Kiedy materiał termoformujący wchodzi do stacji grzewczej, może wyglądać jak prosty kawałek plastiku, ale w rzeczywistości jego wewnętrzna struktura molekularna już określa, w jaki sposób zmiękczy się, rozciągnie,odtworzyć szczegóły pleśni, chłodzić, i wreszcie utrzymać swój kształt.
Jest to jeden z powodów, dla których różne materiały termoformujące nie mogą być przetwarzane z dokładnie tymi samymi ustawieniami.nadmierne opadanie, deformacji lub niestabilnej części przy zastosowaniu do innego materiału.
Dla producentów opakowań zrozumienie tej różnicy jest przydatne na długo przed rozpoczęciem produkcji.,geometria formy, konstrukcja wtyczki wspomagającej, warunki demoldingu i stabilność produkcji.
Dwie arkusze o podobnej grubości mogą zachowywać się bardzo różnie w tej samej maszynie termoformującej.
1Co to jest materiał termoplastyczny?
Termoplasty powstają z długich cząsteczek polimeru, które mogą być stosunkowo liniowe, rozgałęzione, losowo ułożone lub częściowo zorganizowane w uporządkowane obszary.Układ tych łańcuchów ma duży wpływ na reakcję blachy pod wpływem ciepła.
W przypadku termoformowania, jednym z najbardziej użytecznych rozróżnień jest międzytermoplastyki amorficznea takżepółkrystalowe termoplasty.Ta klasyfikacja pomaga wyjaśnić, dlaczego niektóre arkusze stopniowo zmiękczają się w stosunkowo szerokim zakresie temperatur, podczas gdy inne wykazują bardziej oczywistą zmianę w miarę zbliżania się ich krystalicznych regionów do topnienia..
Różnica nie jest czysto akademicka, jest widoczna na linii termoformującej poprzez opuchnięcie arkusza, reakcję formowania, reprodukcję szczegółów, zachowanie chłodzenia, przejrzystość, napięcie pozostałe,i stabilność wymiarowa.
Charakterystyka materiału musi być w końcu przetłumaczona na praktyczne rozwiązania dotyczące formy, ogrzewania, chłodzenia i produkcji.
2Termoplasty amorficzne i półkrystalowe zachowują się inaczej.
Termoplastyki amorficzne
W amorficznym termoplastiku łańcuchy molekularne nie tworzą regularnej struktury krystalicznej.Typowe materiały w tej grupie obejmują kilka klas z PS, ABS, SAN, PMMA, PC i rodziny PVC.
Wraz ze wzrostem temperatury w obszarze zmiękczania materiału, jego sztywność i wytrzymałość spadają, a materiał łatwiej się deformuje.Ta stopniowa transformacja jest przydatna w termoformowaniu, ponieważ procesor może ogrzać arkusz, dopóki nie będzie miał wystarczającej elastyczności do rozciągania się bez traktowania materiału jako całkowicie stopionego płynu.
Wiele niezmodyfikowanych termoplastyków amorficznych może również oferować dobrą przejrzystość.lub wprowadzono inne zmiany w postaci.
Półkrystalowe termoplasty
Półkrystalowe termoplasty zawierają zarówno regiony nieuporządkowane, jak i regiony, w których sekcje łańcuchów molekularnych są bardziej regularnie ułożone.HDPE oraz kilka materiałów poliestrowych i poliamidowych to przykłady tworzyw sztucznych, które mogą wykazywać tego typu strukturę.
Te krystaliczne obszary wprowadzają kolejny ważny punkt odniesienia temperatury: zakres topnienia kryształów.Relacja pomiędzy temperaturą formowania a tym zachowaniem topnienia może silnie wpływać na to, jak swobodnie materiał rozciąga się i ile napięć wewnętrznych pozostaje po formowaniu.
Dlatego półkrystalowe arkusze często wymagają szczególnie starannej kontroli jednolitości ogrzewania i warunków chłodzenia.
