Що таке акрилове термоформування?

Чистота в магазині справді є однією з тих речей, які відрізняють хороші деталі від брухту. Вся зона термоформування повинна постійно залишатися абсолютно чистою. Навіть трохи пилу або ворсинок у повітрі виявляться дефектами готової поверхні.

Термоформування означає нагрівання пластикового листа до тих пір, поки він не стане м’яким і гумовим, а потім формування його поверх або у форму за допомогою вакууму, тиску або механічної сили. Це може бути що завгодно: від хлопця, який робить це вручну в невеликій майстерні, до повністю автоматизованої лінії, на якій працюють тисячі деталей на день.

What Thermoforming Actually Is

Порівняно з литтям під тиском або видуванням, термоформування має деякі дуже реальні переваги:

Тиск формування смішно низький – часто всього кілька фунтів на квадратний дюйм.
Ви можете виготовляти справді великі деталі, не витрачаючи цілих грошей.
Форма майже не відчуває сили, тому ви можете зробити її з дешевих матеріалів – дерева, гіпсу, смоли, смоли, алюмінію – будь-що працює.
Час виготовлення інструментів вимірюється днями або тижнями, а не місяцями. Ось чому майже кожен прототип, виставкова-модель чи коротко-частина проходять термоформування.

Звичайно, щойно ви перевищите приблизно 10–20 тисяч штук, лиття під тиском зазвичай виграє за-ціною-штуки. Ось порівняння реальних-світових витрат, яке надав мені один магазин для типової-деталі середньої складності:

процес	Вартість інструменту	500 шт	5000 шт	10 000 шт	20 000 шт
Формування тиску	~$5,000	$16.66	$6.95	$6.40	$6.10
Лиття під тиском	~$37,500	$78.07	$10.37	$6.53	$4.65

Ви можете побачити, де відбувається кросовер.

Литий акрил має дуже високу молекулярну масу – він бореться з вами, коли ви намагаєтеся його розтягнути, але він добре утримує тепло і не так сильно провисає в духовці.
Екструдований акрил має нижчу молекулярну масу – він чудово тече, дає-гострі деталі, але він набагато чутливіший до нерівномірного нагрівання. Якщо одна сторона стане гарячішою за іншу, ви відразу побачите це в готовій частині.

The Basic Thermoforming Process

Ви отримуєте лише дрібні деталі на стороні-контакту форми. Інша сторона завжди є «вільною» поверхнею.

Акрил сильно змінюється з температурою, тому будь-який допуск, більший за ±0,020 дюйма, має вказувати «при 70 градусах F» або будь-якій температурі, яку ви маєте на увазі.

Поставте всюди принаймні 5 градусів тяги – більше, тим краще.

Гострі кути – ворог. Кожен кут повинен мати радіус. Чим більший радіус, тим рівномірніша товщина стінки та менша напруга-формування.

Глибока витяжка потребує багато-етапного формування (заглушка, хвиля, замикання-назад тощо). Дрібні речі можна зробити за допомогою простого вакууму або тиску.

Товщина стінок завжди зменшується, коли ви малюєте глибше. Якщо ви попередньо-не розтягнете аркуш, бічні стінки можуть стати паперовими-тонкими, а край залишиться товстим.

Формувальні матеріали, які ми фактично використовуємо:
Прототипи → дерево, МДФ, гіпс, ренборд, епоксидна інструментальна дошка
Виробництво → литий алюміній для 1 000–10 000 шт., алюміній/сталь із механічним обробленням або-водяним охолодженням для тривалих серії.

Оздоблення поверхні: гладка – добре, дзеркальна – погано (затримує повітря). Більшість із нас використовує легку бісерну-стругу або дуже дрібну текстуру EDM. Якщо клієнту потрібна шкіра або волосяна клітина, ми просто витравлюємо її у формі.

