Termoformowanie to technika formowania tworzyw sztucznych, dzięki której powstają różne produkty o wysokiej użyteczności.

Ma niezliczoną ilość zastosowań i może być wykorzystywane w wielu różnych branżach.

W tym artykule przedstawiliśmy wszelkie niezbędne informacje, które należy wiedzieć o termoformowaniu. Oto czego się dowiesz:

  • Czym jest termoformowanie?
  • Jak działa termoformowanie?
  • Jak wygląda proces termoformowania?
  • Jakie są wady i zalety termoformowania?
  • Gdzie znajdziesz wyroby termoformowane?
  • Z czego składa się maszyna do termoformowania?

A oto nasze małe ABC Termoformowania:

Czym Jest Termoformowanie?

Termoformowanie to proces produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych. Polegający na ogrzewaniu arkusza tworzywa termoplastycznego do temperatury uplastyczniania.

Arkusz jest rozciągany na jednostronnej formie, a następnie manipulowany. Po ostygnięciu uzyskuje się pożądany kształt.

Wszystkie istotne elementy procesu termoformowania znajdziesz w dalszej części niniejszego wpisu.

Zalety Termoformowania

Termoformowanie ma sporo zalet, które sprawiają, że jest to o wiele korzystniejszy proces niż inne rodzaje formowania.

Niewątpliwie jedną z zalet termoformowania jest to, że w łatwy sposób można je dostosować do potrzeb projektowych klienta.

Dzięki szybkiemu czasowi realizacji może być wykorzystywane do wysyłek w ostatniej chwili czy jako szybki sposób na opracowanie prototypu.

Jest to również stosunkowo tani sposób produkcji. Materiały są zoptymalizowane pod kątem efektywności kosztowej. Na rynku dostępne są formy wielokrotnego użytku, które zwiększają wydajność produkcji.

Sam proces termoformowania jest przeprowadzany w najniższej temperaturze, dzięki czemu wymaga mniejszych nakładów finansowych.

Termoformowanie pozwala na dużą elastyczność w kwestii wytwarzanych produktów. Tworzywa sztuczne można barwić i malować, mają bogaty asortyment, co pozwala na dostosowanie ich do potrzeb klienta.

Co ciekawe tworzywa termoplastyczne nadają się również do recyklingu.

Wady Termoformowania

Nie ma rozwiązań idealnych… Chociaż termoformowanie niewątpliwie ma wiele zalet, to posiada także kilka wad….

Jedną z wad termoformowania są wysokie ceny maszyn oraz surowców – płyt i folii.  

Podczas termoformowania wytwarza się sporo odpadów postprodukcyjnych przy obcinaniu, których nie da się bezpośrednio wykorzystać w tej technologii. 

Kolejnym minusem jest to, że każdy element wymaga przycinania, co wydłuża czas trwania całego procesu.

Gdzie Znajdziemy Wyroby Termoformowane?

Często nie zdajemy sobie sprawy, jak wiele produktów termoformowanych otacza nas w codziennym życiu… 

Dzięki temu, że można wykorzystać arkusze o różnej grubości, termoformowanie nadaje się zarówno do produkcji zabawek, jak i trwałych elementów w samochodzie.

Za pomocą metody termoformowania przy użyciu cienkich arkuszy tworzyw termoplastycznych formowane są np. kubki, pokrywki, tacki, obudowy w branży beauty i medycznej itd.

Natomiast grubsze arkusze mają swoje zastosowanie w produkcji drzwi samochodowych, paneli rozdzielczych, karoserii i wnętrz w ciągnikach rolniczych, czy maszynach budowlanych.

Jak Działa Termoformowanie?

Termoformowanie uznawane jest za tzw. technologię czystą.

Pomieszczenia, w których wykonuje się takie procesy powinny posiadać podłogę wymalowaną farbą antystatyczną. Dzięki czemu możliwe będzie utrzymanie odpowiedniej czystości pomieszczenia produkcyjnego. 
W takich pomieszczeniach nie powinny odbywać się prace wytwarzające pył oraz inne zanieczyszczenia, które mogłyby się przykleić do materiału lub formy. W wyniku czego możemy otrzymać tzw. skazę na wyrobie/produkcie.

A tego zdecydowanie chcielibyśmy uniknąć…

Jak Wygląda Proces?

Na początku należy uruchomić maszynę i włączyć grzanie pieców w celu uzyskania odpowiedniej temperatury.

Po osiągnięciu odpowiedniej temperatury operator bądź podajnik (system do automatycznego załadunku materiału) umieszcza płytę termoformowaną na uszczelkach okna, którą dociskamy ramką dociskową.

