열성형

Thermoforming
열성형 공정의 애니메이션.
  1. 플라스틱 시트가 가열됩니다.
  2. 시트는 금형에서 특정 모양으로 형성됩니다.
  3. 모양이 다듬어져 있습니다.

열성형은 플라스틱 시트를 유연한 성형 온도로 가열하여 금형 내에서 특정 형상으로 성형한 후 다듬어 사용 가능한 제품을 만드는 제조 공정입니다.얇은 게이지 및 특정 재료 유형을 지칭할 때 시트, 즉 "필름"은 오븐에서 충분히 높은 온도로 가열되어 몰드 내로 또는 몰드 위로 확장되고 완성된 모양으로 냉각됩니다.단순화된 버전은 진공 성형입니다.

가장 간단한 형태로, 작은 테이블 상판이나 실험실 크기의 기계를 사용하여 플라스틱 시트의 작은 절단 부분을 가열하고 진공을 사용하여 금형 위에 늘릴 수 있습니다.이 방법은 종종 샘플 및 프로토타입 부품에 사용됩니다.복잡하고 부피가 큰 응용 분야에서, 매우 큰 생산 기계는 플라스틱 시트를 가열하고 성형하여 시트로부터 성형된 부품을 연속적인 고속 공정으로 다듬는 데 사용되며, 기계와 금형 크기 및 성형되는 부품의 크기에 따라 시간당 수천 개의 완성된 부품을 생산할 수 있습니다.

열성형은 사출 성형, 블로우 성형, 회전 성형 및 기타 형태의 가공 [1]플라스틱과 다릅니다.박판 열성형은 주로 일회용 컵, 용기, 뚜껑, 트레이, 물집, 조개 껍질 및 기타 식품, 의료 및 일반 소매 산업을 위한 제품을 생산합니다.두꺼운 게이지 열성형에는 차량 도어 및 대시 패널, 냉장고 라이너, 유틸리티 차량 침대 및 플라스틱 팔레트와 같은 다양한 부품이 포함됩니다.

대부분의 열성형 회사는 고철과 폐플라스틱을 재활용하는데, 기계에서 압축하거나 분쇄기(그라인더)에 공급하여 분쇄기를 만들어 재처리 회사에 판매하거나 자체 시설에서 재사용합니다.종종, 열성형 공정의 스크랩 및 폐플라스틱은 다시 성형을 위해 압출 시트로 다시 변환됩니다.

절차.

사람이 열린 진공 침대에서 틀을 잡고 있습니다.뜨거운 플라스틱 시트를 위에 놓고 침대를 밀봉하여 플라스틱을 틀 위로 끌어내립니다.

박 게이지 제품의 가장 일반적인 대량 연속 열성형 방법에서, 플라스틱 시트는 롤 또는 압출기로부터 핀 또는 스파이크를 포함하는 일련의 인덱싱 체인으로 공급되며, 이는 시트를 관통하여 가열하여 온도를 형성하기 위한 오븐을 통해 운반됩니다.그 다음, 가열된 시트는 짝짓기 몰드 및 압력-박스가 시트 상에서 폐쇄되는 폼 스테이션으로 인덱스되고, 그 다음 진공으로 가둬진 공기를 제거하고 가압 공기와 함께 재료를 몰드 내로 또는 몰드 위로 끌어당겨 몰드의 세부적인 형태로 플라스틱을 형성합니다(플러그-어시스트는 일반적으로 케이스 내의 진공 외에도 사용됩니다).e 마감 부품에 필요한 재료 분포와 두께를 제공하기 위해 더 높고 깊게 제작된 부품입니다.)짧은 폼 사이클 후 폼 툴링(일반적으로 에어 배출이라고 함)이 열리면서 금형의 진공 측에서 역기압 버스트가 작동되어 진공이 깨지고 성형 부품이 금형에서 분리되거나 분리되는 것을 지원합니다.스트립퍼 플레이트는 보다 상세한 부품 또는 음의 드래프트, 언더컷 영역이 있는 부품을 사출하기 위해 열림에 따라 금형에 사용될 수도 있습니다.그 다음, 형성된 부품을 포함하는 시트는 동일한 기계의 트림 스테이션으로 인덱스되고, 다이는 나머지 시트 웨브로부터 부품을 잘라내거나, 형성된 부품이 트림되는 별도의 트림 프레스로 인덱스됩니다.형성된 부품들이 다듬어진 후에 남아있는 시트 웨브는 일반적으로 재활용을 위해 테이크업 릴에 감겨지거나 인라인 그래뉼레이터에 공급됩니다.

