كيفية اختيار ماكينات تشكيل البلاستيك بالحرارة

التشكيل الحراري هو عملية تتضمن تسخين الألواح البلاستيكية حتى تصبح مرنة لإنشاء هندسة محددة. يتم شد هذه الورقة البلاستيكية على قالب لإنشاء الشكل النهائي. تتوفر العديد من آلات التشكيل الحراري ، كل منها مصمم لتطبيقات محددة. تقدم هذه المقالة نظرة ثاقبة لاختيار آلة مناسبة لاحتياجات عملك.

جدول المحتويات
سوق آلات التشكيل الحراري
ما الذي تبحث عنه في آلات التشكيل الحراري البلاستيكية
تطبيقات التشكيل الحراري البلاستيكي

سوق آلات التشكيل الحراري

تم تقييم سوق ماكينات التشكيل الحراري العالمية 961 مليون دولار في عام 2022 ومن المتوقع أن ينمو بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 4.3٪ من 2022 إلى 2032. التشكيل الحراري آلات استحوذ السوق على 1-2٪ من سوق آلات التعبئة والتغليف العالمية في عام 2021 ، والتي بلغت قيمتها 58 مليار دولار أمريكي. توسع هذا القطاع بسبب زيادة الطلب على المشروبات المعبأة وعصائر الفاكهة ، من بين منتجات أخرى.

فى السنوات الاخيرة، مشكلة بالحرارة تم استخدام البلاستيك كبديل للمعادن في مختلف الصناعات ، بما في ذلك صناعة الطيران والنقل. لديهم أيضًا مجموعة واسعة من التطبيقات في صناعة الأدوية.

تقدم هذه المقالة نظرة ثاقبة لعملية التشكيل الحراري ، وأنواع مختلفة من آلات التشكيل الحراري ، والتطبيقات.

ما هو تشكيل البلاستيك بالحرارة؟

يشير التشكيل الحراري البلاستيكي إلى تسخين أجزاء صغيرة من الألواح البلاستيكية وتمديدها فوق قالب باستخدام فراغ. تستخدم هذه الطريقة بشكل شائع لأجزاء النموذج الأولي. ومع ذلك ، إنتاج كبير آلات تسخين وتشكيل الصفائح البلاستيكية وتقليم الأجزاء المشكلة بسرعة للتطبيقات ذات الحجم الكبير. اعتمادًا على الماكينة ، وحجم القالب ، والأجزاء التي يتم تشكيلها ، يمكن لهذه الآلات أن تنتج آلاف الأجزاء الجاهزة في الساعة.

يتم توفير المواد البلاستيكية في كريات أو لفات من الراتنج ، ويتم تصنيعها أو شراؤها في منشأة بثق. تُستخدم كريات الراتينج للتشكيل الحراري في الخط. يتم تغذية الألواح البلاستيكية في بالحرارة آلة ونقلها إلى منطقة التدفئة على السلاسل. تقوم هذه السلاسل بنقل الألواح عبر فرن التسخين بالماكينة ، ومحطة التشكيل ، ومحطة القطع.

ما هي أنواع تشكيل البلاستيك بالحرارة؟

التشكيل بالضغط والتشكيل بالفراغ هما أكثر أنواع التشكيل الحراري شيوعًا.

تشكيل الفراغ: يتم تسخين الألواح البلاستيكية حتى تصبح مرنة ، ويتم شدها على قالب ، وتشكيلها بالشكل الهندسي المطلوب باستخدام ضغط الفراغ. يتم استخدام عناصر مثل أدوات الألمنيوم التي يتم التحكم في درجة حرارتها والإيبوكسي والأدوات الخشبية في هذه العملية. تشكيل الفراغ هو الأكثر وضوحا بالحرارة تقنية هناك.

