Какие типы изделий или формы подходят для процесса термоформования?

Термоформовка - это универсальная технология производства, при которой листы термопластика нагреваются и формуются в различные изделия под действием вакуума или давления, а затем охлаждаются для придания формы. Этот процесс славится своей экономичностью и эффективностью, что делает его основным в таких отраслях, как упаковка, автомобилестроение и бытовая техника. Однако его пригодность в значительной степени зависит от типов изделий и форм, которые он может эффективно производить.

Термоформовка идеально подходит для таких изделий, как упаковочные лотки¹, автомобильные панели²Вкладыши для приборов имеют относительно неглубокую форму, плавные изгибы и избегают острых углов и вырезов.

В этой статье мы рассмотрим распространенные продукты и формы, которые процветают благодаря термоформование³В этом руководстве вы узнаете, когда термоформование дает преимущества, изучите основные аспекты проектирования и сравните его с другими методами производства. Независимо от того, разрабатываете ли вы новый продукт или оптимизируете производство, это руководство покажет, в чем преимущества термоформования.

Какие изделия обычно изготавливаются с помощью термоформовки?

Термоформовка позволяет изготавливать легкие и прочные изделия с большой площадью поверхности, которые используются в самых разных отраслях промышленности. Приспособленность к тонким и толстым материалам делает ее оптимальной для применения в тех случаях, когда стоимость и скорость превышают необходимость в сверхточных допусках.

К числу распространенных термоформованных изделий относятся упаковочные лотки, автомобильные внутренние панели⁴В результате процесс позволяет эффективно обрабатывать большие и неглубокие конструкции, а также вкладыши для холодильников и корпуса медицинских приборов.

Тип продукта	Промышленность	Примечания
Упаковочные лотки	Продукты питания, электроника	Тонкий калибр, одноразовый
Автомобильные панели	Транспорт	Прочная и долговечная толстостенная лента
Вкладыши для приборов	Бытовая техника	Жаропрочный, большой
Медицинские гильзы	Здравоохранение	Стерильный, точный

Упаковочные лотки

В производстве упаковочных лотков, блистерных упаковок и ракушек, как правило, используются тонколистовые материалы (менее 0,060 дюйма). Эти изделия идеально подходят для крупносерийного, одноразового применения в пищевой промышленности и электронике, обеспечивая быстрое производство и минимальный расход материалов. Такие компании, как Amcor Используйте термоформовку для изготовления индивидуальных защитных упаковок.

Автомобильные панели интерьера

В автомобильной промышленности термоформовка позволяет изготавливать такие детали интерьера, как дверные панели и крышки приборных панелей. толстолистовая сталь⁵ (более 0,060 дюйма). Эти детали требуют долговечности и эстетики, часто дополняемой формование под давлением⁶ для получения детальных текстур. Faurecia использует этот процесс для создания легких и прочных панелей, соответствующих строгим стандартам.

Вкладыши для приборов

Термоформовка позволяет производить бесшовные вкладыши для холодильников и печей, используя такие материалы, как ABS, для обеспечения термостойкости и изоляции. Ключевым преимуществом этой технологии является возможность экономически эффективно формировать большие цельные компоненты. Whirlpool использует этот метод для эффективного производства бытовой техники.

Корпуса для медицинских изделий

В здравоохранении термоформовка позволяет создавать точные, стерильные корпуса и лотки из таких материалов, как PETG. Его совместимость с процессами стерилизации делает его неоценимым. Тек Пак специализируется на таких решениях, обеспечивая функциональность и безопасность.

Какие формы подходят для термоформовки?

Формы, лучше всего подходящие для термоформования, связаны с тем, что этот процесс основан на растягивании плоского листа над или в пресс-форме. Геометрические ограничения, такие как глубина, углы и кривизна, играют решающую роль в определении целесообразности.

Для термоформовки подходят относительно неглубокие формы с пологими изгибами, а соотношение сторон до 3:1⁷, и углы осадки 1,5-5 градусов⁸ чтобы обеспечить легкое освобождение формы.

