Материалы для термоформования
Формуются почти все аморфные термопласты и часть кристаллических. На выбор влияют три свойства: в каком диапазоне температур материал размягчается, насколько широк этот диапазон и чувствителен ли материал к влаге.
Аморфные пластики — полистирол, ПВХ, АБС, ПЭТГ, ПММА, поликарбонат — размягчаются постепенно, и окно формования у них широкое. С ними проще работать, режимы прощают неточность. Кристаллические, прежде всего полипропилен и полиэтилен, переходят в текучее состояние резко: перегрел на несколько градусов — лист провис, недогрел — рельеф не проработался.
Сводная таблица
| Материал | Температура листа* | Сушка перед нагревом | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| ПЭТ (APET) | 120–150 °C | для тонкой плёнки обычно не нужна | блистеры, пищевые контейнеры, прозрачная упаковка |
| ПЭТГ | 120–160 °C | желательна для толстого листа | витрины, защитные экраны, упаковка с высокой вытяжкой |
| Полистирол (HIPS) | 130–180 °C | не нужна | вкладыши, ложементы, внутренние панели техники |
| ПВХ (жёсткий) | 100–150 °C | не нужна | аптечная упаковка, папки, технические детали |
| Полипропилен | 150–180 °C | не нужна | упаковка под горячее, автокомпоненты, посуда |
| АБС | 150–190 °C | нужна | корпуса приборов, обшивка, поддоны |
| ПММА (акрил) | 150–190 °C | нужна | световые панели, купола, вывески |
| Поликарбонат | 180–220 °C | обязательна | остекление, защитные щитки, светотехника |
Коротко о каждом
ПЭТ и ПЭТГ
Самая распространённая пара в упаковке. Прозрачные, прочные, хорошо тянутся, пригодны для контакта с пищей. ПЭТГ формуется легче и глубже, лучше держит сложный рельеф, но дороже. Обычный ПЭТ при нагреве склонен подкристаллизовываться и мутнеть, если держать его горячим слишком долго.
Полистирол
Дешёвый, прекрасно формуется, отлично передаёт мелкие детали. Поэтому его любят для вкладышей и ложементов, где нужна форма, а не прочность. Хрупок на изгиб, непрозрачен в ударопрочной версии, не любит жиры и многие растворители.
ПВХ
Формуется при самой низкой температуре, что экономит энергию и бережёт оснастку. Жёсткий, хорошо держит геометрию. Минусы: при перегреве разлагается с выделением хлористого водорода, который разъедает оборудование, поэтому режим важно не завышать.
Полипропилен
Выдерживает горячее и микроволновку, стоек к жирам, упругий. Но окно формования узкое, лист сильно провисает перед формовкой, а усадка больше, чем у аморфных. Для него чаще применяют пуансон-помощник и предварительную вытяжку.
АБС
Рабочий материал для корпусов и крупных деталей: прочный, жёсткий, хорошо формуется в толстых листах, легко шлифуется и красится. Гигроскопичен: непросушенный лист даёт пузыри и кратеры на поверхности.
ПММА и поликарбонат
Прозрачные и красивые, но требовательные. Акрил хрупок и чувствителен к перегреву, поликарбонат очень прочен и очень гигроскопичен: без сушки пузыри почти неизбежны. Оба требуют высоких температур и аккуратного охлаждения.
О сушке
Гигроскопичные материалы — АБС, ПММА, поликарбонат, толстый ПЭТГ — впитывают влагу из воздуха. При нагреве она превращается в пар и вспучивает лист изнутри: на поверхности появляются пузыри, точки, кратеры. Лечится только сушкой в сушильном шкафу или бункере перед нагревом; режим смотрят в паспорте материала. Открытую упаковку листов хранят в сухом помещении.
Вторичная переработка
Обрезь при термоформовании — это 20–50 % площади листа, в зависимости от раскладки. Поэтому в производстве её дробят и возвращают в экструзию листа, обычно в смеси с первичным сырьём. Стабильнее всего это работает на полистироле и ПЭТ; для упаковки, контактирующей с пищей, долю вторички ограничивают, а слой из неё часто закрывают первичным.
Дальше: формы и оснастка.