Plastmasas formēšanas un apstrādes jomā vakuuma formēšanas iekārtas tiek plaši izmantotas daudzās nozarēs, piemēram, iepakojumā, automobiļu interjerā, medicīnas ierīcēs un sadzīves tehnikas korpusos, pateicoties tā priekšrocībām – zemām izmaksām, augstajai efektivitātei un plašajam pielietojuma diapazonam. Lai uzlabotu ražošanas kvalitāti un efektivitāti, ir ļoti svarīgi apgūt tās tehniskās pamatzināšanas un zinātniski izvēlēties iekārtu izmērus. Šajā rakstā tiks vispusīgi sakārtotas profesionālās zināšanas par vakuumformēšanas iekārtām, ņemot vērā tehniskos principus, galvenos komponentus, izmēru izvēles galvenos faktorus un praktiskos ieteikumus.

1. Vakuuma formēšanas iekārtu tehniskie pamati

1.1. Pamatdarbības princips

Vakuuma formēšanas tehnoloģijas būtība ir process, kas izmanto "vakuuma sūkšanu" un "termoplastisko materiālu termiskās deformācijas īpašības", lai panāktu formēšanu. Tās pamatprocesu var apkopot četros galvenajos posmos: pirmkārt, piestipriniet lokšņu vai plākšņu -formas termoplastiskus materiālus (piemēram, PVC, ABS, PP, PET u.c.) uz iekārtas iespīlēšanas rāmja; pēc tam vienmērīgi silda plastmasas loksni caur apkures sistēmu, lai tā sasniegtu mīkstinātu viskoelastīgo stāvokli; pēc tam ievietojiet mīkstināto plastmasas loksni ar iepriekš izveidotu veidni, iedarbiniet vakuuma sistēmu, lai izvadītu gaisu starp loksni un veidni, un izmantojiet spiediena starpību starp atmosfēras spiedienu un vakuuma laukumu, lai plastmasas loksne cieši pieliptu veidnes virsmai, atkārtojot veidnes kontūru; visbeidzot, ātri atdzesējiet un izveidojiet izveidoto plastmasas daļu caur dzesēšanas sistēmu. Pēc tam, kad plastmasas daļa ir atdzesēta līdz noteiktai temperatūrai, atskrūvējiet iespīlēšanas rāmi un izņemiet plastmasas daļu, lai pabeigtu vienu formēšanas ciklu.

Salīdzinot ar tādiem procesiem kā iesmidzināšana un ekstrūzijas formēšana, vakuumformēšanai nav nepieciešama augstspiediena iesmidzināšanas sistēma, un veidņu struktūra ir vienkāršāka (galvenokārt vienas dobuma veidnes). Tāpēc investīcijas iekārtās un veidņu izmaksas ir zemākas, padarot to īpaši piemērotu mazo un vidējo -partijveida ražošanai un lielu plānsienu{4}}plastmasas detaļu apstrādei.

1.2. Galvenās sastāvdaļas un tehniskās prasības

Vakuuma formēšanas iekārtu veiktspēju galvenokārt nosaka tā galveno komponentu kvalitāte un atbilstības pakāpe. Katra komponenta tehniskie parametri tieši ietekmē formēšanas precizitāti, efektivitāti un produkta kvalifikācijas līmeni, kā norādīts tālāk:

Apkures sistēma: Tā kā galvenā ierīce plastmasas mīkstināšanai, tās galvenā tehniskā prasība ir "sildīšanas viendabīgums". Kopējās sildīšanas metodes ietver infrasarkano sildīšanas cauruļu sildīšanu, kvarca sildīšanas cauruļu sildīšanu un keramikas sildīšanas plākšņu sildīšanu. Augstas kvalitātes apkures sistēmai ir jābūt zonas temperatūras kontroles funkcijai (sildīšanas jaudu var regulēt atbilstoši dažādu plastmasas daļas apgabalu biezuma prasībām), ar sildīšanas temperatūras diapazonu parasti 0–400 grādi un stabilu sildīšanas ātrumu (parasti 5–10 grādi/s), lai izvairītos no plastmasas noārdīšanās, ko izraisa lokāla pārkaršana vai veidošanās traucējumi, ko izraisa vietēja nepietiekama mīkstināšana. Turklāt apkures zonas garumam jāatbilst iekārtas formēšanas platumam, lai nodrošinātu vienmērīgu visas loksnes platības apsildi.