Вакуумні отвори – ті самі правила, про які всі забувають:

Діаметр отвору ніколи не перевищує товщину листа
Завжди свердліть назад-свердлом ¼–⅜" приблизно на 0,090" від поверхні
Замало отворів → шкіра кита або неповне формування
Занадто багато або занадто великі → маленькі ямочки, які не можна відшліфувати

Температура форми – підтримуйте її близько 190 градусів F (88 градусів). Холодна цвіль=сліди від холоду та божевільний стрес. Гаряча форма=ти вічно чекаєш, поки деталь охолоне.

Чоловічі проти жіночі форми – запам’ятайте:
Чоловіча форма → найтовстіший матеріал у нижній частині, тонкий у краю
Жіноча форма → найтовстіша на краю, найтонша на дні
Вибирайте відповідно до того, де вам потрібен матеріал.

Match Mold Forming

Вам справді потрібно 28–30 дюймів рт.ст. на поверхні форми. Кожне коліно на 90 градусів, яке ви можете видалити, коштує реальних грошей за час циклу.
Сторона тиску: 99% деталей виготовляються під тиском 20–50 psi. Лише дуже глибокі або різкі-деталі досягають 100–150 psi. Повітря має бути-сухим і-не жирним.

Екструдований лист майже ніколи не потребує. Якщо він пролежав у вологому складі місяцями, поставте його на день у духовку при 176 градусах F. Литий лист – практично ніколи не сушіть.

Холодні затискачі є основною причиною смуги та відсутності-затягування на краях. Розігрійте затискні рами. Серйозно.

Типові температури формування, які ми фактично використовуємо:

матеріал	Формування асортименту	Безпечне видалення темп	Звичайна температура цвілі
Екструдований акрил	290–320 градусів F	185 градусів F	~190 градусів F
Литий акрил	340–380 градусів F	185 градусів F	~190 градусів F

Тонкий лист (< 4 mm) → double-sided quartz infrared, fast and beautiful.
Товстий лист або оптичні деталі →-конвекційна піч із примусовою вентиляцією, крапка. Якщо ви спробуєте інфрачервоним-нагріти литий лист товщиною 6 мм, ви утворите пухирі на поверхні задовго до того, як серцевина достатньо нагріється.

Приблизний час нагрівання з хорошим подвійним кварцом при температурі нагрівача ~1200 градусів F:

Товщина	Час (удари з обох сторін)
3 мм	90–120 сек
6 мм	4–5 хв
9–10 мм	8–11 хв
12 мм	12–16 хв

Неглибокі частини → пряме формування вакуумом або тиском
Середня тяга → допоміжний тиск-заглушки
Глибока витяжка → хвиля + пробка або защелка-назад + пробка (найкращий розподіл товщини, який можна купити за гроші)
Оптичні деталі → вільно-роздуті чи вакуумні-провисають у кільце – жодних слідів інструменту.

Не поспішайте. Рівномірно охолодіть обидві сторони, поки деталь не досягне принаймні нижче 150 градусів F, перш ніж знімати її з форми. Накиньте товсту повстяну ковдру на товсті частини, щоб одна сторона не охолола швидше і не створювала стресу.

Екструдований лист стискається до 3% у напрямку машини, фактично збільшується на ~0,5% поперек.
Литий лист має усадку приблизно на 1,5–2% в обох напрямках.
Завжди спочатку запускайте пробну заготовку та вимірюйте гарячу, а потім регулюйте розмір заготовки.

Acrylic thermoformed letter

Обрізайте як завгодно – висікайте на-лінії, якщо ви можете собі це дозволити, 5-осьовий ЧПК або фрезерний стіл, якщо ви не можете.
Відпалюйте все, що коли-небудь потрапить у розчинник, спирт або зовнішню погоду. 175–180 градусів F протягом приблизно 1 години на кожен мм товщини, охолоджуйте не швидше ніж 25 градусів F/год. Це різниця між частиною, яка триває 6 місяців, і частиною, яка триває 15 років.