개발물

최신 기계의 마이크로프로세서와 컴퓨터 제어 기능을 통해 공정 제어가 크게 향상되고 작업 간의 오븐 히터 및 프로세스 타이밍 설정을 절약할 수 있어 한 번의 운영에서 동일 작업 설정을 반복할 수 있습니다.더 오래된 기계의 체인 인덱스 대 에어 실린더, 기어 랙 및 클러치에 대한 전기 서보 모터의 일반적인 적용으로 인해 보다 정확한 트림 등록을 위해 형성된 시트를 인라인 트림 스테이션에 배치할 수 있는 능력이 향상되었습니다.또한 전기 서보 모터는 종래 업계 표준이었던 에어 실린더가 아닌, 폼 및 트림 툴링이 장착된 일부 현대적이고 정교한 성형 기계에 사용되어, 툴링의 닫힘 및 열림 속도와 타이밍을 보다 정확하게 제어할 수 있습니다.석영 및 복사 패널 오븐 히터는 일반적으로 오래된 칼로드형 히터보다 더 정밀하고 철저한 면상 가열을 제공하며, 열이 조절 가능한 영역으로 오븐을 구획하는 데 더 적합합니다.

열성형기에 대한 실시간 피드백을 제공하는 새로운 기술인 ToolVu가 [2]개발되었습니다.이 독립형 시스템은 서모포머에 직접 연결되며 여러 센서를 사용하여 공기압, 온도, 공구 변형률 게이지 및 기타 사양 등 실시간으로 생산 실행 데이터를 기록합니다.시스템은 실행 중에 사전 설정된 운영 매개 변수가 손상될 때마다 여러 경고 및 경고를 보냅니다.이렇게 하면 시스템 다운 시간이 단축되고 시작 시간이 단축되며 시작 스크랩이 줄어듭니다.

열성형 공정의 필수적인 부분은 제작될 각 부품에 특화된 공구입니다.위에서 설명한 바와 같은 박막 게이지 열성형은 거의 항상 인라인 기계에서 수행되며, 일반적으로 금형, 플러그 어시스트, 압력 박스 및 모든 마운팅 플레이트와 작업과 관련된 트림 공구 및 스태커 부품이 필요합니다.두꺼운 또는 무거운 게이지 열성형도 각 부품에 맞는 공구가 필요하지만 부품 크기가 매우 클 수 있기 때문에 금형은 알루미늄이나 다른 복합 재료는 물론이고 기계 가공된 알루미늄을 박판처럼 주조할 수 있습니다.일반적으로 두꺼운 게이지 부분은 CNC 라우터에서 다듬거나 톱 또는 핸드 라우터를 사용하여 손으로 다듬어야 합니다.가장 정교한 열성형 기계라 할지라도 공구의 품질에는 한계가 있습니다.일부 대형 열성형 제조업체는 설계 및 공구 제작 설비를 자체적으로 갖추는 것을 선택하는 반면, 다른 제조업체는 외부의 공구 제작 공장에 의존하여 공구를 제작합니다.

박 게이지 및 중 게이지(두꺼운) 열성형

일반적인 열성형 공정 [3]범주에는 두 가지가 있습니다.일반적으로 1.5mm(0.060인치) 미만의 시트 두께는 롤 또는 시트 압출기에서 열성형 기계로 전달됩니다.얇은 게이지 롤-피드 또는 인라인 압출 열성형 애플리케이션은 강성 또는 반강성 일회용 패키징에 의해 지배됩니다.시트 두께가 3mm(0.120인치)를 초과하는 경우 일반적으로 손으로 성형 기계에 전달하거나 이미 최종 치수로 절단된 자동 공급 방법을 사용합니다.무거운, 또는 두꺼운 게이지의 절단 시트 열성형 애플리케이션은 주로 영구적인 구조 구성 요소로 사용됩니다.1.5mm에서 3mm 두께의 시트를 형성하는 작지만 성장하는 중형 게이지 시장이 있습니다.