Vakuuma sistēma: Tās galvenā funkcija ir ātri izvilkt gaisu starp loksni un veidni, lai izveidotu stabilu spiediena starpību. Galvenie tehniskie parametri ir "vakuuma pakāpe" un "vakuuma sūknēšanas ātrums". Vakuuma pakāpei parasti ir jāsasniedz -0,08–0,095 MPa (absolūtais spiediens 10–25 kPa), un vakuuma sūknēšanas ātrums ir jāpielāgo atbilstoši formēšanas laukumam. Piemēram, iekārtām ar formēšanas laukumu 1 ㎡ vakuuma sūknēšanas laiks jākontrolē 3–5 sekunžu laikā, lai izvairītos no plastmasas atdzišanas un sacietēšanas lēnas sūknēšanas dēļ, kas nevar ietilpt veidnē. Vakuuma sistēma galvenokārt sastāv no vakuuma sūkņa (rotācijas lāpstiņas tipa, ūdens gredzena tipa utt. Rotācijas lāpstiņas tipu parasti izmanto mazām un vidēja izmēra iekārtām, savukārt lielas iekārtas ir jāaprīko ar Roots vakuumsūkni, lai palielinātu sūknēšanas ātrumu), vakuuma cauruļvada, vakuuma vārsta un vakuuma mērītāja. Lai samazinātu spiediena zudumu, cauruļvada diametram jāatbilst vakuumsūkņa pārvietošanai.

Saspiešanas un kustības sistēma: Saspiedes rāmi izmanto, lai nostiprinātu plastmasas loksni, kurai jābūt ar pietiekamu saspiešanas spēku (lai novērstu loksnes pārvietošanos karsēšanas vai sūkšanas laikā), un rāmja plakanuma kļūdai jābūt mazākai vai vienādai ar 0,5 mm/m, lai novērstu deformāciju, ko izraisa nevienmērīgs loksnes spriegums. Kustības sistēma ietver sildīšanas rāmja pacelšanu, veidņu galda pacelšanas vai pārvietošanas mehānismu. Tās kustības precizitāte (atkārtota pozicionēšanas kļūda, kas ir mazāka par vai vienāda ar 0,1 mm) tieši ietekmē plastmasas detaļu izmēru konsistenci. To parasti darbina servomotors ar lodveida skrūves piedziņu, lai nodrošinātu stabilu un precīzu kustību.

Dzesēšanas sistēma: Tās mērķis ir ātri samazināt izveidotās plastmasas daļas temperatūru un saīsināt ražošanas ciklu. Dzesēšanas metodes tiek iedalītas veidnē-dzesēšanā (veidnē ir iebūvēti dzesēšanas ūdens kanāli un tiek ievadīts dzesēšanas ūdens) un gaisa dzesēšanā (vēsa gaisa iepūšana uz izveidoto plastmasas daļu). Lielām vai biezām{3}}sienām plastmasas detaļām ir jāpieņem-dzesēšana veidnē, un dzesēšanas laiks parasti veido 40–60% no formēšanas cikla. Dzesēšanas sistēmas dzesēšanas efektivitātei jāatbilst sildīšanas ātrumam, lai izvairītos no plastmasas daļas plaisāšanas pārāk ātras dzesēšanas dēļ vai samazinātas ražošanas efektivitātes pārāk lēnas dzesēšanas dēļ.

2. Vakuuma formēšanas iekārtu izmēru izvēles galvenie faktori

Vakuuma formēšanas iekārtu izmēru izvēle nav vienkārši "liela izmēra" sasniegšana, bet tā ir vispusīgi jāizvērtē, pamatojoties uz trim faktoriem: "produktu pieprasījums, ražošanas apstākļi un izmaksu {0}efektivitāte". Pamatā galvenā uzmanība tiek pievērsta šādiem pieciem faktoriem:

2.1. Veidoto plastmasas detaļu maksimālā specifikācija: serdes noteicošais faktors

Plastmasas daļas maksimālais garums, platums, augstums un biezums ir primārais pamats iekārtas izmēra izvēlei, un ir jāievēro princips "iekārtu veidošanas diapazons aptver maksimālo plastmasas daļas specifikāciju + rezervē saprātīgu dublēšanos":

