Vakuumformēšana vakuumveidošana, termoformēšana, termiskā formēšana
Termiskās vakuumformēšanas (vakuumveidošanas) tehnoloģija ir plakanu termoplastiska polimērmateriāla sagatavju (lokšņu vai plēvju) formas maiņa paaugstinātas temperatūras un vakuuma iedarbībā, lai izgatavotu telpiskus izstrādājumus.
Šīs polimērmateriālu apstrādes metodes galvenā īpatnība ir tāda, ka izstrādājumi tiek veidoti nevis no šķidras, izkausētas masas, bet gan no polimērmateriāla sagatavēm (loksnēm, plēvēm), kas tiek sakarsētas līdz mīkstam stāvoklim un, pieliekot spēku, pārveidotas noteiktas formas izstrādājumos, kurus pēc tam atdzesē, lai saglabātu izveidoto formu.
Uzņēmuma “Angars” ražotnē Rīgā ir uzstādītas vakuumformēšanas iekārtas ar šādiem parametriem:
• darba loga izmērs – līdz 2800 х 1650 mm
• vakuuma veidnes augstums – līdz 700 mm
Pateicoties relatīvi zemajām tehnoloģiskā aprīkojuma izmaksām (salīdzinājumā ar liešanas veidnēm), vakuumformēšanas tehnoloģija ir ļoti izdevīga un ārkārtīgi pievilcīga, lai ražotu plastmasas izstrādājumus nelielās partijās, turklāt daudzos gadījumos to var izmantot arī izstrādājumu izgatavošanai vienā eksemplārā. Cenu lielā mērā ietekmē formas sarežģītība, veidojamās formas dziļums un tas, vai gatavais izstrādājums tiek izgaismots no iekšpuses, kā arī pēcapstrādes un apgriešanas darbietilpīgums.
Veidojamā materiāla biezums ir robežās no 0,3 līdz 8 mm.
Izstrādājumu veidošanai nepieciešamais spiediens tiek radīts, pateicoties spiediena starpībai starp ārējo atmosfēras spiedienu un vakuumu, kas rodas dobajā telpā starp loksni un veidnes virsmu (līdz 0,07-0,085 MPa).
Vakuumformēšana sastāv no šādiem secīgiem procesiem:
Formējamā materiāla sakarsēšana līdz temperatūrai, kurā tas spēj mainīt formu
Formas veidošana ar īpaša aprīkojuma palīdzību
Izstrādājuma atdzesēšana veidnē līdz temperatūrai, kurā tā konfigurācija iegūst stabilus izmērus
Stabilus izmērus ieguvušā izstrādājuma izvilkšana no veidnes
Vairumā gadījumu ir nepieciešama arī formētā izstrādājuma pēcapstrāde: piestrāde (malu apgriešana), metināšana, savienošana (līmēšana), karstlodēšana, apdruka, metalizācija.
Atkarībā no formējamā materiāla mijiedarbības ar veidni izšķir lokšņveida sagatavju brīvu negatīvo un pozitīvo formēšanu. Brīvā formēšana tiek veikta, formējamās sagataves materiālam nesaskaroties ar formēšanas instrumentu. Tās izmantošanas joma aprobežojas ar ovālas formas lielizmēra izstrādājumu izgatavošanu no caurspīdīgiem akrilātiem, kas paredzēti plūsmviržiem un gaismas lukturiem ar uzlabotām optiskajām īpašībām. Izmantojot šo metodi, tiek nodrošināts ļoti liels sagataves karsēšanas vienmērīgums ar minimālām biezuma atšķirībām, jo pretējā gadījumā tiek izkropļota izstrādājuma forma un mainās tā optiskie parametri.
Pozitīvā formēšana tiek veikta, izmantojot uz spiedni (puansonu), kura ārējās virsmas forma tiek pārnesta uz izstrādājuma iekšējo virsmu.
Negatīvā formēšana (veidošana matricā) ļauj izgatavot izstrādājumus, kuru ārējā virsma atbilst matricas iekšējās virsmas ģeometrijai.
Uzņēmuma “Angars” ražotnē Rīgā tiek izmantots mūsdienīgs aprīkojums, kas ļauj pēc atbilstošas matricas sagatavošanas veidot arī izstrādājumus ar negatīviem leņķiem, kas mazāki par 90° (slīpumus, gala virsmas).
Vakuumformēšanas būtiskākās priekšrocības ir šādas:
Rentabls formēšanas instruments, samērīgas iekārtu izmaksas
Vakuumformēšanas iekārtu produktivitātes līmenis (lielu partiju ražošanai)
Iespēja apstrādāt daudzslāņu un putu materiālus
Salīdzinoši zemas aprīkojuma cenas (nelielu partiju ražošanai)
Iespēja apstrādāt iepriekš apdrukātus materiālus
Formēto izstrādājumu garuma, platuma un augstuma izmēri līdz 2,6 x 1,5 x 0,7 m
Ražošanas sagatavošanas posms 2-7 dienas
Iespēja ražot izstrādājumus nelielās partijās un vienā eksemplārā
Bezšuvju izstrādājumi
Iespēja izgatavot izstrādājumus, kuru redzamajai virsmai piemīt noteiktas īpašības (krāsa, reljefs, spīdums, izturība pret dažāda veida iedarbību utt.)
Iespēja pēc formēšanas veikt izstrādājumu ultraskaņas metināšanu
Ar termoformēšanas metodi iespējams apstrādāt jebkādas termoplastiskās plastmasas – caurspīdīgas, matētas, krāsainas.
Galvenie materiāli, kurus mēs izmantojam vakuumformēšanai (termoformēšanai), ir šādi:
PS
Standarta polistirols
SB, HIPS
Triecienizturīgs polistirols
OPS, BOPS
Orientēta polistirola loksne
ABS
ABS plastmasa
PVC
Polivinilhlorīds
PVC-U
Neplastificēts polivinilhlorīds
PVC-P
Plastificēts polivinilhlorīds
EPVC
Putu polivinilhlorīda loksne
HDPE
Augsta blīvuma polietilēns
PET
Polietilēntereftalāts
PETG
Polietilēntereftalāta glikols
LDPE
Zema blīvuma polietilēns
EPE
Putu polietilēna loksne
PP
Polipropilēns
PMMA
Polimetilmetakrilāts
PC
Polikarbonāts
Izmantojot vakuumformēšanas metodi, uzņēmums “Angars” var izgatavot dažādas konfigurācijas un jebkādas sarežģītības pakāpes izstrādājumus. Izstrādājumu piemēri:
Lai veiktu izstrādājuma formēšanu bieži vien ir nepieciešams iepriekš izveidot matricu vai sagatavot kombinētus matricas variantus, ņemot vērā izstrādājuma izmērus, formas sarežģītību (tā var būt praktiski jebkāda), plastmasas loksnes materiālu vai biezumu.
Plastmasas formēšanai paredzētās matricas izgatavošanas izmaksas ir atkarīgas no tās sarežģītības un nepieciešamajiem izejmateriāliem, tādēļ nelielām partijām parasti tiek izmantoti lētāki materiāli.