Вакуумный насос для формовки пластика

Принцип производства изделий из пластика вакуумной формовкой заключается в придании листу пластмассы формы матрицы. Между разогретым листом и матрицей создается разреженная среда, которая способствует деформации пластика. В результате полимер плотно прилегает к поверхности формы и полностью повторяет ее рельеф. Технология применяется в основном для серийного производства, случаи изготовления единичной продукции встречаются редко. Это обусловлено необходимостью создания формы для определенного изделия, которая фактически входит его себестоимость. В случае массового тиража стоимость матрицы распределяется между всеми изделиями.

На конечную стоимость продукции, кроме особенностей производства, значительное влияние имеет исходный материал. Например, если купить АБС пластик для вакуумной формовки, изготовление одного кг изделий, по расходу и энергозатратам эквивалентно двум кг нефти. Стоимость данного материала зависит от марки и толщины листа. Например, лист толщиной 2 мм и размером 1*3 м будет стоить 1500 руб.

Кроме АБС для штамповки пригодны практически все термопластичные полимеры.

Продукция, изготовленная термическим формированием, используется в производстве:

• Узлов и деталей для автомобилей, самолетов, кораблей и космических аппаратов;
• Рекламной продукции;
• Форм для искусственного камня, тротуарной плитки, еврозаборов;
• Пищевой и упаковочной тары;
• Элементов декора;
• Блистерной упаковки;

Также при помощи этой технологии изготавливают одноразовую посуду, поддоны, объемные макеты местности, защитные кожухи, пластиковую фурнитуру, ванны, мойки, тазики, крышки ля унитазов и многое другое.

Обзор технологии производства

Из всех вариантов обработки полимерных материалов вакуумная формовка листового пластика – наиболее дешевый и быстрый. В процессе изготовления на заготовку достаточно воздействовать сравнительно не большим отрицательным давлением (-0,8 атм.), что не требует значительных энергозатрат. К тому же, сырье для производства поставляется в готовом виде (листы), что избавляет от организации процесса его подготовки.

Еще одно положительное качество этой технологии – сравнительно быстрый запуск в производство. Обычно на подготовку нужно 7-10 дней. Основное время затрачивается на изготовление формы и во многом зависит от ее сложности и материала, из которого она будет сделана.

Когда матрица готова ее размещают в машине вакуумной формовки, после чего возможен запуск производства.

Собственно, технологический процесс формирования изделий состоит из таких этапов:

• Фиксация пластикового листа между матрицей и нагревающими элементами;
• Прогрев заготовки и матрицы;
• Раздув листового полимера (в случае формования изделий с глубоким рельефом);
• К предварительно разогретой и раздутой заготовке поднимают рабочий стол с матрицей;
• Откачка воздуха из оставшихся пустот между пластиком и формой;
• Обдув изделия до полного его охлаждения;
• Съем пластикового изделия с поверхности матрицы;
• Финишная доработка готового продукта.

Это довольно поверхностное описание процесса. Для более глубокого понимания следует рассмотреть каждый из этапов более подробно.

Фиксация заготовки в зажимной раме

Предварительно очищенный полимерный лист зажимается в специальной раме станка. Усилие зажима зависит от конкретного материала и должно обеспечивать его надежную фиксацию. Одновременно с этим оно не должно быть избыточным, это может стать причиной повреждения готового изделия во время его извлечения.

Для вакуум-формовочного оборудования, работающего в автоматическом режиме необходимо правильно устанавливать соответствующие настройки. В случае с полуавтоматическими станками качество готовой продукции во многом зависит от квалификации оператора.

Рамка с пластиковым листом плотно прилегает к периметру рабочей поверхности, исключая попадание воздуха со стороны. Это делает возможным создание разреженной среды или избыточного давления, необходимого для корректировки провисания полимерного листа.

Предварительный нагрев заготовки

После фиксации листа к его верхней плоскости, которая расположена с противоположной от матрицы стороны, подводится нагревательный элемент. Данный процесс зависит от конструкции станка, но суть одна для всех вариантов – заготовка должна прогреться до необходимой температуры.