3Temperatura zmienia kształt arkusza
Wartość warstwa termoplastyczna musi osiągnąć stan, w którym może się rozciągać w formie, ale zachować wystarczającą siłę, aby pozostać kontrolowalna.i może być trudne do zarządzania, nadmiernie opada, traci grubość w krytycznych miejscach lub staje się niestabilny przed kontaktem z pleśnią.
Podczas podgrzewania termoplastycznego jego moduł elastyczności i wytrzymałość mechaniczna generalnie zmniejszają się, podczas gdy jego zdolność do deformacji wzrasta.Przydatna strefa formowania nie jest zatem po prostu najwyższą temperaturą, jaką może tolerować blachaJest to zakres, w którym materiał ma odpowiednią równowagę między mobilnością a wytrzymałością dla zamierzonej metody formowania.
- Niewystarczające ogrzewanie:arkusz może być odporny na rozciąganie i nie odzwierciedlać głębszych lub ostrych elementów.
- Odpowiednie ogrzewanie:arkusz może się rozciągać, zachowując przy tym wystarczającą wytrzymałość do kontrolowanego formowania.
- Nadmierne ogrzewanie:W związku z tym utrudnienie kontroli może powodować osunięcie blachy, niestabilność obsługi oraz zredukowanie lokalizowanego rozrzedzania.
Wymagana temperatura zależy również od metody formowania. Proces wykorzystujący tylko próżnię nie nakłada na blachę dokładnie takich samych warunków, jak formowanie ciśnieniowe, formowanie podłączone,lub połączonym procesem ciśnienia dodatniego i ujemnego.
4Dlaczego krystaliczność ma znaczenie w procesie PP i PET
Krystalność jest szczególnie ważna, gdy część termoformowana musi pozostać stabilna w podwyższonej temperaturze.Niektóre struktury molekularne mogą utrzymywać napięcia, które później próbują odzyskać, gdy gotowa część jest nagrzewana..
W zależności od klasy materiału, jego krystaliczny obszar topnienia wynosi około 158°C.Płytka utworzona w dolnej części tego obszaru może nadal zawierać krystaliczne obszary, które nie zostały całkowicie stopioneProdukt może wyglądać na akceptowalny, gdy opuszcza formę, ale późniejsze narażenie na wyższą temperaturę może pozwolić na rozluźnienie zatrzymanych naprężeń i zmianę kształtu.
Jeśli proces wymaga większej stabilności termicznej,warunki ogrzewania mogą wymagać wyboru tak, aby odpowiednia struktura krystaliczna została wystarczająco przekształcona przed utworzeniem blachy i ponownym ochłodzeniemPrawidłowe ustawienie nadal zależy od rzeczywistej klasy PP, grubości arkusza, maszyny, systemu ogrzewania, prędkości formowania i wymogów użytkowania końcowego.
Część może wyglądać prawidłowo zaraz po ukształtowaniu, a później zachowywać się źle.Stabilność wymiarowa po formowaniu musi być uwzględniona wraz z początkowym wynikiem formowania.
Temperatura materiału i ruch wtyczki muszą współpracować przy kontroli rozciągania w głębokich opakowaniach termoformowanych.
5Chłodzenie może zmienić ostateczną strukturę materiału.
Podczas formowania termicznego większość uwagi poświęca się ogrzewaniu, ale materiał nadal się zmienia, gdy już dotrze do formy.Chłodzenie decyduje, kiedy część staje się wystarczająco sztywna, aby się uwolnić, a także może wpływać na strukturę, która rozwija się wewnątrz półkrystalowych tworzyw sztucznych.
W odpowiednich warunkach szybkie chłodzenie może zahamować część procesu krystalizacji.przejrzyste termoformowane produkty PET mogą być produkowane, gdy warunki procesu ograniczają rozwój dużych krystalicznych regionów, które w przeciwnym razie zmniejszałyby przejrzystość.
Oznacza to, że chłodzenie pleśni nie powinno być traktowane tylko jako sposób skrócenia czasu cyklu.i powtarzalność procesu produkcji.
Dokładne obróbki stanowią podstawę kontrolowanej geometrii jamy i projektowania chłodzenia w formie termoformującej wielogapno.
