vi
Dụng cụ là biến số xác định trong quá trình tạo hình chân không. Máy đặt ra giới hạn về áp suất, nhiệt độ và thời gian chu kỳ, nhưng chính khuôn mới quyết định liệu bộ phận hoàn thiện có tháo ra sạch sẽ hay không, có dung sai kích thước chặt chẽ và tồn tại qua quá trình sản xuất hàng chục nghìn chu kỳ mà không bị cong vênh hoặc nứt hay không. Đối với bất cứ ai chỉ định một Khuôn ép nhiệt nắp cốc hoặc đánh giá một hệ thống tạo hình hoàn chỉnh, hiểu rõ điều gì tạo nên sự khác biệt giữa một công cụ sản xuất được gia công chính xác và một phích cắm theo sở thích là bước thực tế đầu tiên hướng tới đầu ra đáng tin cậy.
Hướng dẫn này xem xét hình học dụng cụ, lựa chọn vật liệu, chiến lược thông hơi, cơ học góc nháp và sự cân bằng chi phí để xác định các quyết định khuôn nhựa tùy chỉnh từ tạo mẫu ngắn hạn thông qua dây chuyền tự động khối lượng lớn.
Công cụ tạo hình chân không hoạt động như thế nào
Tạo hình chân không, một nhánh của tạo hình nhiệt, hoạt động bằng cách nung nóng một tấm nhựa nhiệt dẻo cho đến khi nó trở nên dẻo, sau đó kéo nó xuống hoặc đưa vào khuôn bằng cách sử dụng áp suất không khí chênh lệch. Công cụ này là dạng âm hoặc dương tạo nên hình dạng cuối cùng của tấm được gia nhiệt. Mọi đặc điểm hình học trên bộ phận hoàn thiện đều có dấu vết của một đặc điểm tương ứng được gia công, đúc hoặc in vào khuôn.
Quy trình này áp dụng cho các khay cứng, tấm nội thất ô tô, vỏ thiết bị y tế và nhiều thành phần đóng gói cấp thực phẩm. Những thay đổi trong các ứng dụng là độ dày nhựa, nhiệt độ tạo hình, độ hoàn thiện bề mặt cần thiết và do đó là thông số kỹ thuật của dụng cụ.
Công cụ tích cực và tiêu cực
A khuôn dương tính (nam) nằm bên dưới tấm được làm nóng. Nhựa phủ lên nó, do đó bề mặt bên trong của bộ phận hoàn thiện tiếp xúc với dụng cụ và kế thừa kết cấu bề mặt của dụng cụ. Các góc nháp phải tồn tại trên mọi mặt thẳng đứng để phần được làm mát có thể nâng lên.
A khuôn âm (nữ) là một khoang mà tấm được làm nóng được hút vào. Bề mặt bên ngoài của bộ phận tiếp xúc với dụng cụ. Dụng cụ nữ mang lại kích thước bên ngoài chặt chẽ hơn, điều này quan trọng đối với các bộ phận đóng gói phải xếp chồng đồng đều trên dây chuyền chiết rót. Tỷ lệ chiều sâu trên chiều rộng trên 1:1 yêu cầu hỗ trợ cắm để kéo căng tấm trước khi áp dụng chân không, tránh hư hỏng thành mỏng ở chân đế.
Vật liệu dụng cụ và sự đánh đổi của chúng
Sự lựa chọn vật liệu cho khuôn tạo hình chân không được quyết định bởi khối lượng sản xuất, độ hoàn thiện bề mặt cần thiết, tốc độ chu trình nhiệt và ngân sách. Không có vật liệu nào là tốt nhất; mỗi lớp có một phong bì hoạt động xác định.