Коэффициент извлечения

Коэффициент вытяжки - площадь поверхности формы, деленная на площадь исходного листа, - в идеале не должен превышать 3:1. Это означает, что глубина детали не должна превышать ее ширину более чем в три раза, чтобы избежать чрезмерного утонения. Например, лоток глубиной 6 дюймов должен иметь ширину не менее 2 дюймов.

Углы наклона

Углы сужения (1,5-5 градусов) сужают боковые стенки, чтобы облегчить извлечение детали из формы. Для более глубоких деталей требуются большие углы - например, для детали глубиной 4 дюйма может потребоваться 3 градуса, а для мелкой - 1,5 градуса.

Избегайте острых углов и подрезов

Острые углы неравномерно истончают материал, а подрезы затрудняют освобождение формы. Предпочтительны большие радиусы и упрощенные конструкции, хотя подвижные части формы могут справиться с подрезами за дополнительную плату. Лоток с закругленными краями формируется лучше, чем лоток с острыми углами.

Сложные формы с помощью прессования

В то время как вакуумная формовка подходит для простых форм, При формовании под давлением используется более высокое давление⁹ для детализированных, текстурированных деталей - например, автомобильных панелей с замысловатым рисунком. Ray Products эффективно демонстрирует эту способность.

Каковы конструктивные особенности термоформовки?

Успешное термоформование зависит от продуманности конструкции, чтобы сбалансировать технологичность и производительность. Этот процесс определяется ключевыми параметрами.

Основные конструктивные особенности термоформования включают поддержание коэффициента вытяжки до 3:1, обеспечение углов вытяжки 1,5-5 градусов и избегать острых углов и подрезов¹⁰.

Параметр конструкции	Рекомендуемое значение	Примечания
Коэффициент извлечения	До 3:1	Избегайте чрезмерного истончения
Углы наклона	1,5-5 градусов	Большие размеры для более глубоких характеристик
Радиус угла	≥ Толщина материала	Обеспечивает равномерное распределение
Undercuts	Избегайте или используйте подвижные сердечники	Увеличивает стоимость и сложность

Выбор материала

Такие материалы, как ПЭТ (для прозрачности упаковки), АБС (для ударопрочности) и ПП (для термостойкости), определяют форму и свойства. Выбор правильного материала согласуется с потребностями продукта.

Толщина стенок

В растянутых зонах происходит утончение, поэтому, начиная с более толстого листа (например, 0,125 дюйма для конечной толщины 0,060 дюйма) или добавляя ребра жесткости, можно добиться прочности без избытка материала.

Допуски

При допусках около ±0,020 дюйма термоформовка подходит для менее точных применений. Более жесткие спецификации могут потребовать дополнительной обработки, как это наблюдается в некоторых медицинских корпусах.

Чем термоформовка отличается от других производственных процессов?

Сильные и слабые стороны термоформования становятся очевидными при сравнении с такими альтернативами, как литье под давлением и выдувное формование.

Термоформование предлагает снижение затрат на оснастку¹¹ и ускоренные сроки выполнения заказа¹² чем литье под давлением, но менее точен и не подходит для сложных или полых деталей.

Термоформование по сравнению с литьем под давлением

• Затраты на оснастку: Оснастка для термоформования на 50-90% дешевле - $10 000 против $100 000 для большой панели.

• Сроки выполнения: Недели против месяцев на создание инструмента.

• Точность: Литье под давлением выигрывает в случае жестких допусков и сложности.

• Использование материала: Термоформование отлично подходит для изготовления больших тонкостенных деталей.

Термоформование и выдувное формование

• Геометрия: Выдувное формование подходит для полых изделий (например, бутылок), а термоформование - для открытых, неглубоких деталей.

• Эффективность: Термоформовка лучше справляется с большими деталями.

• Скорость: Оба способа быстры, но термоформовка лучше подходит для плоских конструкций.

Заключение

Термоформование для производства крупные и легкие детали¹³ например, упаковочные лотки, автомобильные панели и вкладыши для приборов, особенно в малых и средних объемах. Его экономичность и скорость делают его одним из лучших, хотя он менее пригоден для сложных, точных или полых конструкций. Освоив подходящие изделия, формы и конструктивные особенности, вы сможете использовать весь его потенциал.