مع تشكيل الفراغ ، يمكن استخدام كل من القوالب الأنثوية والذكور. عندما تكون الأبعاد الخارجية أكثر أهمية من الأبعاد الداخلية ، يتم استخدام القوالب الأنثوية ، ويتم وضع الألواح البلاستيكية داخل القالب. من ناحية أخرى ، تحتوي قوالب الذكور على لدائن حرارية موضوعة فوق القالب وتستخدم عادةً عندما تكون الأبعاد الداخلية هي الأولوية القصوى.

تشكيل الضغط: هذا هو بالحرارة عملية يتم فيها تسخين الألواح البلاستيكية حتى تصبح مرنة ثم ضغطها على قالب. يتم تفريغ الهواء من الصفيحة البلاستيكية ، كما يتم تطبيق ضغط الهواء فوقه. يأخذ الجزء شكل القالب بمجرد تبريده.

يمكن إنتاج الأجزاء البلاستيكية الكبيرة بكميات كبيرة باستخدام التشكيل بالضغط. يمكن أيضًا تحقيق الأجزاء ذات الأشكال المعقدة والتفاوتات الضيقة بسهولة. تسمح هذه العملية بزوايا ضيقة وخطوط نظيفة وتفاصيل دقيقة أخرى. يستخدم التوجيه الآلي لإنهاء الأجزاء.

ما الذي تبحث عنه في آلات التشكيل الحراري البلاستيكية

يجب مراعاة مواصفات المنتج التالية قبل اختيار آلة التشكيل الحراري.

- منطقة الرغوة: تشير إلى المساحة المبنية التي يتكون فيها الجزء البلاستيكي. تحتوي هذه المساحة على قوالب ومقابس أساسية وآليات لطبع الأنماط على ألواح بلاستيكية مسخنة مسبقًا.

- عمق السحب: يشير إلى نسبة السحب ، وهي عامل حاسم في بالحرارة عملية. تتيح هذه النسبة للمصنعين تحديد مقياس البلاستيك اللازم لكل مشروع. كما يسمح للمصنعين بتحديد سمك الجزء البلاستيكي ومساحة السطح التي يجب أن تغطيها الصفيحة البلاستيكية أثناء عملية التشكيل الحراري.

- أبعاد الآلة: يتم تحديد حجم الأجزاء البلاستيكية التي يمكن إنتاجها حسب أبعاد التشكيل الحراري آلة. على سبيل المثال ، آلة التشكيل الحراري لسطح المكتب تكون مضغوطة وبالتالي لها أبعاد تشكيل محدودة. من ناحية أخرى ، فإن المعدات الصناعية أكبر بكثير ولديها قدرة أكبر.

- قوة التثبيت: حالات قليلة من معدات التشكيل الحراري ، مثل تشكيل الضغط والمطابقة قالب آلات التشكيل ، تضغط على الورقة البلاستيكية لإنشاء الجزء النهائي. تعتبر قوة التثبيت عاملاً مهمًا لأنها تحدد نوع المادة التي يمكن استخدامها.

- قدرة تغيير الأداة: من خلال تقييم قدرة تغيير أداة آلة التشكيل الحراري ، يمكن للمصنعين تحديد مدى سرعة تنفيذ تغييرات الأداة. يعمل تغيير الأداة بشكل أسرع على تحسين الكفاءة وتقليل التكاليف وزيادة الإنتاجية.

أنواع معدات التشكيل الحراري

بعد تحديد الخصائص المرغوبة ، يمكن للمصنعين اختيار آلة التشكيل الحراري التي تناسب إحدى هذه الفئات.

آلات التشكيل الحراري الصناعية: هذه آلات كبيرة الحجم مصممة للإنتاج بالجملة. إنها متوافقة مع مجموعة واسعة من المواد وسمك الألواح ، ولها سحب أعلى ، ولديها قوى تفريغ أقوى لإنشاء تفاصيل معقدة وإنتاج مخرجات عالية الجودة. بعض التشكيل الحراري الصناعي آلات هي آلات تشكيل الفراغ Formech و Belovac و GN. تبدأ أسعار هذه الآلات من حوالي 10,000 دولار أمريكي وتتجاوز ذلك بكثير.