В качестве нагревательного элемента на современных вакуумно-формовочных станках принято использовать кварцевые лампы или инфракрасные излучатели. На более дешевых моделях применяют керамические нагреватели. Недостаток керамики в ее длительном нагреве и остывании, что не позволяет оперативно регулировать температуру.

По достижении необходимого состояния пластик становится более мягким и может начать провисать. Это фиксируется фотоэлементами станка и в случае обнаружения деформаций система будет их компенсировать, создавая избыточное давление между рабочим столом и листом.

Для достижения необходимой температуры в заданных областях заготовки, используется позонный прогрев. Параллельно с этим тепловое состояние заготовки контролируется в реальном времени пирометрами. В случае достижения критических значений температура оперативно корректируется системой станка.

В некоторых случаях необходим нагрев матрицы. Это исключает преждевременное остывание термопласта, предотвращая его истончение и возможное повреждение. Возникновение подобных дефектов особенно вероятно на участках матрицы с острыми углами.

Предварительное растяжение листа

После нагрева заготовки до необходимой температуры нагревательный элемент откатывается или поднимается (зависит от конструкции станка).

В случае изготовления деталей, имеющих сравнительно большую высоту и сложный рельеф, заготовку подвергают предварительному раздуву. Процесс обеспечивается избыточным давлением в герметичной камере и необходим для обеспечения равномерной толщины пластика на готовом продукте.

Вакуумное формование изделия

К нижней стороне заготовки поднимается рабочий стол с матрицей. На этом этапе лист пластика принимает приблизительную форму конечного изделия. Для правильного формообразования необходимо удалить весь воздух из пустот, образовавшихся на сложных участках рельефа. Это делается через технологические отверстия в матрице при помощи вакуумного насоса. В результате разогретый пластик равномерно прилегает к поверхности формы.

При штамповке деталей со сложной геометрией, а также если требуется высокая точность повторения формы, используют дополнительный прижимной элемент – пуансон. Данный элемент является обратной копией поверхности матрицы и обеспечивает необходимую точность и плотность прилегания.

Успешный результат данного процесса зависит от многих факторов. Например, недостаточно прогретый или не раздутый материал может повреждаться. Кроме повреждений могут наблюдаться местные утоньшения слоя пластика одновременно со сморщиванием на других участках.

Охлаждение изделия и извлечение из матрицы

По окончании формования пластик нужно остудить до температуры, не допускающей его усадку. В противном случае возможна фиксация заготовки на матрице. Съем в таком случае не возможен без повреждения детали.

Для более быстрого и контролируемого охлаждения используется обдув материала. Совместно с применением датчиков температуры поверхности заготовки можно обеспечить своевременное извлечение детали с поверхности матрицы.

Для облегчения процесса съема, через технологические отверстия в матрице подается воздух. Используются те же отверстия, которые служили для создания разреженной среды в процессе формования. После того как деталь немного отошла от матрицы, рабочий стол с формой опускается в начальное положение.

Окончательная обработка изделия

Лист с заготовкой извлекается из удерживающей рамы и направляется на финишную доработку. Данный этап подразумевает, как минимум, обрезку излишков пластика. В последствие заготовка может подвергаться разрезке, сверлению, фрезеровке или шлифовке.

Особенности используемого оборудования и материалов

Наиболее популярный для штамповки материал – АБС. Вакуумная формовка АБС пластика и его модификаций позволяет производить большинство изделий из всего ассортимента пластиковой продукции.

Кроме этого, используют следующие материалы:

• Акрил;
• Полистирол;
• Полипропилен;
• Поливинилхлорид (ПВХ);
• Поликарбонат;
• Полипропилен, а также многие другие.

Оборудование для формовки пластика

Все формовочные станки имеют схожую конструкцию и работают по одному принципу. Различия присутствуют в размерах рабочего пространства, нагревательных элементах, способе подачи листа и съема готовой продукции. Также есть варианты формовки с использованием пуансона (обратной матрицы). Этот способ используется для изготовления деталей с большей точностью.

Многие производители оборудования предлагают опциональную оснастку своих изделий. То есть функциональность формовочного станка может быть такой, какая необходима конкретному заказчику. Наиболее низкая цена оборудования с малым рабочим столом и без автоматической подачи заготовки. Например, стоимость станка с рабочим столом 400*500 мм – 100 000 – 150 000 рублей.

