진공 성형

Vacuum forming
성형 프로세스의 간단한 시각화
냉장고의 내부 라이너/푸드 라이너를 제조하기 위한 진공 성형기

진공 성형이란 플라스틱 시트(저충격 제품 또는 욕실 샤워 트레이용 HIPS(고충격 폴리스틸렌) 및 외부 차량 부품 HDPE 및 기타 다양한 유형의 진공 성형 재료)를 성형 온도로 가열하여 단일 표면 위에 늘어뜨리는 단순한 서모포밍 버전입니다.d, 진공청소기로 몰드에 압력을 가한다.이 프로세스를 사용하여 턴파이크 표시 및 보호 커버와 같은 영구 물체로 플라스틱을 형성할 수 있습니다.일반적으로 성형된 플라스틱 부품을 금형에서 쉽게 제거할 수 있도록 금형 설계에는 드래프트 각도가 있습니다(권장 최소 3°).

성형 가능한 시트를 금형 표면에 접촉시켜 [1]진공에 가하기 전에 기계적 또는 공압적으로 늘어나면 비교적 깊은 부분이 형성될 수 있다.

진공 성형에 적합한 재료는 기존의 열가소성 플라스틱입니다.열가소성 수지가 가장 일반적이고 사용하기 쉬운 것은 HIPS(High Impact Polystyrene Sheeting)입니다.이는 목재, 구조용 폼 또는 주조 또는 가공된 알루미늄 금형을 중심으로 성형되며 거의 모든 형태로 성형될 수 있습니다.이 고충격 재료는 위생적이며 따뜻한 물을 가할 때 열과 모양을 유지할 수 있으며 맛과 냄새에 민감한 [2]제품을 포장하는 데 일반적으로 사용됩니다.진공성형은 또한 아크릴과 같은 투명 재료에도 적합하며, 아크릴은 군용 고정익 항공기용 객실 창문 카노피, 회전익 항공기용 격실 등 항공우주 분야에 널리 사용된다.진공성형은 쉽게 성형할 수 있도록 낮은 수준의 기술 수업에서 종종 사용됩니다.

현대의 진공 성형 장비는 1950년, 1964년 및 [3]1974년에 수여된 일련의 미국 특허를 기반으로 합니다.

일반적인 응용 프로그램

진공 성형 차량 부품

OEM(Original Equipment Manufacturer)은 연간 250~3000대의 중량 게이지 진공 성형 부품을 생산 수량에 사용합니다.진공 성형 컴포넌트는 복잡한 판금, 섬유 유리 또는 플라스틱 사출 성형 대신 사용할 수 있습니다.제품 포장 외에 대표적인 업계 예로는 야외 키오스크현금 자동 입출금기, 의료 영상 및 진단 장비용 인클로저, 트럭 캡 또는 건설 장비용 엔진 커버, 철도 차량 내부 트림 및 시트 [4]구성품 등이 있습니다.진공 포머는 마스크나 원격 조종 자동차와 같은 응용 프로그램에도 자주 사용됩니다.

일반적인 문제

진공 성형 공정에서 몇 가지 문제가 발생했습니다.흡수된 수분이 팽창하여 플라스틱 내층 내에 기포가 형성될 수 있습니다.이것은 플라스틱을 상당히 약화시킨다.단, 이 문제는 플라스틱을 고온에서 장시간 건조시키는 것으로 해결할 수 있다.금형 주위에 거미줄이 형성될 수 있으며, 이는 플라스틱이 과열되기 때문에 주의 깊게 모니터링해야 합니다.웨빙은 금형이 너무 크거나 금형의 일부가 너무 가까이 있는 경우에도 발생할 수 있습니다.마지막으로 성형된 물체는 금형에 부착되는 경우가 많은데, 금형 내에서 3도 이상의 드래프트 각도를 사용하여 수정됩니다.

금형의 종류

진공 성형으로 만들 수 있는 패턴은 여러 가지가 있습니다.진공성형을 사용하는 가장 독창적인 방법은 어떤 작은 물건이라도 가져다가 여러 번 복제한 후 진공으로 새로운 패턴을 형성하여 보다 응집력 있는 형태를 만드는 것입니다.진공성형은 각각의 조각을 묶어 쉽게 복제할 수 있는 여러 조각으로 하나의 금형을 만드는 데 도움이 됩니다.그 후 석고, 콘크리트 등을 플라스틱 형태로 타설할 수 있다.

목재 패턴은 비교적 저렴하고 고객이 쉽게 디자인을 변경할 수 있는 진공 성형 재료입니다.어떤 패턴에서도 얻을 수 있는 표본의 수는 부품의 크기와 재료의 두께에 따라 달라집니다.부품의 사양이 충족되면 패턴을 사용하여 세라믹 복합 금형을 만들거나 알루미늄 금형을 주조하여 정기적으로 생산합니다.잠재적으로, 진공 형태로 만들어진 복제 형상이 충분히 깊고 플라스틱이 형성될 때까지 틈이 남아 있다면 진공 형태로 석고에 구멍을 내는 방법이 있다.그리고 플라스틱을 사용하여 석고 틀을 주조한 후, 금형이 완전히 채워지지 않으면 깊은 플라스틱 부분이 구멍을 남깁니다.

주조 알루미늄 금형은 주조 공장에서 주조되며, 일반적으로 주조 금형을 통해 온도 제어 라인이 흐릅니다.이렇게 하면 성형되는 플라스틱의 열을 설정할 수 있을 뿐만 아니라 제작 공정의 속도를 높일 수 있습니다.알루미늄 금형은 본질적으로 수컷 또는 암컷일 수 있으며 압력 형성 용도로도 사용될 수 있습니다.이런 종류의 금형의 가장 큰 단점은 비용이다.

