Формы и оснастка
Главное достоинство термоформования — дешёвая оснастка. Форму для вакуумной формовки можно сделать из дерева или гипса за вечер, а алюминиевая стоит в десятки раз меньше пресс-формы для литья.
Из чего делают формы
| Материал формы | Ресурс | Когда уместен |
|---|---|---|
| Дерево, МДФ | единицы–десятки съёмов | макет, проба геометрии, разовая деталь |
| Гипс, гипс с наполнителем | десятки съёмов | пробная партия, крупные плавные формы |
| Эпоксидный композит, литьевые смолы | сотни съёмов | малая серия, сложная поверхность |
| Алюминий | десятки и сотни тысяч | серийное производство, нужен отвод тепла |
Алюминий выигрывает не только ресурсом: он быстро отводит тепло, поэтому цикл короче и изделие меньше коробится. В серийную форму врезают каналы водяного охлаждения.
Уклоны
Стенки формы делают не вертикальными, иначе изделие на них «сядет» при остывании и не снимется. Ориентир — от 1–2° для негативной формы и от 3–5° для позитивной, где пластик при усадке обжимает пуансон. Чем глубже деталь и чем больше усадка материала, тем больше нужен уклон. Текстурированная поверхность требует уклона больше гладкой.
Радиусы
Острых внутренних углов в термоформовании не бывает: материал в углу растягивается сильнее всего и утоняется. Практическое правило — радиус не меньше толщины листа, а лучше в полтора-два раза больше. Чем крупнее радиус, тем ровнее толщина стенки и тем прочнее изделие.
Глубина вытяжки
Отношение глубины детали к её ширине определяет, справится ли процесс. Простой вакуум без ухищрений уверенно берёт примерно до 1:1 для негативной формы. Глубже нужны пуансон-помощник, предварительная вытяжка или пневмоформовка. На практике вместо одной глубокой детали часто выгоднее сделать две сборные.
Вентиляционные отверстия
Воздух уходит через отверстия в форме, и их расположение определяет качество отпечатка. Правила простые:
- диаметр 0,5–0,8 мм — достаточно для откачки и почти не оставляет следа на изделии;
- обязательно в каждом углу, в каждой нижней точке и в любом месте, куда пластик приходит последним;
- на больших плоскостях — сеткой, иначе в центре останется воздушный мешок и место будет недоформовано;
- с обратной стороны отверстия рассверливают крупнее и сводят в общий коллектор, чтобы не душить поток.
Вместо отверстий можно использовать щели по линиям стыка или пористые вставки — так следов не остаётся вовсе.
Усадка
Остывая, изделие уменьшается. Типичная линейная усадка аморфных материалов — около 0,3–0,8 %, у полипропилена заметно больше. Форму делают с припуском на эту величину, и точное значение определяют по первому оттиску: расчёт даёт только прикидку. Для негативной формовки усадка «отпускает» деталь, для позитивной — прижимает к пуансону, и это второй повод увеличить уклон.
Зажимная рама и обрезка
Лист зажимают по периметру, и эта зона в изделие не входит — её площадь закладывают в раскрой сразу. Линию обрезки задают так, чтобы она шла по жёсткому участку: обрезать тонкую растянутую стенку сложно и неаккуратно. Если изделий несколько на одном листе, их размещают с перемычками, учитывая, как потом будет работать вырубной штамп или фрезер.
Дальше: дефекты и их причины.