Также немалое значение имеет мощность вакуумного насоса, которым комплектуется станок. От этого зависит с каким материалом может работать то или иное оборудование. Имеется в виду толщина пластика, а также некоторые его виды, для качественной формовки которых необходимо значительное разрежение среды.

Основные узлы формовочного станка

Пресс для вакуумной формовки пластика включает в себя следующие элементы:

• Станина. В ней располагается в вакуумный насос блок управления. Также реализована система электроснабжения узлов станка.
• Система, создающая разреженную среду в камере для формования. Главный узел данной системы – вакуумный насос.
• Нагревательные элементы.
• Система датчиков для контроля за нагревом, охлаждением и положением заготовки.
• Узел, удерживающий пластиковую заготовку и обеспечивающий герметичное прилегание к периметру формовочной камеры.
• Рабочий стол, оснащенный подъемным механизмом.
• Система обдува, обеспечивающая равномерный прогрев и охлаждение детали.

Для запуска полноценного производства недостаточно купить станок для вакуумной формовки пластика, кроме него понадобится изготовить матрицу и возможно обратный прижимной профиль – пуансон. Выбор материала для этих деталей определяет сложность и глубину рельефа будущего изделия, а также количество циклов формовки. Наиболее подходящий материал для изготовления матрицы – алюминий и его сплавы.

Самостоятельное формование пластика

Вакуумная формовка пластика своими руками не возможна без соответствующего оборудования, которое можно купить или изготовить самостоятельно. Вариант покупки более прост, но станки для подобных работ стоят достаточно дорого.

Для сооружения небольшого станка понадобятся следующие материалы:

• Фанера, ОСБ, или в крайнем случае ДСП толщиной 16 мм;
• Строганный брус из дерева;
• Тонкая фанера (4 мм) или ДВП;
• Силиконовый герметик.

Для обеспечения нагрева понадобится духовка или небольшой обогреватель прямоугольной формы. По габаритам одного из этих нагревательных элементов нужно будет изготовить рабочую камеру для будущего станка.

Камера изготавливается из листового материала (фанера, ДСП, ОСБ), стыки при сборке необходимо промазывать герметиком, собираем на саморезы. Далее из бруса нужно сделать две рамки. Между ними будет зажиматься пластиковая заготовка. Рамки по длине и ширине должны соответствовать камере, при этом внутренний периметр рамок должен быть таким же, как и рабочий стол камеры.

На рабочем столе камеры необходимо насверлить множество отверстий для обеспечения равномерной выкачки воздуха (шаг в 3 см). В боковой стенке камеры делается отверстие для вакуумной системы. В самом крайнем случае для этих целей можно использовать бытовой пылесос.

Подобные самодельные станки можно использовать для ручного формования штучных изделий. Для более масштабного производства придется купить оборудование для вакуумной формовки пластика, обладающее необходимым функционалом.

Вакуумная формовка – это процесс, который основан на технологии подачи горячего воздуха, которая позволяет производить процесс формовки, причем делать это максимально качественно. Если смотреть на данный процесс со стороны, то он больше напоминает обычное производство определенных изделий и пластика, хотя на самом деле – это довольно сложный процесс, включающий в себя огромное количество нюансов.

Процесс формовки пластика происходит только в горячем состоянии, так как в других условиях, добиться уровня высокого вакуума попросту не получится. Не стоит также забывать о том, что процесс формовки, подразумевает постепенное понижение уровня давления внутри системы. Что позволяет значительно ускорить рабочий процесс и сделать его более эффективным.

Вакуумная формовка – это весьма распространенный процесс, который на данный момент активно используется как на больших производствах, так и в небольших масштабах, в зависимости от того, какие цели преследует пользователь.