| Chất liệu | Tuổi thọ công cụ điển hình (chu kỳ) | Bề mặt hoàn thiện | Độ dẫn nhiệt | Tốt nhất cho |
|---|---|---|---|---|
| Nhôm gia công (6061) | 500.000 | Tuyệt vời | Cao | Cao-volume production |
| Nhôm đúc | 200.000 - 400.000 | Tốt | Cao | Hình học phức tạp, trung bình |
| Kirksite (Hợp kim kẽm) | 50.000 - 150.000 | Tốt | Trung bình | Nguyên mẫu để sản xuất cầu |
| Epoxy / Nhựa đầy | 1.000 - 5.000 | Công bằng | Thấp | Mẫu khái niệm, chạy ngắn |
| Gỗ (MDF/Gỗ cứng) | 50 - 500 | Từ nghèo đến khá | Rất thấp | Tính khả thi / hình thành DIY |
| In 3D (SLA / FDM) | 100 - 2.000 | Công bằng (post-finish) | Rất thấp | Xác nhận nguyên mẫu nhanh chóng |
Tại sao nhôm chiếm ưu thế trong việc tạo hình khối lượng lớn
Các công cụ bằng nhôm gia công đạt được thời gian chu kỳ ngắn hơn vì độ dẫn nhiệt của chúng cao hơn khoảng bốn lần so với hợp kim kẽm và cao hơn mười lần so với nhựa epoxy. Quá trình trích nhiệt nhanh hơn từ tấm định hình có nghĩa là bộ phận này đạt đến nhiệt độ bán khuôn sớm hơn, giảm thời gian chu kỳ từ 15 đến 30% so với các giải pháp thay thế có độ dẫn điện thấp hơn.
Nhôm cũng chấp nhận khắc kết cấu sâu cho các kiểu cầm và chữ, giữ dung sai kích thước trong vòng 0,05 mm trên các mặt dụng cụ thông thường và có thể được làm lại bề mặt hoặc sửa chữa cục bộ thông qua hàn và gia công lại mà không cần thay thế toàn bộ thân dụng cụ. Đối với một ứng dụng đóng gói chu kỳ cao như Khuôn ép nhiệt cốc , khoản đầu tư ban đầu vào nhôm gia công sẽ giúp giảm phế liệu và chi phí chu kỳ ngắn hơn trong năm đầu tiên sản xuất.
Thông số hình học quan trọng
Góc nháp
Góc nghiêng là phần côn được áp dụng cho các bức tường thẳng đứng để bộ phận được làm mát thoát ra khỏi dụng cụ mà không bị hư hỏng do ma sát. Lực kéo không đủ gây ra trầy xước bề mặt, biến dạng bộ phận và trong trường hợp nghiêm trọng, làm hỏng dụng cụ do phải nhổ cưỡng bức. Các phạm vi sau đây áp dụng cho các kết hợp vật liệu:
- Bề mặt dụng cụ nhẵn, không sơn: nghiêng tối thiểu 2 độ trên tất cả các mặt thẳng đứng
- Kết cấu nhẹ (Ra 3,2 đến 6,3 micron): tối thiểu 3 đến 4 độ
- Kết cấu nặng hoặc hạt mịn: 5 độ trở lên trên mỗi độ sâu kết cấu 0,025 mm
- Hình học cắt xén: yêu cầu lõi có thể thu gọn hoặc thiết kế công cụ phân chia, làm tăng thêm chi phí và độ phức tạp
Bán kính góc và góc
Các góc nhọn bên trong trong khoang khuôn tạo ra sự tập trung ứng suất cục bộ trong phần được tạo hình và dẫn đến hiện tượng màng, mỏng hoặc nứt ở những điểm đó. Thông lệ trong ngành đặt bán kính góc trong tối thiểu ở mức 60% độ dày danh nghĩa của tấm. Đối với tấm 1,5 mm, điều đó có nghĩa là bán kính bên trong không nhỏ hơn 0,9 mm trên bất kỳ góc vào lại nào.
Bán kính ngoài (lồi) trên khuôn ít quan trọng hơn đối với chất lượng bộ phận nhưng ảnh hưởng đến sự phân bố vật liệu. Bán kính bên ngoài chặt hơn kéo tấm mỏng ra khỏi các cạnh, điều này làm giảm hiệu suất kết cấu của khay hoặc nắp đã hoàn thiện.
