Termoformning er en kraftfuld teknik til fremstilling af detaljerede, højpræcise forme, emballageløsninger, produkthylstre og meget mere. Industrier over hele linjen - fra forbrugsgoder til bilindustrien - gør god brug af denne teknologi.
Termoformningsmaskiner i industriel kvalitet har traditionelt været uoverkommeligt store og dyre, hvilket har begrænset SMV'ers adgang til teknologien. Nu kan trykformnings- og vakuumformningssystemer i skrivebordsstørrelse, som f.eks. Maykuved at ændre termoformningslandskabet.
I denne artikel undersøger vi, hvordan termoformning fungerer, hvad det bruges til, og hvordan du kan bringe tryk- og vakuumformning på industrielt niveau til din virksomhed.
Hvad er termoformning?
Termoformning er en familie af industrielle fremstillingsteknikker. I alle termoformningsmetoder opvarmes en plastplade, indtil den bliver bøjelig. Pladen formes og kontureres derefter ved hjælp af en støbeform til et slutprodukt.
Uanset om der bruges tryk eller vakuum, er termoformningsprocessen relativt hurtig og enkel, hvilket giver høj produktivitet og lave leveringstider. Den grundlæggende proces består af seks trin:
- Fastspænding: Termoformningsmaskinens operatør placerer en plastplade i materialerammen og klemmer den fast på plads.
- Opvarmning: Maskinen tilfører en passende mængde varme til plasten, indtil den bliver blød og bøjelig.
- Formning: Operatøren sænker det blødgjorte materialeark ned på en form og former det tæt på plads ved hjælp af stærkt tryk eller vakuumsugning.
- Afkøling: Når emnet er helt formet, skal operatøren lade plastpladen køle af for at undgå deformation. Ventilatorer eller vandtåge kan lejlighedsvis bruges til at afkøle emnet hurtigere.
- Frigørelse: Når emnet er helt afkølet, hæver operatøren materialerammen og fjerner formen og emnet fra maskinen.
- Trimning: Operatøren trimmer overskydende plast af den endelige del og udfører potentielle efterbehandlingstrin, såsom slibning, maling eller coating.
Termoformning: Trykformning vs. vakuumformning
Som vi nævnte, er termoformning et paraplybegreb, der dækker over flere forskellige teknologier. De mest almindelige af dem er tryk- og vakuumformning.
Trykformning, som navnet antyder, bruger højt tryk til at tvinge den opvarmede plastplade på plads over formen. Trykformningsmaskiner, som f.eks. Mayku Multiplierkan producere plastemner med en meget høj detaljekvalitet, der kan sammenlignes med sprøjtestøbning. På grund af det intense tryk, Trykformning skabe komplekse geometrier og indviklede detaljer.
Vakuumformning er afhængig af kraftige vakuumpumper til at suge plastpladen hen over formen. Vakuummet er generelt ikke så stærkt som lufttryk, hvilket betyder, at teknologien ikke kan producere lige så detaljerede dele eller arbejde med lige så tykke plastplader som trykformning. Men vakuumformningsmaskiner - som f.eks. Mayku Formbox - ofte billigere og er stadig en fremragende mulighed for at producere emballagematerialer og udstyrskomponenter af høj kvalitet.
En anden forskel mellem tryk- og vakuumformning ligger i de typer af forme, de bruger. Termoformningsprocesser kan udføres ved hjælp af to typer forme:
- Positive forme, også kaldet "han"-forme, har konvekse og fremspringende former. Med disse forme er det den side af plastpladen, der er i kontakt med formen, som danner det endelige emnes indre dimensioner. Positive forme er mere almindelige ved vakuumformning, hvor indviklede detaljer ikke er så vigtige.
- Negative støbeformeeller "hun"-forme, er konkave. Plastpladens kontaktflade danner det resulterende emnes ydre dimensioner med denne type form. Negative forme er typiske for trykformning, da de gør det muligt for teknologien at få mest muligt ud af sin høje detaljekvalitet.
