Пластмассы находят широкий спектр применения во многих отраслях промышленности от кузовных запчастей для автомобилей до человеческих органов, обеспечивая при этом универсальность и прочность изделий. Для каждого применения требуется уникальный производственный процесс, который позволяет формовать деталь в соответствии со спецификациями. Термоформование и литье под давлением - два наиболее популярных производственных процесса для изготовления пластмассовых деталей - обладают своими преимуществами в зависимости от конкретного применения. В то время как термоформование обычно используется для крупномасштабных конструкций и более коротких производственных циклов, литье под давлением, как правило, является лучшим выбором для производства небольших, сложных деталей в более длительных производственных циклах.
Что такое термоформование?
Термоформование — это процесс, при котором лист пластика нагревают до достаточно высокой температуры и натягивают его на внешнюю или внутреннюю поверхность формы. При этом, в отличие от литья под давлением, только одна поверхность изделия, либо внутренняя, либо внешняя, в точности воспроизводит форму и рисунок формующего инструмента. Популярными методами термоформования являются вакуумный, пневматический и другие.
В зависимости от проекта термоформование имеет несколько неоспоримых преимуществ, таких как:
- Более низкие затраты на оснастку по сравнению с литьем под давлением
- Быстрая разработка продукта и создание прототипов
- Разнообразие текстур и ярких цветовых решений
- Исключительная адаптивность и простота настройки
Термоформование идеально подходит для небольших объемов производства (от 250 до 3000 деталей в год).
Снижение затрат на оснастку.
Оснастка для термоформования стоит дешевле, чем для литья под давлением. Формы для термоформования часто изготавливаются из недорогого алюминия. Пресс-формы для литья под давлением, напротив, обычно изготавливаются из более толстого алюминия, стали или других более тяжелых сплавов, чтобы выдерживать более высокое давление и обеспечивать непрерывное повторное использование при больших объемах производства. Кроме того, при термоформовании формующий инструмент используется только с одной стороны в отличие от пресс-формы для литья под давлением. В результате практически вдвое сокращается расход материала на изготовление пресс-форм, что значительно снижает первоначальные затраты на термоформование. Однако пресс-формы менее долговечны и не могут быть использованы для крупномасштабного или многократного производства.
Размер детали играет значительную роль в экономической эффективности термоформования по сравнению с литьем под давлением. Чем крупнее деталь, тем больше разница между затратами на оснастку. Термоформование становится более экономичным по мере увеличения размера детали.
Быстрая разработка продукта и создание прототипов.
При термоформовании в сравнении с литьем под давлением процесс разработки продукта и тестирования прототипа происходит гораздо быстрее благодаря скорости, с которой могут быть изготовлены формы. Для производства пресс-форм для литья под давлением используются более твердые материалы, такие как сталь, и они состоят из двух полуформ, обеспечивающих формование детали как с внешней, так и с внутренней стороны, вследствие чего процесс их изготовления требует больше времени. Формы для термоформования легче проектировать, изготавливать и модифицировать, что делает их идеальными для разработки и тестирования.
Разнообразие текстур и ярких цветовых решений.
Термоформование предлагает множество преимуществ для дизайна и брендинга продукции. В пластмассах для термоформования могут быть использованы яркие цвета для стойкой окраски всего материала. Кроме того, материалы для термоформования допускают нанесение рисунка, шелкографии, печати, трафарета и покрытий, которые обеспечивают уникальный дизайн, текстуру и отделку для улучшения внешнего вида и долговечности продукта.
Исключительная адаптивность и простота настройки.
Поскольку для термоформования используется простая односторонняя форма, изготовленная из материалов с высокой формуемостью, конструкции таких форм могут быть изменены быстро и с минимальными затратами. Для литья под давлением, напротив, используются двойные формы из более тяжелых материалов, что требует больше времени и затрат на их изготовление.
Области применения термоформованной продукции.