Plaknes izmēru saskaņošana: Iekārtas "efektīvajam formēšanas laukumam" (ti, maksimālajam formēšanai pieejamajam laukumam iespīlēšanas rāmī) jābūt lielākam par plastmasas daļas maksimālo plaknes izmēru, parasti rezervējot 10–20% dublēšanu. Piemēram, ja plastmasas daļas maksimālais plaknes izmērs ir 1200 mm × 800 mm, iekārtas efektīvajam formēšanas laukumam jābūt vismaz 1320 mm × 880 mm. Rezervētā vieta tiek izmantota lokšņu iespīlēšanai un sekojošai apgriešanai. Jāņem vērā, ka “formēšanas laukums”, ko iezīmē iekārta, parasti ir saspiešanas rāmja kopējais izmērs, un faktiskajam efektīvajam formēšanas laukumam ir jāatskaita rāmja iespīlēšanas daļa (apmēram 50–100 mm katrā pusē). Modeļa izvēles laikā ražotājam jāapstiprina efektīvais formēšanas izmērs.

Augstuma un izmēra atbilstība: Plastmasas daļas maksimālajam augstumam (ti, attālumam no atskaites plaknes līdz augstākajam plastmasas daļas punktam) jāatbilst iekārtas "maksimālajam formēšanas dziļumam". Maksimālais vakuuma formēšanas dziļums parasti ir 1/3-1/2 no efektīvā formēšanas platuma (dziļu-dobumu veidošanas iekārtas var sasniegt 1/1,5). Piemēram, iekārtām, kuru efektīvais formēšanas platums ir 1500 mm, parastais formēšanas dziļums ir 500-750 mm, un dziļās dobuma iekārtas var sasniegt 1000 mm. Ja plastmasas daļas augstums ir 600 mm, jāizvēlas parastais aprīkojums ar efektīvo formēšanas platumu, kas lielāks par vai vienāds ar 1200 mm, vai dziļa dobuma iekārta ar mazāku platumu. Tajā pašā laikā jāņem vērā veidnes uzstādīšanas augstums, un iekārtas "veidnes galda maksimālajam pacelšanas gājienam" ir jāaptver veidnes augstuma un plastmasas daļas augstuma summa.

Biezuma pielāgošanās spēja: Dažādu izmēru aprīkojums ir piemērots dažāda biezuma plastmasas loksnēm. Mazs aprīkojums (efektīva formēšanas zona<1㎡) is usually suitable for thin sheets of 0.1-3mm, medium-sized equipment (1-3㎡) is suitable for sheets of 0.3-8mm, and large equipment (>3 ㎡) var būt piemērotas 1-15 mm biezām loksnēm. Ja plastmasas daļa ir veidota no 5 mm biezas ABS loksnes, jāizvēlas vidēja izmēra vai lielāka iekārta, lai izvairītos no formēšanas atteices, ko izraisa nepietiekama sildīšanas jauda vai mazo iekārtu savilkšanas spēks.

2.2. Ražošanas partijas un efektivitātes prasības: kas ietekmē izmēru un konfigurāciju

Ražošanas partija tieši nosaka iekārtas "izmēra specifikāciju" un "automatizācijas konfigurāciju". Jāizvairās no izmaksu izšķērdēšanas, ko rada "lielu iekārtu izmantošana mazām partijām" vai nepietiekamas efektivitātes, ko izraisa "mazu iekārtu izmantošana lielām partijām":

Maza -sērija (ikmēneša izlaide<1000 Pieces): ja plastmasas daļas izmērs ir mazs (piemēram, maza iepakojuma paplāte ar izmēru 300 mm × 200 mm), var izvēlēties nelielu manuālo vai pusautomātisko aprīkojumu (efektīvā formēšanas laukums 0,5{7}}1 ㎡). Iekārta ir maza izmēra un zemu izmaksu, un manuāla darbība var apmierināt pieprasījumu; ja plastmasas daļas izmērs ir liels (piemēram, liels reklāmas gaismas kastes apvalks ar izmēru 2000 mm × 1500 mm), jāizvēlas lielas pusautomātiskās iekārtas, kas aprīkotas ar vienkāršām veidnēm, lai līdzsvarotu izmaksas un ražošanas pieprasījumu.