Процесс вакуумной формовки, на первый взгляд очень сильно напоминает схему работы вытяжки. Первый этап обработки заключается в загрузке листового пластика, который находится под матрицей. После того, как матрица нагревается до определенной отметки температуры, пластик начинает плавно перенимать форму матрицы, создавая определенную фигуру. Важной деталью подобного процесса является высокий вакуум, при помощи которого удается доводить устройство до определенного уровня нагрева. Популярность вакуумной формовки на данный момент только возрастает и не удивительно, что такой процесс имеет как свои преимущества, так и недостатки. Преимущества вакуумной формовки:

• Легкость и низкая цена замены матрица
• Возможность использования пластика самой разной толщины
• Низкий уровень цен на дополнительное оборудование для работы
• Возможность ручной настройки формы, которую будет иметь пластик после обработки

Недостатки вакуумной формовки

• Скачки показателей производительности

Как видим, преимуществ в таких систем довольно много, в то время как недостаток всего лишь один. Заключается этот минус системы в том, что при долгой эксплуатации агрегата, диапазон его давления может немного меняться, из-за чего определенные элементы системы могут поддаваться перегреву. При желании, эту проблему можно быстро решить, докупив определенное оборудование, которое сможет справиться с надоедливым перегревом. Стоимость такого оборудования не столь высока, но что касается его установки, то в этом плане есть определенные сложности. На современном рынке, процесс формовки стал уже неотъемлемой частью многих предприятий. Главное в этом процессе – это качественное и надежное оборудование, которое позволит добиваться наиболее высоких показателей производительности. Выбрать качественную формовочную машину – довольно легко, стоит лишь следовать определенным советам, которые можно с легкостью найти на просторах интернета. В плане габаритов, можно подобрать себе практически любую установку. Производители формовочных машин позаботились о том, чтобы любой пользователь имел возможность купить себе установку, дабы он поместилась у него в нужном месте. На рабочем столе в свою очередь, сразу же устанавливаются определенные изделия, которые должны обязательно находиться на расстоянии друг от друга. Вакуумный ресивер – это еще один элемент, который играет большую роль в работе формовочного оборудования. Этот элемент предназначен по большей части для формовки материалов при помощи слабого давления. Немалую роль в этом играет и точечный контроль теплового поля, при помощи которого можно с легкостью. Высчитать и отрегулировать уровень нагрева материала в системе. На данный момент ценовая политика, таких устройств весьма сомнительная. Проявляется это в полном разнообразии цен, среди которых каждый пользователь сможет найти себе то устройство, которое подойдет ему и по цене и по характеристикам.

Вакуумная формовка пластиков

Вакуумная формовка пластика – это один из наиболее распространенных видов формовки, который вмещает в себе сразу несколько ключевых этапов, которые тесно связаны друг с другом.

Изделия, которые проходят процесс формовки, имеют самую разную форму, в то же время у них меняется химический состав, который играет одну из важнейших ролей. Не менее важным моментом является и возможность изменения габаритов, которые могут быть как маленькими, так и довольно большими. Процесс формовки пластика, позволяет создавать огромное количество видов изделий, которые впоследствии можно будет применять во множестве отраслей. К числу изделий можно отнести пластиковые подставки для товаров, ювелирные украшения и еще огромное количество подобных изделий. Кроме этого, процесс вакуумной формовки может быть полезным даже в строительной отрасли, так как там в некоторых случаях также требуется проведение подобной процедуры. Огромную роль процесс вакуумной формовки играет при изготовлении разного рода вывесок, оформления сооружений, украшения различными деталями интерьера и тому подобное. Формовка пластика – это процесс, который на данный момент играет очень большую роль при создании огромного количества изделий и не применяя этот метод, добиться успеха в этом направлении попросту не получится.

Вакуумные насосы для формовки

Вакуумный насос для формовки – это еще один ключевой элемент в процессе вакуумной формовки, без которого формовочная машина попросту не сможет функционировать. Принцип работы вакуумного насоса для формовки заключается в нескольких важнейших этапах, каждый из которых играет определенную роль и, убрав его из цепочки действий, добиться качественного результата формовки попросту не получится.

Главное предназначение вакуумного насоса – это создание вакуума внутри формовочной машины. Если же внутри вакуумной формовочной машины не будет присутствовать качественный вакуум, устройство попросту не сможет производить процесс формовки. Из этого мы можем сделать вывод, что роль вакуумного насоса для формовки в этом процессе очень велика и при покупке подобного агрегата, стоит обязательно учитывать тот факт, какой именно вакуумный насос в нем установлен. Стоимость такого вакуумного насоса сейчас варьируется в высоком ценовом сегменте, из-за чего позволить себе такое удовольствие сможет далеко не каждый. Но если попытаться найти какой-то бюджетный вариант, то можно вполне успешно задействовать его в процессе формовки.