Tỷ lệ độ sâu để vẽ
Tỷ lệ giữa độ sâu khoang với kích thước ngang hẹp nhất của nó quyết định mức độ căng của tấm. Tỷ lệ dưới 0,5:1 là đơn giản; tỷ lệ giữa 0,5:1 và 1:1 yêu cầu định hình nhiệt cẩn thận; tỷ lệ trên 1:1 bắt buộc hỗ trợ cắm hoặc tạo áp lực. Việc vượt quá tỷ lệ kéo của vật liệu mà không bù đắp quá trình sẽ tạo ra các thành mỏng ở đế khoang, trọng lượng bộ phận không nhất quán và tỷ lệ loại bỏ tăng cao.
Đối với các bộ phận có nắp và khay nông có tỷ lệ chiều sâu kéo dưới 0,6:1, tạo hình chân không một giai đoạn bằng công cụ nhôm phù hợp thường đạt được độ biến thiên độ dày thành dưới 10% trên toàn bộ phận, đáp ứng hầu hết các thông số kỹ thuật về bao bì bán lẻ và cấp thực phẩm.
Thông gió: Biến công cụ bị bỏ qua nhiều nhất
Khi tấm được gia nhiệt được kéo lên bề mặt khuôn, nó phải thay thế không khí bị mắc kẹt giữa nó và mặt dụng cụ. Nếu không khí đó không thể thoát ra đủ nhanh, nó sẽ tạo ra một lớp đệm giữ tấm cách xa dụng cụ, dẫn đến các góc tròn thay vì sắc, mất khả năng tái tạo kết cấu bề mặt và có thể nhìn thấy các vết phồng rộp hoặc vết đỏ trên phần hoàn thiện.
Kích thước và vị trí lỗ thông hơi
Thông lệ tiêu chuẩn đối với các công cụ sản xuất nhôm là đặt các lỗ thông hơi ở mọi góc, dọc theo trục kéo sâu nhất và tại bất kỳ vị trí lõm nào mà không khí sẽ lọt vào một cách tự nhiên. Đường kính lỗ thông hơi có kích thước vô hình trên bề mặt bộ phận hoàn thiện: 0,5 đến 0,8 mm đối với tạo hình khổ mỏng (tấm dưới 1,5 mm), chia tỷ lệ thành 1,2 đến 1,5 mm đối với gia công khổ nặng trên 3 mm. Các lỗ lớn hơn các giới hạn này để lại dấu vết in trên bề mặt thẩm mỹ của bộ phận.
Khoảng cách giữa các vị trí lỗ thông hơi trên mặt khuôn phẳng thường từ 25 đến 50 mm đối với các bộ phận vẽ tiêu chuẩn. Dụng cụ vẽ sâu có tỷ lệ kéo trên 0,8:1 được hưởng lợi từ khoảng cách chặt chẽ hơn từ 15 đến 20 mm ở vùng có độ giãn cao gần chân đế và các góc.
Vật liệu thiêu kết xốp
Một giải pháp thay thế cho các lỗ thông hơi được khoan là mặt dụng cụ bằng nhôm hoặc đồng thiêu kết. Các phần thiêu kết xốp cho phép không khí đi qua đồng đều trên toàn bộ bề mặt của chúng, loại bỏ hoàn toàn các vết lỗ thông hơi. Cách tiếp cận này đặc biệt có giá trị đối với các bề mặt có kết cấu, nơi các lỗ thông hơi truyền thống khó có thể che giấu bên trong mẫu kết cấu. Sự đánh đổi là chi phí dụng cụ cao hơn và quy trình làm sạch đòi hỏi khắt khe hơn để ngăn ngừa tắc nghẽn lỗ chân lông theo thời gian.
Mạch làm mát và tối ưu hóa thời gian chu kỳ
Các kênh làm mát bằng nước tích hợp là một tính năng tiêu chuẩn trong khuôn nhôm cấp sản xuất. Nguồn cung cấp nước được kiểm soát nhiệt độ sẽ duy trì bề mặt khuôn ở một điểm đặt, thường là 15 đến 40 độ C tùy thuộc vào loại nhựa, điều này đảm bảo bộ phận được tạo hình nguội đi với tốc độ có thể lặp lại được kiểm soát trong mỗi chu kỳ.