Vidēja -partijražošana (mēneša izlaide 1000–10000 gab.): Ieteicams izvēlēties vidēja izmēra-pilnīgi automātisku aprīkojumu (efektīvā formēšanas zona 1-3㎡). Iekārtu var aprīkot ar automātiskās padeves, automātiskās demontāžas un automātiskās dzesēšanas sistēmām, saīsinot formēšanas ciklu līdz 10-30 sekundēm uz gabalu. Tajā pašā laikā iekārtu izmērs ir mērens, piemērots parasto ražošanas cehu izkārtojumam.

Large-batch Production (Monthly Output >10000 gab.): Large fully automatic production lines (effective forming area >3㎡), kas var izmantot vairāku-staciju izkārtojumu (apkure, formēšana, dzesēšana un demontāža tiek veikta vienlaikus dažādās stacijās), kas aprīkots ar automātisko malu apgriešanas aprīkojumu, un ražošanas efektivitāte tiek palielināta par vairāk nekā 30%. Pašlaik, lai gan aprīkojuma apjoms ir liels, vienības izmaksas var amortizēt, veicot liela mēroga-ražošanu, un darbnīcas garums (parasti 10–15 m) un platums (5–8 m) ir jāplāno iepriekš.

2.3. Ražošanas vietas apstākļi: stingri ierobežojumi

Iekārtas uzstādīšanai un ekspluatācijai ir nepieciešama pietiekama platība. Pirms modeļa izvēles ir precīzi jāizmēra darbnīcas "garums, platums, augstums" un "nestspēja"{1}}, lai izvairītos no aprīkojuma uzstādīšanas kļūmēm vai darbības drošības apdraudējumiem:

Plaknes telpas prasības: Iekārtas grīdas platībā jāiekļauj "iekārtas korpusa izmērs + darbības telpa + izejmateriālu un gatavās produkcijas uzglabāšanas telpa". Piemēram, vidēja izmēra iekārtas ar efektīvu formēšanas laukumu 2 ㎡ korpusa izmērs ir aptuveni 3 m × 2 m, un tai ir nepieciešama 1,5–2 m darbības telpa katrā pusē un 2–3 ㎡ izejmateriālu un gatavā produkta uzglabāšanas vieta. Kopējā grīdas platība ir aptuveni 15-20 ㎡. Ja darbnīcas platums ir tikai 3m, jāizvēlas aprīkojums ar šauru korpusa dizainu vai jāpielāgo iekārtas izvietojuma virziens.

Augstuma telpas prasības: Maksimālajam aprīkojuma augstumam (ieskaitot sildīšanas rāmja pacelto augstumu) jābūt mazākam par darbnīcas neto augstumu, parasti rezervējot 0,5-1 m dublēšanu (iekārtu apkopei un ventilācijai). Piemēram, ja iekārtas maksimālais augstums ir 3,5 m, darbnīcas neto augstumam jābūt vismaz 4 m. Turklāt, ja darbnīcā ir celtnis vai griesti, ir jānodrošina, lai attālums starp iekārtas augšdaļu un celtņa apakšu būtu lielāks vai vienāds ar 1 m, lai izvairītos no traucējumiem.

Slodzes-nestspējas prasība: lielas vakuuma formēšanas iekārtas (īpaši tās ar smagiem veidņu galdiem) var svērt 5-10 tonnas, un darbnīcas grīdas slodzes-nestspējai jābūt lielākai vai vienādai ar 500 kg/㎡. Ja grīdas slodzes -nestspēja ir nepietiekama, iepriekš jāieklāj dzelzsbetona spilveni vai jāpievieno nesošās tērauda plāksnes, lai novērstu iekārtu nosēšanās, kas noved pie precizitātes pasliktināšanās.

2.4. Materiāla īpašības: pielāgošanās iekārtu apkures un vakuuma veiktspējai

Dažādiem termoplastiskiem materiāliem ir atšķirīga "sildīšanas temperatūra, mīkstināšanas ātrums un veidošanās grūtības". Iekārtas izmērs un atbalsta sistēma ir jāizvēlas, pamatojoties uz materiāla īpašībām:

Materiāli ar zemu kušanas temperatūru (piemēram, PVC, PET, kušanas temperatūra 120-200 grādi): Tās ir salīdzinoši viegli formējamas, un tās var pielāgot maza vai vidēja izmēra iekārtām, taču ir jānodrošina apkures sistēmas temperatūras kontroles precizitāte (±5 grādi), lai izvairītos no pārkaršanas. Ja veidojat lielas -platības PVC loksnes (piemēram, 1,5 m × 1 m), ir jāizvēlas vidēja izmēra aprīkojums, lai nodrošinātu apkures vienmērīgumu.