중량 게이지 성형은 연속적인 얇은 게이지 시트 성형과 동일한 기본 공정을 사용하며, 일반적으로 가열된 플라스틱 시트를 금형 위에 드리핑합니다.많은 헤비 게이지 성형 응용 프로그램은 폼 공정에서만 진공을 사용하지만, 일부는 두 개의 짝짓기 폼 툴링을 사용하고 성형을 돕기 위해 공기압을 포함합니다.항공기 앞유리와 기관총 포탑 창문은 제2차 세계 대전 동안 중궤 성형 기술의 발전을 촉진시켰습니다.중량 게이지 부품은 키오스크, 자동차, 트럭, 의료 장비, 재료 취급 장비, 냉장고, 스파, 샤워 인클로저와 같은 영구 구조물 및 전기 전자 장비에 화장품 표면으로 사용됩니다.대부분의 얇은 게이지 열성형 부품과 달리 무거운 게이지 부품은 제품에 따라 최종 모양으로 다듬기 위해 또는 추가 드릴링, 절단 또는 마감을 위해 성형한 후 수작업으로 가공되는 경우가 많습니다.중량 게이지 제품은 일반적으로 "영구적" 최종 용도로 사용되는 반면, 박형 게이지 부품은 일반적으로 일회용 또는 재활용이 가능하도록 설계되어 주로 식품 또는 제품을 포장하거나 담는 데 사용됩니다.중량 게이지 열성형은 일반적으로 사출 성형과 같은 경쟁 플라스틱 기술에 비해 낮은 툴링 비용과 빠른 제품 개발을 위해 연간 250~3000개의 생산 수량에 사용됩니다.

올리문룸 CF/PEEK는 완전히 통합된 시트를 형성하기 위해 이전에 함침된 섬유의 얇은 층을 두꺼운 게이지 열성형함으로써 얻어집니다.주문 제작된 복합재 플레이트와의 주요 차이점은 강화 섬유의 표준화된 배향, 폴리머의 표준화된 중량 함량 및 표준화된 시트 두께에 있습니다.이를 통해 알루미늄, 티타늄 및 강철과 같은 금속 경량 소재로 작업할 때 일반적으로 사용되는 동일 또는 유사한 공구를 사용하여 손쉽게 설계 및 후처리할 수 있습니다.

주형의 종류

산업

100억 달러 이상의 북미 시장은 전통적으로3⁄4의 얇은 게이지와 1⁄4의 무거운 게이지.2003년에 북아메리카에는 약 150개의 얇은 게이지 열가소성 수지가 있었습니다.60%는 독점 제품을 형성했습니다.30%는 고객 지원자였고 10%는 사내 형성 기능이 있는 OEM이었습니다.최소 1억 달러 이상의 연매출을 올리는 십여 명의 박계 포머들이 있었습니다.가장 큰 회사는 연간 매출이 1,000만 달러를 넘었습니다.북아메리카에는 250명 정도의 중궤범들이 있었습니다.거의 대부분이 맞춤 제작자였습니다.연매출이 1억 달러를 넘는 헤비게이지 포머는 2~3명에 불과했습니다.가장 큰 회사는 연간 약 1억 4천만 달러의 매출을 올렸습니다.미시간 주 비버턴은 미시간 주 미들랜드의 다우 케미칼 회사와 근접함으로써 세계의 플라스틱 열성형 수도로 알려져 있습니다.

참고 항목

참고문헌

  1. ^ admin (2022-02-22). "4 Types of Plastic Moulding". www.injectionmoldchina.com. Retrieved 2022-07-17.
  2. ^ "ToolVu". www.uvutechnologies.com. Retrieved 2022-07-17.
  3. ^ "Guide to Thermoforming". Formlabs. Retrieved 2022-07-17.