روش هاي ترموفورمينگ

شكل دهنده هاي مكانيكی

اين روش شكل دهنده هواي متراكم را استفاده نمي كند يا روش برقي حركت مي دهد و قالب لايه را مي سازد . نيروهاي لازم توسط كشيده شدن يا خم شدن روي سطح بكار گرفته مي شود يا توسط فشار دادن سطح از كلي يا دو طرف با هم بندي ها ، قالب بندي ، يا پوشش هاي شكل گرفتة مختلف بكار گرفته مي شود . پوشش ها بطور پوششي براي توزيع كردن پلاستيك در قالب استفاده مي شود . چندين تكنيك شكل گرفتة مكانيكي ، قالب سخت ، قالب كشيده ، قالب هاي مساوي شده ، و گرماي همسان شده هستند .

قالب سخت ، يك چهارچوب برون خطي است كه روي سطح گرما از يك طرف فشار مي آورد و روي لبه هاي قاب از جهت مخالف ، شكل هاي هندسي را خلق مي كند ، آنهم در حالي كه فقط با لبه ها را در تماس هستند .

اين فرايند اغلب براي قسمت هاي آشكار استفاده مي شوند ، جايي كه نورشناسي خوب مورد نياز است . اين فرايند با مواد – با گرما بالا – بهتر كار مي كنند ، مثل قالب آكريليك و با تیریت، هر چند ، پلي كرنيت و ABS بطور موفق آميزي شكل گرفته است. تقاضاها نمايش موارد، پنجره ها ، ولترهاي روشن را دربرمي گيرد . ( نمودار ۱-۸ را نگاه كنيد ).

قالب كشيده ، در اين فرايند ، سطح براي حرارت قالب دهي گرم شده اند ، و به طرف سطح قالب حركت مي كند ، و پس روي لبه هاي سطح كشيده مي شود ، و بر روي سطح قالب گسترده مي شود . آن پس در مكاني براي سرد كردن ، متصل مي شود . آكريليك يا پلي كربنات آشكار بطور نسبي بوسيلة اين فرايند شكل گرفته است . روش همچنين استفاده مي شود ، وقتي كه پوشش پلاستيك در طول يك ميله محور سنبه باشد آنهم براي يك شكل حلقوي يا شكل « U » ( نمودار ۲-۸ را نگاه كنيد ) .

قالب مساوي شده . اين فرايند دو قالب را با سطوح جفت شده يا مساوي شده استفاده مي كند . كه تراكم بين سطح گرم آنهاست . به روي كشيدگي مواد بستگي دارد ، نيروهاي فشار نورد حدود ۶۰-۵۰ psi ( kpa 414-34 ) است . بعضي مواد فيبر – مسلح ممكن است فشارهاي بالاتري را نياز داشته باشد . هزينه هاي ابزاري در اين فرايندها بالاتر هستند ، با بلندي كه به زمان ها مي رسد ، زيرا دو سطح قالب نيازمند است . بيشتر از اينها ، فشارهاي عمل كنندة بزرگتر قالب هاي قوي تري را درخواست مي كند . هرچند ، با اين فرايند ، جزئيات به روي هم قسمت و هم سطوح يا قالب هاي آلومينيومي حرارت كنترل شده ، قسمت هاي خنك خيلي به سرعت و با فشارهاي باقيمانده و اندك قالب بندي مي شود . مواد اسفنجي و مواد فيبر – مسلح بطور خاص توسط اين فرايند شكل گرفته است ( جدول ۳-۸ را نگاه كنيد ) .

گرماي همسان شده :

گرماي همسان شده بطور گسترده اي براي ساختن خميدگي هاي تك – سطحي در سطح ترموپلاستيك مورد استفاده قرار مي گيرند . يك گرماده آشوبگر يا سيم مقاوم نيكي كروم حلقوي بطور تخميني ۰۲۵/۰ اينچ معادل ( mm64/0 ) در ضخامت سطح به داخل يك شكاف در سطح نورد بزرگ فرو شده است . سطح پلاستيكي بر روي سطح نورد كشيده شده است ، كه فقط خط صاف و همواري از گرماده را گرم مي كند . سطح پس خم شده و در يك قالب قرار مي گيرد كه شكلش را در حالي كه در حال سرد شدن است حفظ كند . گرماده هاي اضافي مي توانند در نورد تنظيم شوند آنهم براي خلق كردم خميدگي هاي دوگانه در يك جزء ، به خاطر نيازمندي ها به توليد بالا ، نوردهاي گرماده دو گانه و قالب ها براي حفظ كردن سرعت توليد مورد استفاده قرار مي گيرند ( نمودار ۴-۸ را نگاه كنيد ) .