آلات التشكيل الحراري لسطح المكتب: هذه الآلات لها أبعاد أصغر ، ولا تمارس قوة أقل ، ولديها مجموعة محدودة من المواد مقارنة بالآلات الصناعية. عادةً ما يستخدمها الهواة ومطورو المنتجات لإنتاج نماذج أولية وأجزاء مخصصة بكميات صغيرة. يبلغ سعر هذه الآلات عادةً أقل من 1,000 دولار أمريكي.

أنواع اللدائن المستخدمة في التشكيل الحراري

قبل بدء دورة الإنتاج ، من الأهمية بمكان مراعاة الخصائص الفيزيائية للألواح البلاستيكية لضمان التوافق. فيما يلي بعض أكثرها استخدامًا بالحرارة المواد.

1. مادة البولي بروبيلين (PP): وهي واحدة من أكثر مواد التشكيل الحراري شعبية من حيث الحجم والقيمة. يستخدم البولي بروبلين لتصنيع اللعب والحزم وأجهزة التهوية ، من بين منتجات أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تتمتع بمقاومة ممتازة للمواد الكيميائية والحرارة والتعب.

2. أكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS): وهي معروفة بصلابتها ومقاومتها للتآكل ومقاومة الحرارة ، مما يسمح بتشكيل البلاستيك في درجات حرارة عالية. يتم استخدامه لتصنيع العناصر الإلكترونية والأجهزة المنزلية والأدوات وحاويات الطعام. 

3. البولي فينيل كلوريد (PVC): إنه مرن لأنه يمكن أن يكون لينًا أو صلبًا حسب احتياجات الشركة المصنعة. مادة PVC قوية وكثيفة ويمكنها تحمل درجات الحرارة العالية ولكنها ليست مقاومة للمواد الكيميائية تمامًا. يتم استخدامه بشكل متكرر في إنتاج إطارات النوافذ والأنابيب والكابلات الكهربائية وغيرها من العناصر.

4. البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET): له خصائص حاجز جيد للزيت والكحول ، بالإضافة إلى مقاومة المواد الكيميائية والصدمات. إنها واحدة من أكثر المواد البلاستيكية التي يتم إعادة تدويرها بشكل متكرر وتستخدم بشكل شائع لزجاجات المياه والمشروبات الغازية.

5. البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE): من المعروف أنه يتمتع بمقاومة عالية للمواد الكيميائية والماء والأشعة فوق البنفسجية. تتميز بنسبة عالية من القوة إلى الكثافة وتستخدم لتصنيع أنابيب المياه والأكياس البلاستيكية والزجاجات وأغشية التغليف.

تطبيقات التشكيل الحراري البلاستيكي

- بلاستيك بالحرارة لها العديد من التطبيقات في مختلف الصناعات. تقوم بتصنيع أغطية معدات طبية عالية الجودة تسمح بتخزين الأدوات الطبية نظيفة وجافة.

- يتم استخدام التشكيل الحراري لإنشاء حاويات لشاشات البلازما والبلور السائل وشاشات اللمس.

- تُستخدم هذه العملية على نطاق واسع لإنشاء مكونات المعدات الزراعية مثل الأسطح والألواح للجرارات وأغلفة البخاخات ومنازل المواشي. تُفضل الألواح البلاستيكية على مكونات الصفائح المعدنية لأنها أكثر مقاومة للأشعة فوق البنفسجية والبيئات المسببة للتآكل.

- بلاستيك بالحرارة يستخدم في صناعة السيارات لتصنيع أجزاء مختلفة من السيارات مثل لوحات العدادات ، والمصدات ، وأنابيب الهواء ، والأبواب ، وحصائر الأرضية.

لنلخص

قدمت هذه المقالة نظرة عامة على المكونات الأساسية لـ آلات تشكيل البلاستيك بالحرارة، بالإضافة إلى خيارات المواد ومعلمات الأداء. كما تطرق إلى التطبيقات الأكثر شيوعًا والعوامل الرئيسية التي يجب البحث عنها عند شراء آلة التشكيل الحراري.