Низкая стоимость, универсальность и адаптивность делают термоформование идеальным для многих областей применения, включая:
- Автомобилестроение: приборные панели, компоненты сидений, внутренние панели, бамперы и воздуховоды.
- Аэрокосмическая промышленность: воздуховоды, компоненты сидений, внутренние панели, оборудование камбуза и шторки иллюминатора.
- Строительство: корпуса оборудования, ящики для инструментов, внутренние и внешние панели.
- Медицина: корпуса диагностического и визуализирующего оборудования, кровати и мебельные компоненты, вспомогательное оборудование, а также стеновые и потолочные панели.
- Общественный транспорт: внутренние и внешние панели транспортных средств, элементы сидений, приборные панели и осветительные приборы.
- Офисное оборудование: корпуса факсов, принтеров, компьютеров и копировальных аппаратов, электрические панели, настенные и потолочные панели и мебель.
Что представляет собой литье под давлением?
Литье под давлением предполагает длительное предварительное проектирование и инжиниринг для разработки детальной оснастки или пресс-форм. В разъемные пресс-формы, изготовленные из нержавеющей стали или алюминия, впрыскивают расплавленные жидкие полимеры при высоких температурах и давлении. Затем формы охлаждаются, и получают готовый продукт.
Литье пластмасс под давлением само по себе обладает рядом неоспоримых преимуществ, таких как:
- Детализированная, высокоинженерная оснастка с возможностью изготовления пресс-форм с несколькими полостями
- Высокоточная обработка больших объемов мелких деталей.
- Эффективное использование материалов и небольшой процент брака.
Литье пластмасс под давлением идеально подходит для крупносерийных заказов и массового производства в проектах, требующих тысячи или даже миллионы одинаковых деталей.
Детальная оснастка для сложных деталей.
Одним из основных преимуществ литья под давлением является возможность создания очень сложных деталей с необычными геометрическими формами. Это обеспечивается высоким давлением, благодаря которому материал плотно вдавливается даже в самые мелкие полости. Варианты пресс-форм с несколькими полостями позволяют дополнительно адаптировать процесс литья под давлением к конкретным потребностям.
Предельная точность и эффективность.
Литье под давлением предполагает использование прочных пресс-форм для многократного применения. Пользователи могут рассчитывать на то, что пресс-форма обеспечит высокоточные, повторяющиеся результаты при больших объемах производства в течение многих лет. Литье под давлением особенно эффективно для изготовления очень маленьких и сложных деталей, которые трудно создавать с помощью термоформования, резки, фрезерования и других методов.
Снижение затрат на литье пластмасс под давлением.
Хотя литье под давлением дороже термоформования, общие производственные затраты можно снизить путем упрощения и оптимизации конструкции пресс-формы, модификации процесса производства, использования методов сокращения расхода материала.
Эффективное использование материалов.
Литье под давлением — это высокоэффективный процесс с очень малым процентом брака. Количество материала для каждого компонента точно измеряется для гарантии полного заполнения формы, что в конечном итоге приводит к небольшим отходам. После извлечения из формы изделие не требует дополнительной обработки. Все это делает возможным крупномасштабное производство.
Области применения изделий, изготовленных литьем под давлением.
Литье под давлением преимущественно применяется для производства товаров в таких областях, как:
- Строительство: ручной инструмент, крепежные детали, дверные и оконные замки, столярные изделия, ручки и другие строительные аксессуары.
- Аэрокосмическая и автомобильная промышленность: лопатки и корпуса турбин, линзы, панели и шестерни.
- Продукты питания и напитки: пищевой пластик для конвейерных систем, систем фильтрации и переработки; упаковка продуктов питания и напитков.
- Медицина и фармацевтика: компоненты медицинского оборудования, диагностические наборы, рентгеновские компоненты и наборы для подготовки к операции.
- Торговые точки: оборудование для розничной торговли, такое как разделители, крючки и ограничители для товаров.