براي موادي بزرگتر از in 125/0 ) معادل ( mm 18/3 ) كلفتي ، گرمايي از هر دو طرف هرجزء بكار برده مي شود كه برآمدگي هاي سطح را حذف مي كند . يك طرف براي ۴۵-۳۵% براي چرخه گرما داده مي شود ، و جزء براي يك ۵۵-۴۵% اضافي با يك حركت تند انجام مي شود ، و طرف اول دوباره براي تعادل چرخه گرم شده است ، رديف بلوك ها بر روي نورد براي تضمين كردن مكان آشناي سطح بر روي تسمه هاي گرماده عمل كرده است .

خميدگي هاي تندتر ، و مستقيم تر در موارد ضخيم خلق شده است اگر ۹۰ V شياردار ، براي زواياي مستقيم بر روي سطح دروني سطح اولية گرمايي مكانيزه شده است . ( نمودار ۵-۸ را نگاه كنيد ) .

فرم دهی تحت خلاء :

شكل دهندة برقي را آويزان كنيد . روش ترموفورمينگ معمولي ، شكل دهندة برقي را آويزان مي كند . يك قالب مونث يا مذكر به داخل يك سطح گرم حركت مي كند ، و يك برقي عادت دارد كه هواي متراكم را بين سطح و قالب به دام بيفكند . يك فشار اتمسفري ( [ kpa 101 ] psi 7/14 ) براي حركت دادن سطح گرم در تمام با قالب مورد استفاده قرار مي گيرد ، و سطح را تا اينكه آن قسمت پايين حرارت گرمايي منحرف را سرد كند ، حفظ مي كند .

در اين فرايند ، پراكندگي خوب ماده اي ، يا ناچگالي مساوي ، بر روي اين موارد تغيير پذير بستگي دارد :

• گرماي يكنواخت سطح
• نوع ماده ي
• كشيدگي سطح
• حرارت قالب
• سرعت دفع هوا ( برقي و يا تراكم هوا )

باحفظ كردن درجه حرارت قالب بطور تخميني ( ۶ ) ۱۰ زير درجة حرارت انحراف مواد ، و بوسيلة استفاده از سرعت سريع دفع هوا ( برقي و يا فشار ) ، بهترين پراكنش مواد به دست مي آيد . يك قالب با حرارت كنترل شده ، كيفيت جزء را افزايش مي دهد .

در شكل دهندة برقي آويزان ، به عنوان سطح گرم در تماس با هر حركت قالب مي آيد ، كه محدودة سطح سريع تر از محدودة لمس شده ، سرد مي شود . قدرت گرما افزايش پيدا مي كند ، آنهم جايي كه سطح ، قالب را لمس مي كند . ا ين سبب مي شود كه بيشترين سطح كشيده شده از محدوده لمس نشده مي آيد .

اينجا يك گوناگوني از روش ها براي كشيدگي سطح وجود دارد كه پراكنش ماده اي يكنواخت را تضمين مي كند . قالب مذكر – پشت را ناگهان مي گسلاند . اين يك فرايند معمولي است زيرا جعبة كمك به سرعت و بطور ارزاني ساخته شده مي باشد . جعبة كمك به داخل سطح گرم حركت
كرده است ، كه علت چسبناكي محيطش است . يك مكنده در داخل جعبه معرفي شده است ، و موادي كه هنوز گرم هستند را به داخل شكل كاسه در جعبه ، مي كشد . چشم فتوالكتريك ( نوري – برقي ) اغلب براي كنترل كردن عمق كاسه يا حباب مورد استفاده قرار مي گيرد . قالب پس به داخل حباب حول داده مي شود ، و به نورد اجازه مي دهد كه فلز وز كرده را براي چسباندن مادة گرم به لبة جعبه جاسازي كند . در اين زمان ، مكنده از جعبة كشيده شده به قالب ذخيره مي كند ، و علت مواد براي گسستن ناگهاني پشت به طرف سطح قالب است . جعبه سپس دور از جزء حركت مي كند مداخله با كولرهاي سرد كننده را حذف مي كند ( نمودار ۶-۸ را نگاه كنيد ) .

قالب مذكر – آبكوهه بند مي آيد . اين وضعيت شبيه به اين است كه پشت را مي گسلاند به غير از جعبه كه مورد فشار قرار گرفته است و علت مواد گرم براي بيرون كشيدن از جعبه در يك شكل حبابي مي باشد.