Станки для вакуумной формовки

Роль станков в процессе вакуумной формовки на данный момент видна как никогда. По сути, произвести процесс вакуумной формовки без участия станков невозможно, из-за чего производители в некоторых случаях значительно завышают цену на подобные агрегаты, дабы заработать как можно больше денег.

Благо, на данный момент рынок переполнен подобными устройствами, которые можно найти практически везде. Среди всего ассортимента такой продукции, можно найти как бюджетные, так и по-настоящему дорогие установки. Главное – это выбрать тот тип станка, который подойдет под выполнение ваших задач, а дальше уже можно будет разбираться с его функционалом. Станки вакуумной формовки делятся на такие категории:

Первая категория чаще всего применяется на больших производствах, где требуется высокий уровень качества и быстрые темпы работы. Что касается второй категории, то она больше подходит пользователям, которые хотят производить процесс формовки в домашних условиях.

Формы для вакуумной формовки

Формы – это еще один элемент, который играет большую роль в процессе вакуумной формовки. При изготовлении изделий определенной формы, обязательно нужна сама форма, по которой будет производиться процесс изготовления. На данный момент, на рынке вакуумной продукции можно найти самые разные формы, среди которых можно подобрать то, что подойдет именно вам.

Что касается цен на такие формы, то на данный момент они могут быть совершенно разными. Начиная с дешевых форм, и заканчивая по-настоящему дорогими вариантами, которые в плане качества будут намного лучше.

Не нашли нужного вопроса/ответа? Напишите или позвоните и наш специалист обязательно ответит на него.

Вопросы по вакуумно-формовочному оборудованию (станкам) ООО «Лобас-НН»

1. Какие используются в вакуумно – формовочном станке (за 150 т.р.), элементы нагрева, какой компрессор и вакуумная камера. Какие у них рабочие параметры, какова эффективность? Если возможность замены этих элементов, если да, то на какие, каких марок и с какими параметрами?

• Элементы нагрева, используемые в станке — линейные галогеновые лампы накаливания мощностью 1000 Вт. Возможна установка кварцевых нагревательных элементов, металлических и керамических тэнов. Все зависит от целей и задач, которые нужно осуществить.
• Насос вакуумный типа ВВН 1-0,75 мощностью 2,2кВт устанавливается на формовочные столы до 2 м 2 , можно использовать и другие вакуумные насосы других марок, но цена этих насосов с такими же характеристиками будет дороже.
• Вакуумная камера (ресивер) устанавливается объемом 80-100 литров. Данный объем ресивера зависит от площади формовочного станка.

2. Во сколько обходится себестоимость производства одного изделия?

• Себестоимость изделия в каждом регионе разная, т.к. цена на сырье зависит от его доступности в том или ином населенном пункте. В среднем от 200-300 рублей за квадратный метр при использовании АБС пластика 1000х900 мм толщиной 2 мм.

3. Возможно ли увеличение рабочей площади?

• Рабочая площадь у столов разная и чаще всего неизменна. Все зависит от целей и задач.

4. Каков средний срок работы станка? Нужны ли пуско — наладочные работы? Если да то, сколько они стоят?

• Средний срок работы станка при правильной эксплуатации — 10 лет.
• Пуско-наладочные работы не нужны, т.к. элементная база, используемая в станке, простая и не вызывает сложностей во время старта.

5. Сколько потребляет станок в различных комплектациях, каков самый выгодный вариант для производства?

• В среднем станок потребляет на нагрев и формовку 1-2% от стоимости листа. Все зависит от типа нагревательных элементов.

• Для формования изделий из пластика можно использовать модели из МДФ, смолы, стеклотекстолита, различных металлов и др. материалов. Главное, чтобы они выдерживали большую температуру и держали геометрию при соприкосновении с нагретым пластиком.

7. Какова производительность станка при среднем объёме производства? Сколько производит станок форм в час?

• В среднем производительность станка от 5 до 15 изделий в час.

8. Сколько по времени он может работать, сколько затрачивается электроэнергии на час работы? Так же, сколько потребляет материала и какова средняя цена материала?