Термоформование пластиков. Влияние экструзии. Внутренние напряжения.

Влияние направления экструзии

Направление экструзии в заготовке оказывает большое влияние на образование складок. Если заготовка не имеет маркировки, указывающей на направление экструзии, или если не удается визуально определить направление экструзии (обычно экструзионный след направлен («смотрит») в направление экструзии), то для определения ориентации (направление вытягивания макромолекул) в заготовке подходит тест на усадку. Усадка в направлении экструзии заготовки обычно существенно выше, чем в поперечном направлении.

В случае, если формообразующая оснастка является многогнездной и содержит повторяющиеся геометрии/формы, длина которых больше ширины (Рисунок 6), следует выбирать направление экструзии параллельно продольному измерению этих форм (гнезд). Это существенно поможет снизить риск образования складок. Особенно это важно, когда в направлении, перпендикулярном экструзии, возникает отрицательная усадка. В качестве основного правила может служить следующее:

Продольное направление заготовки= Продольная ориентация детали. Для сложных специфичных деталей рекомендуется использовать PVC-T или PVC-TF.

Внутренние напряжения и трещины вследствие их образования

Трещины вследствие внутренних напряжений возникают в термопластах при контакте с некоторыми химическими веществами (к примеру, растворителями, маслами и оксидированными средами) при одновременном воздействии механических нагрузок. Особенно это критично при работе с аморфными термопластами. Внутренние напряжения могут возникнуть в термопласте, если он формовался в слишком холодном состоянии, а механическая нагрузка может привести к образованию трещин или даже излому заготовки или готовой детали, как в производственном процессе, так и во время дальнейшей эксплуатации. В некоторых случаях вы можете не заметить, что формование было выполнено неправильно. Обнаружится же это только при эксплуатации или дальнейшей обработке, когда скопившиеся напряжения обнаружат себя в результате внешних нагрузок (давление, растяжение, срез, вибрация, ...). Также внутренние напряжения могут возникнуть в сварочных швах изделия. Растрескивания вследствие внутренних напряжений можно избежать, снизив их уровень путем проведения термообработки или использовать подходящие для контакта с полимером вещества (соответствующая среда).

Интересные факты

Практически все термопласты возможны к термоформованию. Однако стоит обратить внимание, что некоторые полимеры лучше, а другие сложнее поддаются формованию. Чем больше температурные характеристики полимера, чем крепче связи, тем энергозатратней и длительней процесс формообразования. К примеру, РЕ-1000 (сверхвысокомолекулярный полиэтилен) практически не поддается формованию (крайне сложно), потому что высокоэластичное состояние достигается только на границе расплавления. Cуществуют специальные марки термопластов, предназначенные для термоформования. К примеру, термопласты компании Ensinger, лучше поддающиеся вакуумной формовке, имеют обозначение VF (к примеру, TECAPEEK VF (PEEK), TECASON P VF (PPSU), TECAMID 6 GF12 VF и т.д.).  А самым лучшим для термоформования из прозрачных доступных пластиков является SIMOLUX (PETG) компании Simona.

Подробную брошюру "Формообразование термопластов. Термоформование. Нагревание. Гибка" Вы найдете в разделе "Скачать" -> "Листовки с описаниями". 

Информация, использовавшаяся в данной статье взята из открытых источников, а также из: Каталогов и брошюр о термопластах, Ensinger GmbH; Брошюры «Формообразование термопластов», Simona AG; Статьи «Конструкция оснастки и изделий при термоформовании», опубликованной в журнале «Пластикс» № 1-2(95-96) 2011; Книги «Производство изделий из полимерных листов и пленок.», Шерышев М.А. СПб.: Научные основы и технологии, 2011.