Fordele og begrænsninger ved termoformning
Men hvorfor skulle din produktionsvirksomhed interessere sig for termoformning - uanset om det er tryk- eller vakuumformning? Begge teknologier giver virksomhederne betydelige fordele, hvoraf de vigtigste er:
- Prisbillig produktion af små partier: Termoformning er meget mere overkommelig og omkostningseffektiv til produktion af små mængder (~300 enheder årligt) af produkter og komponenter end f.eks. sprøjtestøbning.
- Korte leveringstider: Termoformning kan tilbyde op til to gange hurtigere gennemløbstider end sprøjtestøbning. Du kan forbedre leveringstiden endnu mere med en in-house termoformningsmaskine, som f.eks. Mayku Multiplier trykformer, og en 3D-printer til produktion af forme.
- Materialeudvalg til støbeforme: Formene til termoformning kan fremstilles af mange forskellige materialer, fra 3D-printet plast og harpiks til simpelt træ. Denne fleksibilitet giver dig mulighed for hurtigt at producere passende forme uden store omkostninger eller leveringstider.
- Repeterbarhed: Det er meget usandsynligt, at termoformning vil beskadige passende valgte forme, hvilket fører til høj dimensionel nøjagtighed og gentagelighed mellem dele.
- Fødevaresikkerhed og biokompatible dele: Producenter kan bruge termoformning til at fremstille dele og beholdere af fødevarekvalitet og medicinsk kvalitet med materialer såsom PETg.
Især trykformning har også de ekstra fordele ved ekstrem detaljeringsgrad og præcis tolerance (med negative forme). Trykformning kan også håndtere tykkere materialer end vakuumformning, op til 5 mm i tykkelse.
Men enhver teknologi har sine begrænsninger. Vakuumformning har geometriske begrænsninger, som heldigvis kan løses ved hjælp af trykformning.
Alle termoformningsteknologier lider dog under lav omkostningseffektivitet ved store produktionsserier. Sprøjtestøbning bliver mere overkommelig, når vi begynder at tale om tusindvis af dele.
Anvendelse af termoformning og applikationer
Termoformning er en alsidig fremstillingsteknik, og mange industrier har taget den i brug til forskellige formål. Generelt er den største forskel mellem tryk- og vakuumformning det ønskede detaljeniveau. Trykformning er bedst, hvor der kræves mange detaljer og tolerancer, mens vakuumformning er ideel til omkostningseffektiv produktion af mindre detaljerede emner.
Når det er sagt, bruges de to teknologier på meget lignende måder. Lad os se på de mest almindelige termoformningsanvendelser.
Bilindustrien bruger termoformning i stor skala (både tryk og vakuum) til at fremstille hele karrosserikomponenter, fra kofangere til sæderammer. Mindre maskiner bruges til at fremstille indvendige dele, f.eks. paneler til instrumentbrættet, og prototyper til testformål.
Mange generelle industriproducenter bruger vakuumformning til at fremstille tætsiddende, sikre beholderindsatser til følsomme dele. Trykformning er derimod meget populært til komplicerede produkter, der skal kunne tåle at blive udsat for udendørs vejr, som f.eks. reklameskilte i akryl.
Forbrugsvarer
Hvis du nogensinde har købt et produkt med formtilpasset emballage, er det sandsynligvis produceret med termoformning. Vakuumformning er det oplagte valg til emballage til forbrugsvarer, fra produkter til personlig pleje og makeup til den fineste elektronik og smarte enheder. Trykformning bruges ofte til mere detaljerede produkter som legetøj og sportsudstyr.
Fødevareprodukter
Da det er kompatibelt med fødevaregodkendt plast, bruges termoformning ofte til at producere pakker til fødevarer. De fleste emballagebakker, æggebakker, frugtbeholdere og andre tynde emballager fremstilles med termoformning.
Vakuumformning bruges i vid udstrækning til at producere emballage til medicinsk udstyr, mens trykformning er en almindelig metode til selve udstyret. Det er alt sammen takket være termoformningens kompatibilitet med antimikrobielle og biosikre materialer. Teknologierne producerer alt fra simple tabletpakker til karosseripaneler til avancerede MR-maskiner.