Materiāli ar augstu kušanas temperatūru (piemēram, ABS, PP, kušanas temperatūra 200-280 grādi): Aprīkojumam ir jābūt ar lielāku sildīšanas jaudu (vidēja izmēra aprīkojuma sildīšanas jauda parasti ir lielāka vai vienāda ar 15 kW, bet liela aprīkojuma jauda ir lielāka vai vienāda ar 30 kW), un vakuuma sistēmai ir jābūt lielākam sūknēšanas ātrumam (lai izvairītos no materiāla straujas atdzišanas). Veidojot biezas -sienu PP plastmasas detaļas (biezums 8 mm), jāizvēlas liela izmēra aprīkojums, kas aprīkots ar veidnes dzesēšanas sistēmu, lai uzlabotu formēšanas kvalitāti.

Dziļas-dobuma vai sarežģītas-formas plastmasas daļas: Jāizvēlas dziļo-dobumu veidošanas aprīkojums, kura efektīvā formēšanas dziļuma attiecība pret platumu var sasniegt 1:1,5. Vakuuma sistēmai ir jābūt pakāpeniskai vakuuma sūknēšanas funkcijai (vispirms zema-vakuuma adsorbcija, pēc tam augsta-vakuuma blīvēšana), lai izvairītos no burbuļu vai grumbu veidošanās uz plastmasas daļas virsmas.

2.5. Nākotnes attīstības vajadzības: jaunināšanas vietas rezervēšana

Izvēloties aprīkojuma modeli, jāņem vērā gan "pašreizējās vajadzības", gan "nākotnes paplašināšana", lai izvairītos no aprīkojuma nodošanas metāllūžņos produktu jauninājumu dēļ īstermiņā:

Izmēru rezervēšana: Ja nākotnē var tikt izstrādātas lielākas -izmēra plastmasas detaļas, iekārtas efektīvais formēšanas laukums var rezervēt 20–30% dublēšanas. Piemēram, ja pašreizējais maksimālais plastmasas daļas izmērs ir 1000 mm × 800 mm, var izvēlēties aprīkojumu ar efektīvu formēšanas laukumu 1200 mm × 1000 mm.

Konfigurācijas jaunināšana: atlasiet aprīkojumu, kas atbalsta automatizācijas jauninājumus, piemēram, manuālās iekārtas var rezervēt automātiskās padeves saskarnes, un daļēji{0}}automātiskās iekārtas var jaunināt uz pilnībā automātiskām ražošanas līnijām, izvairoties no izmaksu izšķērdēšanas, ko nākotnē{1}}iegādās aprīkojums.

3. Praktiski ieteikumi vakuumformēšanas iekārtu izvēlei

3.1. Noskaidrojiet pamatvajadzības un izvairieties no aklas modeļu izvēles

Pirms modeļa izvēles ir jāsakārto trīs galvenā informācija: "produktu saraksts (tostarp maksimālā specifikācija, biezums, materiāls), ražošanas partija un vietas parametri", lai izveidotu pieprasījumu sarakstu. Piemēram: "Ir jāveido ABS plastmasas detaļas ar maksimālo izmēru 1500 mm × 1000 mm, biezumu 5 mm, ikmēneša izlaidi 5000 gab., darbnīcas tīkla augstumu 4,5 m un grīdas slodzes-nestspēju 600 kg/㎡". Pamatojoties uz to, sākotnēji var bloķēt "vidēja-izmēra pilnībā automātisku dziļo{10}}dobumu iekārtu ar efektīvu formēšanas laukumu 1,8 ㎡ un maksimālo formēšanas dziļumu 800 mm" modeļu klāstu.