مرتفع ترين آبكوهه ، در حدود ۷۵% از ارتفاع قالب است كه با اولين سطح شكل گرفتة مواد سازگار شده است . قالب به داخل نورد كه ماده را به لبة جعبه مي چسباند ، حركت كرده است . مكنده پس براي قالب بكار رفته است ، مواد را به خاطر ارتباط با قالب كامل و سطح نورد ، مي كشد . اين فرايند بيشترين ضخامت ديوار را نسبت به گسلاندن پشت دارد ، اما خيلي مشكل براي تطبيق دادن براي توليد مناسب است . فشار در جعبه بايد توسط سوپاپ هاي كمكي كنترل شده باشند ، مثل قالبي كه به داخل آن به زور قرار گرفته باشد . ( نمودار ۷-۸ را نگاه كنيد )

فرآیند ترموفورمينگ

ترموفورمينگ فرايند لايه و سطح پلاستيكي شكل دهنده و گرمايي است . صنعت عموماً مواد را طبقه بندي مي كنند كه كمتر از ۰/۰۱۰in . مي باشد ( معادل mm 25/0 ) ، نازك مثل پرده اي غشاء مانند ، و بزرگترين ضخامت در سطح مورد بررسي قرار مي گرفته است . سطح پلاستيكي يا پردة غشاء مانند بايك درجةحرارت مخصوص گرم شده است .آنهم جايي كه آن
انعطاف پذير است ، و فوراً به پيكربندي مطلوب كه نيروي حداقلي رااستفاده مي كندرا شكل
مي دهد وقتي كه قسمتي خنك مي شود ، درجة حرارتي اش منحرف شده و پايان رفته است ، آن از قالب خود حركت مي كند و گردبافت عادت داشته كه سطح را در طول فرايند اصلاح شدن ، حفظ مي كند . هركدام از دريچه هاي مورد نياز در يك قسمت پس اصلاح شدة ، خارج مي شوند گرد بافت براي استفاده بعدي ، دوباره به جريان مي افتد .

سطح پلاستيكي ترموفورمينگ در اواسط دهه ۱۹۳۰ با معرفي قالب سطح آكريليك آغاز شد . اولين كارايي اش در سال ۱۹۴۵ براي توليد قبه هاي فرودگاه نظامي ، برجك هاي نظامي و آسمانه هاي نظامي ، بود . بعد از جنگ جهاني دوم ، رزين هاي پلاستيكي ترموهاي قابل
شكل گيري براي سطح برون راني ، توسعه يافته است ، ساختن سطح مواد موجود براي ترموفورمينگ جديد است . در دهه ۱۹۸۰ و اوايل ۱۹۹۰ ، ترموفورمينگ يكي از روش هاي سريع رشده كردة فرايند پلاستيكي است .

ترموفورمينگ چندين مزايا و چندين مضراتي را دارند ، وقتي كه با ديگر فراينده هاي پلاستيكي مقايسه مي شود .

مزايا فرآیند ترموفورمينگ

هزينه هاي ابزار ترموفورمينگ و زمان هاي تحويل بطور ارتباطي به خاطر چندين دليل خيلي پايين است .

اول ، ترموفورمينگ با ديگر فراينده ها در مقايسه است زيرا فشارهاي كمتري مورد نياز است . وقتي كه شكل دهندة برقي ، حداكثر نيروي از psi 7/14 ( kpa 101 ) مورد استفاده است . به فشار شكل دهنده ، psi150-30 ( kpa 1034-257 ) نياز است . شكل دهنده مكانيكي حتي فشار كمتري از شكل دهندة برقي را نياز دارد . نمونة اصلي خيلي كوتاه و بدون ويژگي هاي انتقادي حركت مي كند و   مي تواند قالب هاي چوب ، گچ ، پلاستيكي ، فايبرگلاس ، يا اسفنج سخت ، را استفاده مي كند . توليد قالبها مي تواند قالب پلاستيكي باشد يا قالب ماشيني شده باشد يا قالب آلومينيمي باشد ، كه بطور ترجيح پذيري حرارت كنترل مي شود .

مزيت دوم ، اين است كه هزينه قالب هايي با فشار شكل دهي و برق بطور نسبي با اندازه افزايش نمي يابد . براي مثال ، دوبرابر كردن اندازة قالب ممكن است هزينة ابزار را فقط % ۵۰-۲۵ = ۲۵ تا۵۰% افزايش دهد . اين موردي در فزايندهاي قالب ريزي با فشار بالا نيست .