알루미늄(캐비티) 및 스틸(프레임)제 진공성형 금형

가공된 알루미늄 금형은 주조 알루미늄과 비슷하지만, CNC 기계와 CAD 프로그램을 사용하여 알루미늄의 고체 블록을 잘라냅니다.일반적으로 가공된 알루미늄은 얇은 게이지 재료에서 나오는 얕은 인출 부품에 사용됩니다.응용 프로그램에는 포장재 및 트레이가 포함될 수 있습니다.이러한 유형의 툴링에서는 비용이 중요한 요소입니다.

복합 금형은 주조 또는 가공된 알루미늄 금형의 저비용 대안입니다.복합 금형은 일반적으로 액체로 시작하여 시간이 지남에 따라 굳어지는 충전된 수지로 만들어집니다.용도에 따라 복합 금형이 매우 오래 지속되고 고품질 부품을 생산할 수 있습니다.

마감 방법

진공 성형 플라스틱 시트.필요한 부품(이 경우 모형 항공기의 부품)은 시트에서 잘라내야 합니다.

플라스틱 시트로 진공성형을 한 후에는 대부분의 경우 제품을 사용할 수 있는 제품으로 만들기 위해 마감 작업이 필요합니다.일반적인 진공 성형 마감 방법에는 다음이 포함됩니다.

  • 기요티닝:제품은 시트에서 블레이드를 통해 아래쪽에 있는 주사위에 밀어 넣어 잘라냅니다.이것은 진공 성형 부품을 재료 시트에서 제거하는 깨끗한 방법입니다.개별 제품용으로 특별한 절삭공구가 필요 없기 때문에 직선이 문제가 되지 않는 적은 부피의 부품에 적합합니다.기요티닝은 직선만 자르고 다른 마감 공법에 비해 상당히 느리기 때문에 수량이 [5]많고 복잡한 프로젝트에서는 비용이 많이 들 수 있습니다.
  • 드릴링:간단한 원형 홀이 필요한 경우, 소량의 경우 수동으로 구멍을 뚫는 것이 좋습니다.드릴 가이드를 사용하여 올바른 위치에 신속하게 구멍을 뚫을 수 있습니다.이것은 노동 집약적인 방법이기 때문에 소량 생산에만 적합합니다.
  • 롤러 커팅 : 커터 커터에 진공 성형 제품을 올려 롤러 커터기를 통해 밀어넣는 공정.진공 성형 재료의 원래 시트에서 진공 성형 품목을 효율적으로 절단하는 방법.커터는 케이블이나 액세스 구멍 등 필요한 모든 구멍을 동시에 절단할 수도 있습니다.롤러 커팅은 정밀 정렬이 필요하지 않은 꽤 큰 품목에 적합합니다.진공 성형물과 커터가 롤러 커터 기계를 통해 옆으로 굴러가면 정렬 상태가 흐트러질 수 있습니다.롤러 커팅은 커터 공구가 항상 바닥에서 수직으로 절단되므로 진공 성형물의 측면에 구멍이나 특징을 만드는 데 사용할 수 없습니다.
  • 자르기 누르기:프레스 및 주문 제작 절삭 공구를 사용한 매우 정밀한 절삭 방법입니다.이 방법은 롤러 커터 공정이 필요한 정밀도를 달성하지 못하는 품목에 매우 적합합니다.제품에 피처를 박는 것이 아니라 플라스틱 시트에서 아주 작은 완제품을 박는 데 자주 사용됩니다.프레스 커팅은 진공 성형물의 측면에 피처를 만드는 데 사용할 수 없습니다.
  • CNC 기계에 의한 절단:가공은 매우 정밀한 구멍과 피처 제작 방법입니다.진정한 장점은 예를 들어 선반 위로 미끄러져야 하는 트레이용 가이드 레일 등 진공 성형 측면에 특징을 만드는 데 사용할 수 있다는 것입니다.또한 포켓과는 다른 깊이의 사이드월도 절단할 수 있습니다.롤러나 프레스 [6]절단으로는 할 수 없습니다.

레퍼런스

  1. ^ J.L. 왕좌, 서모포밍의 이해, 한서 가드너 출판사, 신시내티, OH, 1999
  2. ^ Plastics, Eagle (2013-02-18). "High Impact Polystyrene Sheeting (HIPS), What is it?". Eagle Plastics Ltd. Retrieved 2018-04-30.
  3. ^ "Vacuum Forming History - Display Developments". www.displaydevelopments.co.uk. Retrieved 2020-01-25.
  4. ^ "Vacuum Forming Services - Custom Vacuum Forming Plastic Emco Industrial Plastics". www.emcoplastics.com. Retrieved 2018-04-30.
  5. ^ "Vacuum Forming - 5 Finishing Methods". www.toolcraft.co.uk. Retrieved 2018-04-30.
  6. ^ 웹스터, 스티븐Vacuum Forming Market, Stephen Webster Plastics Ltd.2018-04-30 취득.

추가 정보

  • Soroka, W. 패키징 테크놀로지의 기초, IoPP, 2002, ISBN 1-930268-25-4
  • Walsh, D. E. Do It Yourself Vacuum Forming for the Hobbyist (개정판), 워크숍 퍼블리싱, 오리온 호수, MI, 2002, OCLC 46798883
  • Yam, K. L. 패키징 테크놀로지 백과사전, John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6