Cân nhắc định tuyến kênh
Các kênh làm mát phải đi theo đường viền khuôn ở độ sâu đồng đều tính từ bề mặt tạo hình, thường là 12 đến 20 mm. Các kênh chạy quá gần bề mặt gây ra độ dốc làm mát không đồng đều làm cong phần hoàn thiện. Các kênh chạy quá sâu sẽ làm giảm hiệu suất nhiệt và kéo dài thời gian chu kỳ.
Dụng cụ nhiều khoang yêu cầu mạch làm mát cân bằng để mỗi khoang nguội đi với tốc độ như nhau. Làm mát không cân bằng gây ra sự thay đổi trọng lượng giữa các khoang trong các bộ phận được tạo hình, trở thành nguồn thải trên các dây chuyền cắt và xếp chồng tự động, trong đó tính nhất quán về trọng lượng được sử dụng làm cổng chất lượng.
Khuôn tạo hình chân không tùy chỉnh: Quy trình làm việc đặc điểm kỹ thuật
Việc vận hành khuôn tạo hình chân không tùy chỉnh tuân theo một trình tự xác định bất kể ứng dụng đó là khay đóng gói nguyên mẫu hay linh kiện ô tô sản xuất. Việc nén hoặc bỏ qua các bước trong trình tự này là nguyên nhân chính gây ra các yêu cầu gia công lại tốn kém và bỏ lỡ lịch trình khởi chạy.
Thiết kế cho khả năng sản xuất trong ép nóng
Đánh giá DFM dành cho dụng cụ tạo hình chân không tập trung vào việc xác định các đặc điểm sẽ gây ra sự cố tạo hình trước khi cắt bất kỳ kim loại nào. Các cờ DFM phổ biến bao gồm các phần tường quá thẳng đứng để có thể dập nổi logo hoặc văn bản có sẵn sâu hơn độ dày tấm có thể chứa mà không bị mỏng đi và các mảng khoang cách nhau quá gần nhau để cho phép vật liệu web thích hợp giữa các bộ phận trên thiết lập cắt tại chỗ.
Việc đánh giá DFM kỹ lưỡng thường giảm chu kỳ sửa đổi bài viết đầu tiên từ mức trung bình trong ngành là 2,3 vòng xuống dưới 1 vòng đối với các cửa hàng dụng cụ có kinh nghiệm, giúp tiết kiệm hàng tuần trong thời gian ra mắt.
Thiết kế công cụ nhiều khoang để sản xuất bao bì
Dây chuyền đóng gói khối lượng lớn phù hợp với khuôn nhiều khoang vì mỗi chu kỳ tạo hình tạo ra nhiều bộ phận hoàn thiện, nhân sản lượng trên mỗi giờ máy mà không làm tăng chi phí lao động hoặc năng lượng theo tỷ lệ. Điểm hòa vốn kinh tế thay đổi theo kích thước bộ phận, nhưng đối với các bộ phận đóng gói cấp thực phẩm tiêu chuẩn có đường kính từ 80 đến 200 mm, cấu hình công cụ bốn khoang đến mười sáu khoang là phổ biến trên các dây chuyền ép nóng nội tuyến.
Bố trí khoang và sử dụng tấm
Bố cục khoang trên dụng cụ nhiều khoang cân bằng hai yếu tố cạnh tranh: tối đa hóa số lượng bộ phận trên diện tích tấm (sử dụng tấm) và duy trì đủ vật liệu web giữa các khoang để ngăn tấm định hình bị rách hoặc bắc cầu trong chu kỳ kéo. Độ rộng web tối thiểu điển hình là:
- Các bộ phận có tỷ lệ kéo tiêu chuẩn: khoảng cách từ 15 đến 20 mm giữa các khoang liền kề
- Tỷ lệ kéo cao hoặc các bộ phận không đối xứng: bản web 25 đến 35 mm để tránh bắc cầu
- Thiết lập cắt tỉa trong khuôn: web có thể giảm xuống còn 8 đến 12 mm khi khuôn cắt theo quy tắc thép ở mức dung sai gần
Tỷ lệ sử dụng tấm trên 75% là mục tiêu cho công cụ đóng gói tiết kiệm chi phí. Để đạt được điều này đòi hỏi phải lồng cẩn thận các dấu chân bộ phận không tròn và, trong một số trường hợp, bù đắp các hàng sâu răng thay thế để xen kẽ các bộ phận.
