içerir.
İnce ölçülü ürünlerin yüksek hacimli, sürekli ısıl şekillendirilmesinin en yaygın yönteminde, plastik levha bir rulodan veya bir ekstrüderden levhayı delip içinden geçiren pimler veya sivri uçlar içeren bir dizi indeksleme zincirine beslenir. şekillendirme sıcaklığına kadar ısıtmak için bir fırın. Isıtılmış levha daha sonra, bir çift kalıp ve basınç kutusunun levha üzerinde kapandığı bir form istasyonuna endekslenir, daha sonra sıkışan havayı çıkarmak ve malzemeyi plastiği oluşturmak için basınçlı hava ile birlikte kalıba veya kalıba çekmek için vakum uygulanır. kalıbın detaylı şekli. (Takma yardımcıları, bitmiş parçalarda gerekli malzeme dağılımını ve kalınlıkları sağlamak için daha uzun, daha derin çekme şekillendirilmiş parçalar olması durumunda tipik olarak vakuma ek olarak kullanılır.) Kısa bir form döngüsünden sonra, bir ters hava basıncı patlaması vakumu kırmak ve şekillendirilmiş parçaların kalıptan çıkmasına veya kalıbın dışına çıkmasına yardımcı olmak için, genel olarak hava çıkarma olarak adlandırılan, kalıp aleti açılırken kalıbın vakum tarafından çalıştırılır. Daha detaylı parçaların veya negatif çekişli, alttan oyulmuş alanların çıkarılması için açılırken kalıp üzerinde bir sıyırma plakası da kullanılabilir. Oluşturulan parçaları içeren levha daha sonra aynı makine üzerindeki bir kırpma istasyonuna endekslenir, burada bir kalıp kalan levha ağdan parçaları keser veya şekillendirilmiş parçaların kırpıldığı ayrı bir kırpma presine endekslenir. Oluşturulan parçalar kesildikten sonra kalan tabaka ağ, tipik olarak bir sarma makarasına sarılır veya geri dönüşüm için bir hat içi granülatöre beslenir.
Çoğu termoform şirketi, hurdalarını ve atık plastiği balyalama makinesinde sıkıştırarak veya bir granülatöre (öğütücü) besleyerek ve yeniden işleme şirketlerine satmak veya kendi tesislerinde yeniden kullanmak için öğütülmüş pul üreterek geri dönüştürür. Sıklıkla, ısıyla şekillendirme işleminden kaynaklanan hurda ve atık plastik, yeniden şekillendirme için tekrar ekstrüde edilmiş levhaya dönüştürülür.
Gelişmeler
Daha modern makinelerdeki mikroişlemci ve bilgisayar kontrolleri, işler arasında fırın ısıtıcısı ve işlem zamanlama ayarlarını kaydetme yeteneği ile tek bir üretim çalışmasından aynı iş kurulumlarının büyük ölçüde artırılmış işlem kontrolüne ve tekrarlanabilirliğine izin verir. Eski makinelerde hava silindirleri, dişli kremayerleri ve kavramalara karşı zincir indeksleme için elektrikli servo motorların yaygın kullanımı nedeniyle, daha hassas trim kaydı için şekillendirilmiş levhaları bir hat içi trim istasyonuna yerleştirme yeteneği geliştirilmiştir. Elektrikli servo motorlar ayrıca, geleneksel olarak endüstri standardı olan hava silindirleri yerine, form ve trim takımlarının monte edildiği makine plakalarının çalıştırılması için bazı modern ve daha sofistike şekillendirme makinelerinde kullanılır ve kapanma ve açılma hızları üzerinde daha hassas kontrol sağlar ve aletlerin zamanlaması. Kuvars ve radyan panelli fırın ısıtıcıları genellikle eski cal-rod tipi ısıtıcılara göre daha hassas ve kapsamlı sac ısıtma sağlar ve fırınların ayarlanabilir ısı alanlarına göre daha iyi bölgelere ayrılmasına izin verir.
Termoform makinelerinde gerçek zamanlı geri bildirim sağlamak için yeni bir teknoloji olan ToolVu geliştirilmiştir. Bu bağımsız sistem, doğrudan termoformere bağlanır ve hava basıncı, sıcaklık, alet gerinim ölçer ve diğer spesifikasyonlar dahil olmak üzere üretim verilerini gerçek zamanlı olarak kaydetmek için birden fazla sensör kullanır. Bir çalışma sırasında önceden ayarlanmış üretim parametreleri tehlikeye girdiğinde sistem birden fazla uyarı ve uyarı gönderir. Bu, makinenin çalışmama süresini azaltır, başlatma süresini azaltır ve başlangıç hurdasını azaltır.