3.2. Nosakiet prioritāti iekārtām ar spēcīgu pielāgojamību

Ja tiek ražotas plastmasas daļas ar vairākām specifikācijām, ieteicams izvēlēties aprīkojumu ar "regulējamu iespīlēšanas rāmi". Rāmja izmēru var pielāgot atbilstoši loksnes izmēram (piemēram, regulējams no 1000 mm × 800 mm līdz 1800 mm × 1200 mm), lai uzlabotu aprīkojuma daudzpusību. Tajā pašā laikā izvēlieties aprīkojumu ar regulējamu sildīšanas jaudu un vakuuma pakāpi, lai pielāgotos dažādu materiālu formēšanas vajadzībām.

3.3. Pievērsiet uzmanību ražotāja spēkam un pēcpārdošanas{1}}servisam

Vakuuma formēšanas iekārtu galveno komponentu kvalitāte (piemēram, apkures caurules, vakuumsūkņi, servomotori) tieši ietekmē iekārtas kalpošanas laiku. Ir ieteicams izvēlēties ražotājus ar labu reputāciju un neatkarīgām pētniecības un attīstības iespējām galvenajām sastāvdaļām. Vienlaikus jāpievērš uzmanība pēc-pārdošanas servisam, piemēram, vai ražotājs nodrošina bezmaksas uzstādīšanu un nodošanu ekspluatācijā, operatoru apmācību, bezmaksas apkopi 1 gada laikā un tehnisko atbalstu mūža garumā, lai izvairītos no nespējas laikus novērst iekārtu kļūmes.

3.4. Veikt-uz vietas pārbaudi un pārbaudes darbības pārbaudi

Modeļa izvēles laikā ir jāveic ražotāja{0}}uz vietas pārbaudes, lai pārbaudītu aprīkojuma ražošanas procesu un kvalitātes kontroles procedūras. Vienlaikus ņemiet līdzi savus izejmateriālus un veidnes testa braucieniem, lai pārbaudītu iekārtas formēšanas precizitāti (piemēram, plastmasas daļas izmēra kļūda, mazāka vai vienāda ar ±0,2 mm/m), ražošanas efektivitāti (vai formēšanas cikls atbilst cerībām) un produkta kvalitāti (virsmas līdzenums, bez burbuļiem vai grumbām), lai nodrošinātu, ka iekārta atbilst faktiskajām ražošanas vajadzībām.

3.5. Vispusīgi novērtējiet izmaksu efektivitāti

Aprīkojuma cena nav jo zemāka, jo labāk. Nepieciešams vispusīgi aprēķināt "iekārtu iegādes izmaksas + ekspluatācijas izmaksas (enerģijas patēriņš, palīgmateriāli) + uzturēšanas izmaksas". Piemēram, mazām manuālajām iekārtām ir zemas iegādes izmaksas, bet zema ražošanas efektivitāte, un tās ir piemērotas nelielai -sērijveida ražošanai; lielam pilnībā automātiskam aprīkojumam ir augstas iegādes izmaksas, taču zemas darbības izmaksas un augsta efektivitāte, kas ir piemērotas lielai-sērijveida ražošanai. Turklāt uzmanība jāpievērš aprīkojuma enerģijas patēriņa indeksam (piemēram, vidēja lieluma aprīkojuma enerģijas patēriņš ir mazāks vai vienāds ar 20 kW stundā), kas var ievērojami ietaupīt elektroenerģijas izmaksas, ilgstoši lietojot.

4. Secinājums

Vakuuma formēšanas iekārtu modeļu izvēle ir sistemātisks projekts, kas ir vispusīgi jāizvērtē, pamatojoties uz produkta vajadzībām, ražošanas apstākļiem, tehniskajiem parametriem un turpmāko attīstību. Galvenais ir "precīza formēšanas izmēra atbilstība, ražošanas efektivitātes un izmaksu līdzsvarošana un uzticamu ražotāju izvēle". Tikai tā var izvēlēties savai ražošanai piemērotākās iekārtas, panākot dubultu produkcijas kvalitātes un ražošanas efektivitātes uzlabošanos. Attīstoties tehnoloģijām, vakuuma formēšanas iekārtas virzās uz "automatizācijas, augstas precizitātes un enerģijas taupīšanas" virzienu. Nākotnes modeļu izvēlē turpmāka uzmanība var tikt pievērsta iekārtām ar inteliģentām vadības sistēmām (piemēram, PLC + skārienekrāns, kas var realizēt parametru atmiņu un automātisku optimizāciju), lai uzlabotu ražošanas intelekta līmeni.