Vakuumformning på skrivebordet
Traditionelt har termoformning været forbeholdt store organisationer på grund af pris- og pladsbegrænsninger. Store industrielle termoformningsmaskiner kan koste hundredtusindvis af pund og kræve så meget gulvplads, at SMV'er kun kan drømme om at eje en.
I de senere år har dette mønster ændret sig. Gulvstående og senere stationære tryk- og vakuumformningsmaskiner har demokratiseret teknologien.
Disse prisbillige og kompakte maskiner, der koster mellem et par hundrede og et par tusinde pund, har gjort termoformning tilgængelig for selv små enmands-produktionsværksteder.
Et eksempel på et sådant brand er Mayku. Denne London-baserede virksomhed fremstiller tryk- og vakuumformningsudstyr, der gør det muligt for enhver virksomhed at bringe teknologien ind i deres egne faciliteter.
Mayku Multiplier er verdens første stationære trykformer. Denne industrielt orienterede maskine genererer et tryk på 60 psi - med en kraft på mere end 5 tons - for hurtigt og præcist at forme prototyper, emballage, forme, jigs og fixturer samt komponenter til slutbrug med en maksimal diameter på 400 mm på mindre end fem minutter.
Det høje tryk resulterer i en meget nøjagtig detaljekvalitet i industriel kvalitet. Kombineret med plastplader i teknisk og medicinsk kvalitet passer Multiplier godt til en lang række anvendelser.
Mayku Formbox er en kompakt, men kraftfuld vakuumformningsenhed i lille skala. Med en maksimal varmeeffekt på 340 °C er den i stand til at forme forme, beholdere og prototyper på 200 x 200 mm inden for to minutter. Ud over organisationer som Nike og NASA er Formbox en populær enhed blandt undervisere.
Bring vakuumet til din virksomhed
Producenter af desktop termoformningsmaskiner, som Mayku og andre, udjævner spillereglerne mellem små og store virksomheder. Engang var det forbeholdt store industrivirksomheder, men i dag kan stort set enhver virksomhed begynde at tryk- og vakuumforme dele in-house.
Fordelene ved teknologien er ubestridelige. Selv en lille håndværksvirksomhed kan hurtigt og billigt producere sikre, unikke emballagebakker til at holde fine håndlavede produkter intakte under forsendelsen.
Alligevel gør termoformningens alsidighed den lige så velegnet til mellemstore - eller endda store - virksomheder. Omkostningsbesparelserne og de hurtige leveringstider muliggør hurtig prototyping, hvilket reducerer time-to-market. I mellemtiden kan in-house produktion af små mængder hjælpe organisationer med at reducere de faste omkostninger ved outsourcing.
Termoformning fungerer også godt sammen med andre desktop-fremstillingsmetoder. Det er muligt at 3D-printe komplicerede, holdbare forme ved hjælp af materialer som PLA. Disse komponenter kan bearbejdes yderligere med stationære CNC-maskiner for at sikre ekstrem dimensionsnøjagtighed.
Termoformning åbner op for en hel verden af nye forretningsmuligheder. Takket være kompakte og prisbillige stationære enheder er denne produktionsteknologi nu mere tilgængelig end nogensinde.
Er du stadig i tvivl om, hvilket af vores produkter der er det rigtige for dig?
Lad os hjælpe dig!
Vil du vide mere om service- og supportprogrammer til 3D-print til din virksomhed? De venlige eksperter hos Solid Print3D er glade for at hjælpe! Ring til os på 01926 333 777 eller send os en e-mail på info@solidprint3d.co.uk.
Sådan fungerer det ...
- Diskuter din virksomheds behov med vores tekniske eksperter
- Få en rundvisning i de bedste produkter på vores hovedkontor, baseret på din interesse
- Sammen finder vi den bedste løsning til din virksomhed.
- Få printet dine prøver til vurdering, og se 3D-scanning i aktion