Isıl şekillendirme işleminin ayrılmaz bir parçası, üretilecek her parçaya özgü olan takımdır. Yukarıda açıklandığı gibi ince ayarlı termoform hemen hemen her zaman sıralı makinelerde gerçekleştirilir ve tipik olarak kalıplar, tapa yardımcıları, basınç kutuları ve tüm montaj plakalarının yanı sıra işle ilgili trim aletleri ve istifleyici parçaları gerektirir. Kalın veya ağır mastarlı termoform, ayrıca her parçaya özel takımlar gerektirir, ancak parça boyutu çok büyük olabileceğinden, kalıplar ince mastarda olduğu gibi işlenmiş alüminyumun yanı sıra alüminyum veya başka bir kompozit malzeme de olabilir. Tipik olarak, kalın ölçülü parçalar CNC yönlendiricilerde veya testereler veya el yönlendiricileri kullanılarak elle kesilmelidir. En gelişmiş termoform makinesi bile takımların kalitesiyle sınırlıdır. Bazı büyük termoform imalatçıları, tasarım ve alet yapma tesislerini kendi bünyesinde bulundurmayı tercih ederken, diğerleri aletleri inşa etmek için dışarıdaki alet imalathanelerine güvenecektir.
İnce ölçülü ve ağır ölçülü (kalın) termoform
İki genel termoform proses kategorisi vardır. 1.5 mm'den (0.060 inç) daha az sac kalınlığı, genellikle termoform makinesine rulolardan veya bir sac ekstrüderinden teslim edilir. İnce ölçülü rulo beslemeli veya sıralı ekstrüde edilmiş termoform uygulamalarına, sert veya yarı sert tek kullanımlık ambalaj hakimdir. 3 mm'den (0.120 inç) daha büyük sac kalınlıkları genellikle şekillendirme makinesine elle veya bir otomatik besleme yöntemiyle zaten nihai boyutlara kesilmiş olarak teslim edilir. Ağır veya kalın ölçülü, kesilmiş sac termoform uygulamaları öncelikle kalıcı yapısal bileşenler olarak kullanılır. 1.5 mm ila 3 mm kalınlığında sac oluşturan küçük ama büyüyen bir orta kalınlıkta pazar var.
Ağır kalibreli şekillendirme, sürekli ince kalibreli sac şekillendirme ile aynı temel süreci kullanır, tipik olarak ısıtılmış plastik tabakayı bir kalıbın üzerine örter. Birçok ağır mastar şekillendirme uygulaması, yalnızca form işleminde vakum kullanır, ancak bazıları çiftleşme form takımının iki yarısını kullanır ve forma yardımcı olmak için hava basıncını içerir. Uçak ön camları ve makineli tüfek taret pencereleri , II. Dünya Savaşı sırasında ağır kalibreli şekillendirme teknolojisinin ilerlemesini teşvik etti. Ağır mastar parçalar, kiosklar, otomobiller, kamyonlar, tıbbi cihazlar, malzeme taşıma ekipmanları, buzdolapları, kaplıcalar ve duş kabinleri gibi kalıcı yapılarda ve elektrikli ve elektronik ekipmanlarda kozmetik yüzeyler olarak kullanılmaktadır. Çoğu ince ölçülü ısıyla şekillendirilmiş parçanın aksine, ağır ölçülü parçalar, ürüne bağlı olarak nihai şekle budama veya ek delme, kesme veya son işlem için şekillendirmeden sonra genellikle elle işlenir. Ağır kalibreli ürünler tipik olarak "kalıcı" bir son kullanım doğasına sahiptir, ince kalibreli parçalar ise daha çok tek kullanımlık veya geri dönüştürülebilir olacak şekilde tasarlanır ve öncelikle bir gıda maddesini veya ürününü paketlemek veya içermek için kullanılır. Ağır kalibreli termoform, enjeksiyon kalıplama gibi rakip plastik teknolojilerinden daha düşük takım maliyetleri ve daha hızlı ürün geliştirme ile tipik olarak yıllık 250 ila 3000 üretim miktarları için kullanılır .
Kalıp çeşitleri
- Paris kalıp alçısı
- Ahşap kalıp
- Plastik kalıp
- Alüminyum kalıp
sanayi
10 milyar ABD dolarını aşan Kuzey Amerika pazarı geleneksel olarak ¾ ince ölçü ve ¼ kalın ölçü olmuştur. 2003 yılında Kuzey Amerika'da yaklaşık 150 ince ayarlı termoform vardı. Yüzde altmışı tescilli ürünler oluşturdu. Yüzde otuzu özel şekillendiriciler ve yüzde 10'u şirket içi şekillendirme kapasitesine sahip OEM'lerdi. Yıllık satışları en az 100 milyon dolar olan neredeyse bir düzine ince ölçü oluşturucu vardı. En büyüğünün yıllık satışları 1.000 milyon doları aştı. Kuzey Amerika'da yaklaşık 250 ağır ölçü oluşturucu vardı. Neredeyse hepsi özel şekillendiricilerdi. Sadece iki ya da üç ağır ölçü oluşturucunun yıllık satışları 100 milyon dolardan fazlaydı. En büyüğünün yıllık satışları yaklaşık 140 milyon dolardı. Beaverton, Michigan , yakınlığı beslenen dünyanın Plastik Termoform başkenti olarak bilinir The Dow Chemical Company of Midland, Michigan .