مزيت آخر ، قالب هاي ترموفورمينگ هميشه فقط ، يك طرفه هستند ، دوباره هزينه ها كم مي شود و زمان هاي توليد هم كم مي شود .

ماشين آلات :

به خاطر جريان ترموفورمينگ، فشار پايين براي فرم دادن صفحه يا سطح ، استفاده مي شود ، هزينه ماشين آلات گرمايي و شكل دهنده پايين تر از فرايندهاي ديگر فورد مساوي يا اندازه قالب است . در اين زمان كه شكل دهندة برقي ، دو فشار را مورد بررسي قرار مي دهد :

1. فشار اتمسفري را برخلاف قالب بكار مي بندد آنهم وقتي كه شكل دهنده و محافظ سطح در مكان باشد .
2. نيروي لازمه بالا مي برد يا پايين مي آورد قالب تا به داخل سطح داغ برسد قبل اينكه برق بكار گرفته شود . نيروي شكل دهنده ، فشارهايي پايين را تا حد psi 15-30 ( kpa 1034-257 ) دربردارد . هرچند بطور ساختاري ، نيروي فشار نوردها مورد نياز هستند ، زيرا آنها بطور مكانيكي با همديگر فعل شده اند . اين هواي معين را بين سطح گرما و قالب از طرفي ديگر ، و ظرف فشار از يك طرف ، حاصل مي كند .

خواص فيزيكي فرآیند ترموفورمينگ

ترموفورمينگ ها بهترين خواص فيزيكي را در قسمت هاي پايان يافته خلق مي كنند ، زيرا وقتي كه به جريان مي افتد ، قسمتي فشار آتش است . وقتي كه سطح پلاستيكي بطور نافرمي گرم شود با درجه حرارت شكل مي گيرد و سپس به سرعت به داخل قالب سرد شده ، ريخته مي شود ، حداقل فشارهاي داخلي در قسمت پايان يافته بوجود مي آيد ، در سطح شكل گيري با دهانه اي سنگين ، يك قالب را با درجه حرارت كنترل شده ، بيشتر يونيفرم سرمايي را در ميان هم سطوح لايه تضمين مي كند ، و بيشتر فشارهاي دروني را كاهش مي دهد .

يك مزيت ديگر سطح شكل دهنده ، رزين شروع كننده است ، چيزي است كه براي خارج كردن سطح از ميان سوراخ هاي بزرگتر از آنهايي كه در قالب تزريقي هستند ، استفاده مي شود ، و ممكن است كه يك پايين تر يا خيلي از جريان فلز گران روا ويسكوزي را داشته باشد . اين رزين هميشه خواص فيزيكي بهتري را نسبت به مواد با جريان بالاي فلز را داشته باشد . بطور متوالي ، فرايند ترموفورمينگ مي تواند مزيت هايي از رزين با كارايي بالا را بكار ببندد .

محصولات طبقه بندي شده :

لايه هاي دوگانه از مواد گوناگون مي تواند متساوياً بيرون ريخته شده باشند يا فشار چند لايه اي را در داخل سطح يا صفحه قرار دهد ، و خواص بسيار گوناگون و عظيمي را در مواد يك قسمت و جزء بوجود آورد .

براي مثال ، يك بسته با ديواره نازك مي تواند ترمورفورمر باشد ، از يك ماده اي كه يك سطح دروني و نيازهاي (FDA) Food and Dray Administnation را دربردارد ، يك لاية مانع از آب يا مواد با مقاومت گاز دارد ، يك لايه اصلي از مواد دوباره خرد شده دارد ، و يك لاية
بيروني تر يا اصلي تر از مواد با مقاومت بسته را دارا مي باشد . زيرا بعضي از اين مواد ممكن است ناسازگار باشد ، لايه هاي ديگر ريسمان يا مواد چسبناك براي بستن آنها ، مورد استفاده قرار مي گيرد .

اجزاء كوچك :

اجزاء كوچك و اندازه كم در داخل قالب هاي پيچيده شكل گرفته است ، آنهم با ضخامت
ديواره اي كمتر از ۰/۰۱۰in معادل ( ۰/۲۵mm )، در قطرهاي بالا بطور رقابتي ترمورفورمر
شده است . بسته هاي برآمده ، صدفي ، فنجاني ، لوله اي ، و محدوديت هاي قالب بطور معمولي با سرعت ۲۰۰۰۰۰ از هر قسمت در هر ساعت با هر قالب ، را در بردارد .