Rama dociskowa często jest wyposażona w „ząbki”, w celu lepszego przytrzymania materiału podczas procesu termicznego.

W kolejnym etapie następuje grzanie materiału poprzez piec górny lub oba piece. Proces ten trwa do momentu osiągnięcia temperatury wskazanej w kartach technicznych materiału oraz wskazaniach pirometru grzania

Po osiągnięciu wskazanej temperatury piece wracają do pozycji początkowej, po czym może wystąpić rozdmuch materiału. Mający na celu równe rozciągnięcie materiału, w zależności od wysokości detalu termoformowanego.

Następnie do góry wyjeżdża stół z formą, na którym układa się „rozgrzany” materiał. Mając już formę pokrytą materiałem termoplastycznym, uruchamiana jest próżnia, która pozwala na pociągnięcie/ukształtowanie materiału na formie. 

Teraz zostało już tylko schłodzić detal do około 50-70 stopni. Gdy uzyskamy taką temperaturę, otrzymujemy gotowy wyrób do dalszej obróbki mechanicznej CNC i klejenia elementów mocujących lub wzmocnień.

Z Czego Składa Się Maszyna Do Termoformowania?

Maszyny do termoformowania mogą składać się z różnych konfiguracji wyposażenia w zależności od specyfikacji produkcji oraz „trudności detalu”. 

Zacznijmy od opisania najprostszej wersji maszyny do termoformowania, w której skład wchodzą następujące elementy:

1) Konstrukcja stalowa o wymiarach uzależnionych od wymagań klienta, do której mocowane są pozostałe elementy.

2) System chłodzenia – wyróżniamy:

  • Wentylatory pobierające powietrze znad konstrukcji maszyny, kierują podmuch z wentylatorów na wyrób. Często użytkownicy maszyn łączą wentylatory z rurami doprowadzonymi np. do piwnic. Ma to na celu schłodzenie detalu zimniejszym powietrzem, dzięki czemu skracamy proces cyklu termoformowania.
  • System centralnego chłodzenia – coraz bardziej popularne rozwiązanie w nowszych maszynach, które pozwala uzyskać stały proces chłodzenia detalu.

3) Piece grzewcze – rozróżniamy dwa piece tzn. piec górny i piec dolny. Występuje w nich kilka promienników ciepła tj.:

  • grzałki kwarcowe,
  • grzałki ceramiczne,
  • grzałki halogenowe.

Więcej informacji o zaletach i wadach grzałek znajdziesz w tym artykule (kliknij).

4) „Okno” – element ograniczający wymiar detalu i materiału termoformowanego. Okna przeważnie są wykonywane pod wymiar każdego detalu termoformowanego w celu optymalizacji odpadu produkcyjnego (co wiąże się z obniżeniem kosztów produkcji).

5) „Stół” – stalowa konstrukcja, wyposażona w gniazda mocujące formę do termoformowania. Stół jest ruchomy, z możliwością ustawienia skoku w zależności od wysokości termoformowanego detalu, jak i możliwości maszyny.

6) „Forma do termoformowania” – umieszczana na stole maszyny oraz mocowana w gniazdach stołu. Formy mogą być wykonane z takich materiałów jak:

  • formy żywiczne,
  • klejone bloki mdf,
  • bloki modelarskie,
  • formy aluminiowe.

7) „Rama dociskowa”– rama pionowa dociskająca materiał do okna w celu uzyskania szczelnej komory próżniowej. Chroni materiał przed opadnięciem na piece podczas procesu grzania.

8) Pompa próżniowa – niezbędna do prawidłowego procesu termoformowania. Dzięki próżni otrzymamy idealnie dociągnięty materiał do formy. Co jest równoznaczne z idealnie odwzorowanym detalem.

9) System ruchomych elementów – ruch takich elementów jak np. piece, czy stół jest możliwy dzięki siłownikom pneumatycznym lub coraz bardziej popularnemu serwonapędowi. Serwonapęd pozwala uzyskać większą precyzję ruchomych elementów konstrukcyjnych oraz przyspieszają ruch maszyny (dzięki czemu przyspieszamy także proces termoformowania).       

10) Pozostałe elementy wyposażenia zależą od specyfikacji produkcji oraz wymagań osoby zamawiającej maszynę.

Pytanie do Ciebie

Mamy nadzieję, że nasz artykuł okazał się dla Ciebie pomocny i że dzięki niemu jeszcze lepiej poznałeś technologię termoformowania.

Na koniec szybkie pytanie: Czy według Ciebie termoformowanie jest dobrą alternatywą dla procesu laminowania?

Koniecznie daj znać w komentarzu.

P.S. Odpowiedź na to pytanie znajdziesz w tym artykule (kliknij)