Termoformowanie próżniowe jest procesem technologicznym, podczas którego z zamocowanych w specjalnych ramach płaskich płyt podgrzanych do określonej temperatury charakterystycznej dla danego termoplastycznego tworzywa sztucznego- formuje się wyroby o określonych kształtach.
Formowanie pożądanego kształtu przeprowadza się w momencie, kiedy tworzywo jest w stanie wysokoelastycznym. Pomiędzy rozgrzaną płytą a narzędziem (formą) wytwarzane jest podciśnienie, a pod wpływem ciśnienia zewnętrznego następuje odkształcenie odwzorowujące kształt formy.
Ostatnim etapem procesu jest utrwalenie uzyskanego kształtu w trakcie chłodzenia i jego obróbka mechaniczna w celu nadania ostatecznego kształtu. Proces termoformowania próżniowego jest bardzo popularnym sposobem produkcji opakowań z tworzyw sztucznych oraz elementów średnio i wielkogabarytowych. Termoformowanie próżniowe jest doskonałą alternatywą dla procesu wtrysku szczególnie w przypadku konieczności wykonania produkcji średnioseryjnej gdzie pozwala na znaczącą redukcję kosztów i skrócenie czasu wykonania. W zależności od geometrii elementu, jego przewidzianej funkcji oraz wymagań odnośnie rozkładu grubości ścianek i estetyki. W Geo Globe Polska wykorzystujemy kilka metod termoformowania próżniowego:
a) formowanie pozytywowe
b) formowanie negatywowego
c) formowanie pozytywowo-negatywowe
d) formowanie obustronne w dwóch formach
e) formowanie próżniowo ciśnieniowe
f) formowanie dwupłytowe (TWIN SHEET)
Czym jest formowanie pozytywowe?
W przypadku próżniowego formowania pozytywowego gniazdo formy jest wypukłe.
W pierwszej fazie następuje wstępne rozciągnięcie materiału znajdującego się w stanie wysokoelastycznym i umocowanego na krawędziach komory ciśnieniowo-próżniowej, w drugiej fazie gniazdo formy przesuwa się w kierunku prostopadłym do materiału do momentu wstępnego pokrycia go przez materiał. Dokładne uformowanie wytwarzanego przedmiotu następuje pod wpływem różnicy ciśnień po obu stronach materiału, spowodowanej szybkim usunięciem powietrza przez kanały z przestrzeni między materiałem i gniazdem.
Formowanie negatywowe
Materiał (płyta) w stanie wysoko-elastycznym zamknięty jest pomiędzy ramami górną i dolną, forma z wklęsłym gniazdem przesuwana jest w kierunku dolnej ramy aż do momentu uszczelnienia. Szybkie usunięcie powietrza z gniazda przez kanał wytwarza różnicę ciśnień po obu stronach materiału, która powoduje odkształcenie materiału odwzorowujące kształt formy.
Formowanie pozytywowo-negatywowe
Materiał w stanie wysoko-elastycznym zamknięty jest pomiędzy ramami górną i dolną, następuje wstępny rozdmuch materiału, balon jest odwracany do dołu przez stempel, forma przesuwana jest w kierunku dolnej ramy aż do momentu uszczelnienia, załączana jest pompa próżniowa, która usuwa powietrze spomiędzy materiału i formy, po określonym czasie chłodzenia następuje odjazd stempla i odformowanie elementu.
Termoformowanie obustronne w dwóch formach
Termoformowanie obustronne według technologii opracowanej przez GGP realizowane jest poprzez zastosowanie drugiej formy zamocowanej do stempla poruszanego za pomocą serwomotorów.
Płyta będąca w stanie wysoko-elastycznym zamknięty jest pomiędzy ramami górną i dolną, następuje wstępny rozdmuch materiału, balon jest odwracany do dołu przez górna formę zamocowana do stempla, dolna forma przesuwana jest w kierunku dolnej ramy aż do momentu uszczelnienia, górna forma wciska materiał w dolną formę, Pompa próżniowa usuwa powietrze spomiędzy materiału i obu form przez kanały próżniowe, a po określonym czasie chłodzenia następuje odjazd stempla i odformowanie elementu.
Formowanie ciśnieniowo-próżniowe
Termoformowanie próżniowo-ciśnieniowe według technologii opracowanej przez GGP realizowane jest poprzez zastosowanie stempla poruszanego za pomocą serwonapędów.
Znajduje zastosowanie przy formowaniu elementów o skomplikowanej geometrii, w szczególności o małych promieniach krzywizny.
Ogrzany materiał termoplastyczny, będący w stanie wysoko-elastycznym zamknięty jest pomiędzy ramami górną i dolną, forma przesuwana jest w kierunku dolnej ramy aż do momentu uszczelnienia, stempel wciska materiał w formę, załączana jest pompa próżniowa, która usuwa powietrze spomiędzy materiału i dolnej formy przez kanały odpowietrzające, do górnej formy doprowadzane jest sprężone powietrze wspomagające odwzorowane gniazda formy przez materiał. Po określonym czasie chłodzenia następuje odjazd stempla i odformowanie.
Termoformowanie dwupłytowe (twin sheet) pozwala na uformowanie i zgrzanie dwóch płyt podczas jednego procesu termoformowania.
W tej metodzie obie płyty nagrzewane są do stanu wysokoelastycznego. Zgrzewanie arkuszy następuje po ściśnięciu płyt przez obie formy. Szybkie usunięcie powietrza spomiędzy materiału i obu form przez kanały próżniowe wytwarza różnicę ciśnień po obu stronach materiałów, która powoduje odkształcenie materiałów odwzorowujące kształt form.
Proces termoformowania próżniowego
W zależności od wymagań stawianych produktom (oczekiwana cena, tolerancje geometryczne, wytrzymałość mechaniczna, odporność chemiczna, odporność na starzenie atmosferyczne, transparentność) w procesie wykonywania usługi termoformowania próżniowego wykorzystywane są płyty wytłaczane z różnych tworzyw termoplastycznych. Niektóre tworzywa termoplastyczne wymagają wstępnego suszenia przed operacją przetwórstwa. Należą do nich: ABS, ASA, PMMA, PA, PC i PET. Temperatura i czas suszenia zależą od rodzaju i grubości tworzywa.
Dodatkowo istnieje możliwość zabezpieczania powierzchni zewnętrznej termoformowanych płyt folią ochronną, usuwaną dopiero po montażu gotowego wyrobu w docelowym miejscu.
W zależności od przeznaczenia płyty mogą zawierać dodatki uniepalniające, zwiększające przewodność lub dodatki antybakteryjne w zewnętrznej warstwie płyt z których formowane są elementy sanitarne.
Znaczącą zaletą tej technologii jest możliwość wykorzystywania wysokojakościowych płyt koekstrudowanych, których rdzeń wytworzony jest z recyklatów a powierzchnie widoczne po termoformowaniu z materiałów oryginalnych barwionych na żądany kolor i odpornych na działanie czynników środowiskowych.