اجزايي هستند كه با تكنيك هاي خاص توليد شده مي باشند . يك غالب تك براي اندازه هاي بزرگ    مي تواند بالاتر از ۵۰ جزء براي هر تغيير جهت توليد كند ، كه بر انتخاب مواد و طرح قالب بستگي دارد .

محصولات اسفنجي :

سطوح اسفنجي مثل پلي استري و پلي تايلين ، از دهانة باريك به دهانة سنگين ، ترمورفورمرگ
مي شود . بطور خاص محصولات كارتن هاي تخم مرغ ، بسته هاي غذايي ، بالشتك هاي ورزشكاران ، قاب عايق نياز اتوماتيكي و بسته بندي هاي متفاوت صنايع هستند .

اجزاء شكل دهنده – فشار :

اجزاء شكل دهندة – فشار ، مثل كي كامپيوتر و جاي زندگي ماشين ، قالب هاي كنترل ، و ديواره ، ويژگي قالب ، قابل مقايسه با قالب تزريقي در ۲۰-۱۰% از هزينه هاي ابزاري با زمان كوتاه تر تحويل مي باشد .

طرز برخورد سطح :

سطح مواد مي تواند بطور اقتصادي با خردهاي چوب متصل شده و يا طرح هاي نوظهور چاپ شود و سپس با شكل مورد نياز ترمورفورمر شود ، و مدل هاي جديد را تنظيم و حفظ مي كند و عملكردها را مثل مكان گرما يا چاپ قاب ، اعمال مي شوند .

ضررها :

بيشتر فرايندهاي رقابتي با رزين پودر شده آغاز مي شود و غالب بطور مستقيم به داخل محصول پايان يافته راه مي يابد . ترموفورمينگ با يك سطح يا لايه آغاز مي شود ، و هزينة جز را پاياني جمع مي كند .

جزئيات و مقاومت انبوه فقط روي يك طرف قالب موجود مي باشد ، و بيشترين ترموفورمينگ ها با يك قالب يك طرفه عمل مي كنند . شكل هاي ثانويه و جزئيات مي بايست با سطح دوم جمع شوند يا با سمت پشت با هزينه اضافي .

سرانجام ، بخاطر اينكه سطح محكم بسته شده است و نگه داشته شود ، آن بايد بزرگتر از شكل مطلوب باشد ، كه نياز به دسترسي مواد براي هر قسمت دارد و كار اضافي براي آراستن اين گربافت است . همة روزنه ها همچنين بايد در يك جزء آراسته شده باشند . اين گردبافت مي تواند از ۲۵-۱۵% وزن اصلي لايه متفاوت است ، در نتيجه ، آرايش بازيافت ، در هزينه جزء پاياني به حداقل رسيده است و اين اهميت دارد .

مواد ترموفورمينگ :

اينجا ترموفورمينگ هاي بسياري وجود دارد و الستومرهاي ترموپلاستيكي موجود براي فرايندهاي ترموفورمينگ متفاوت موجود است .

ترموپلاستيك ها موادي هستند كه مي توانند بطور مكرر با گرم شدن نرم شوند و با سرد شدن ، سخت شوند . آنها همه خطي هستند ، و خيلي پليميرهاي شاخه بندي شده دارند . اين پليمرها از مولكول هاي بلند تشكيل شده اند ، و هركدام ممكن است كه زنجيره اي با طرف غيرمستقيم با گروه هاي مولكولي داشته باشند .

اخيراً ترموپلاستيك هاي وابسته به طور معمولي در جريان هستند ، اما در پايان جريان ، آنها با طرف مستقيم و با تكنيك هاي خاص و ويژه هستند ( براي مثال ، يك نماينده هسته اي يا يك قالب گرم شده در قسمت بالا حرارت را شكل مي دهد ) ، مواد مي توانند همچنين مستقيم مرتبط شده باشد آنهم توسط تشعشع ، آنها را به يك قسمت ترموستات پر يا توسعه نيافته انتقال دهد و با خواص فيزيكي اصلاح كند . ترموپلاستيك ها بطور تخميني ۹۰% از همة پلاستيك هاي رايج فرايند يافته ، تشكيل شده اند .

هر رزين ترموپلاستيكي كه مي تواند خارج يافته باشد ، داخل سطح يا لايه ، ترمورفورمر مي تواند باشد ، هرچند ، اينها با قدرت گرمايي پايين با درجة حرارت شكل دهنده ممكن باشد براي شكل و فرم دادن سخت باشند . سطح و لايه با برون ريزي ، متساوياً بيرون ريزي ، قالب ريزي مداوم ، برون ريزي قالب ها تراكم قالب ريزي و فشار متصل شده ، توليد شده اند .