6Co to oznacza dla projektowania pleśni termoformujących
Nie może zmienić chemicznej struktury plastiku, ale może stworzyć warunki, które działają z tym materiałem, a nie przeciwko niemu.Informacje dotyczące materiału powinny zostać potwierdzone przed sfinalizowaniem struktury narzędziowej.
Niektóre decyzje dotyczące formy i procesu są bezpośrednio związane z zachowaniem materiału:
- Układ chłodzenia:muszą usuwać ciepło wystarczająco konsekwentnie, aby ustabilizować produkt przed uwolnieniem.
- Promień kąta:wpływają na to, jak zmiękczony arkusz rozciąga się w głębsze przejścia.
- Geometria wsparcia wtyczki:może redystrybuować materiał przed ostatecznym wytworzeniem próżni lub ciśnienia.
- Przeciąg i stan powierzchni:wpływ na uwalnianie, gdy utworzony materiał osiągnął wystarczającą sztywność.
- Sekwencja formowania:musi odpowiadać temperaturze i rozciągalności wybranej arkuszy.
Wyjaśnia to również, dlaczego przejście z PET na PP lub przejście z jednej klasy materiału na inną nie powinno być automatycznie traktowane jako proste zastąpienie materiału.Nawet jeśli zachowana zostanie geometria produktu, ocieplenie, formowanie, chłodzenie, a czasami strategia narzędzia może wymagać przeglądu.
7Samej nazwy materiału nie wystarczą do projektu pleśni.
W przypadku tworzenia formy, po prostu napisanie na rysunku "PET" lub "PP" nie zapewnia pełnego obrazu produkcji.Rzeczywista arkusz dostarczany do linii termoformingowej określa warunki, w jakich powstanie forma.
Przed opracowaniem formy termoformującej HXW Mold zazwyczaj potwierdza geometrię produktu wraz z planowanym materiałem blachy, grubością nominalną, maszyną termoformującą, powierzchnią formowania,wymóg otworu, metodę kształtowania, metodę cięcia i metodę manipulacji w dół.
W przypadku istniejącej linii produkcyjnej reprezentatywne próbki arkuszy są również cenne podczas badań formy.Badania z wykorzystaniem materiału zbliżonego do rzeczywistej specyfikacji produkcji klienta zapewniają bardziej przydatne informacje zwrotne niż ocena narzędzia z niepowiązaną kartą.
Od zachowania materiału po gotowe do produkcji narzędzia termoformujące
HXW Mold opracowuje narzędzia termoformowania w oparciu o rzeczywisty produkt klienta, materiał arkusza, konfigurację maszyny, proces formowania, metodę cięcia i wymagania produkcyjne.
Nasze narzędzia obejmują formowanie form, cięcie i przebijanie form, systemy wspierające wtyczkę i rozwiązania związane z układanie do pojemników spożywczych, tac, pokrywek, opakowań z muszli, produktów blisterowych,i pozostałe części termoformowane.
Z własnym projektowaniem form, obróbką CNC, montażem i możliwościami testowania form,zachowanie materiału można ocenić razem z narzędziem zamiast traktować formę i proces jako dwa oddzielne przedmioty.
Wniosek
Własna struktura termoplastyku określa jego reakcję na temperaturę, deformację i chłodzenie.który z kolei wpływa na dostępne producentowi okna procesu.
- Struktura polimeru wpływa na zachowanie formowania
- Materiały amorficzne i krystaliczne reagują inaczej
- Ogrzewanie kontroluje wytrzymałość i rozciągalność
- Chłodzenie wpływa na stabilność i wygląd
- Materiał i konstrukcja formy muszą być rozpatrywane razem
- W badaniach produkcyjnych należy stosować reprezentatywny materiał arkuszowy
W przypadku producentów opakowań:Najpierw wybrać arkusz, a następnie zaprojektować proces formowania w oparciu o jego rzeczywiste zachowanie jest zwykle bardziej niezawodne niż próba zmuszenia różnych tworzyw sztucznych do jednego stałego okna procesuMateriał, forma, maszyna i proces muszą działać jako jeden system.
