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

МатериалТемпература листа*Сушка перед нагревомТипичное применение
ПЭТ (APET)120–150 °Cдля тонкой плёнки обычно не нужнаблистеры, пищевые контейнеры, прозрачная упаковка
ПЭТГ120–160 °Cжелательна для толстого листавитрины, защитные экраны, упаковка с высокой вытяжкой
Полистирол (HIPS)130–180 °Cне нужнавкладыши, ложементы, внутренние панели техники
ПВХ (жёсткий)100–150 °Cне нужнааптечная упаковка, папки, технические детали
Полипропилен150–180 °Cне нужнаупаковка под горячее, автокомпоненты, посуда
АБС150–190 °Cнужнакорпуса приборов, обшивка, поддоны
ПММА (акрил)150–190 °Cнужнасветовые панели, купола, вывески
Поликарбонат180–220 °Cобязательнаостекление, защитные щитки, светотехника

* Температура самого листа в момент формования, а не уставка нагревателей. Диапазоны ориентировочные: конкретные значения зависят от марки, толщины и оборудования, поэтому их подбирают пробными оттисками.

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.