Cân bằng áp suất khoang
Mỗi khoang trong khuôn nhiều khoang phải nhận được lực hút chân không bằng nhau. Chân không mất cân bằng dẫn đến các khoang ở ngoại vi của trục lăn hình thành hơi khác so với các khoang ở trung tâm, tạo ra sự thay đổi trọng lượng và kích thước trên toàn bộ bộ phận. Thiết kế đa dạng cân bằng, với chiều dài đường dẫn bằng nhau từ đầu vào chân không đến mạch thông hơi của mỗi khoang, là giải pháp tiêu chuẩn cho các trục lăn lớn hơn 600 mm ở cả hai chiều.
Thông số kỹ thuật dụng cụ theo phân khúc ứng dụng
Thông số kỹ thuật chính xác của dụng cụ thay đổi đáng kể tùy theo các phân đoạn ứng dụng chính để tạo hình chân không. Tổng quan sau đây bao gồm các biến đòi hỏi khắt khe nhất trong từng phân khúc.
Bao bì thực phẩm và đồ uống
Các quy định về tiếp xúc với thực phẩm yêu cầu vật liệu khuôn và xử lý bề mặt không làm nhiễm bẩn bộ phận tạo hình. Hợp kim nhôm được sử dụng trong dụng cụ đóng gói thực phẩm phải được anod hóa hoặc phủ anot hóa cứng để ngăn nhôm chuyển sang nhựa trong quá trình tạo hình. Chất giải phóng, nếu được sử dụng, phải là loại an toàn thực phẩm. Độ hoàn thiện bề mặt trong phạm vi Ra 0,4 đến 1,6 micron là điển hình cho nắp và khay tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm.
Thời gian chu kỳ trong bao bì thực phẩm được tối ưu hóa mạnh mẽ; các dây chuyền ép nóng nội tuyến hướng tới tốc độ 30 đến 60 chu kỳ mỗi phút đối với nắp khổ mỏng đặt ra các hạn chế chặt chẽ đối với thiết kế mạch làm mát và kích thước lỗ thông hơi để ngăn chặn mọi biến đổi về thời gian chu kỳ làm gián đoạn dây chuyền nạp liệu phía sau.
Bao bì thiết bị y tế và chẩn đoán
Các khay ngăn vô trùng và đế vỉ cho các thiết bị y tế yêu cầu độ lặp lại kích thước trong phạm vi 0,1 mm để đảm bảo lớp đệm kín nằm trên hình dạng chính xác. Độ sạch của dụng cụ được kiểm soát thông qua các vật cố định bằng thép không gỉ và các chất tháo gỡ tương thích với phòng sạch. Bất kỳ độ xốp hoặc vết nứt bề mặt nào trong khuôn đều có nguy cơ ô nhiễm và là căn cứ để loại bỏ dụng cụ.
Linh kiện công nghiệp và ô tô
Định hình khổ lớn cho các tấm nội thất ô tô sử dụng độ dày tấm từ 3 đến 8 mm và yêu cầu các công cụ bằng nhôm chắc chắn với các rãnh làm mát sâu. Độ dày đồng đều của thành trên một bộ phận ô tô lớn có thể trải dài từ 400 đến 900 mm; Để đạt được độ dày đồng đều đòi hỏi cả vùng nhiệt độ dụng cụ được kéo dãn trước và hỗ trợ cắm được định hình cẩn thận để kiểm soát sự làm mát chênh lệch trên toàn bộ khu vực bộ phận.
Những cân nhắc về công cụ tạo hình nhiệt DIY
Các nhà sản xuất quy mô nhỏ, nhà thiết kế công nghiệp và nhà giáo dục làm việc với máy tạo hình chân không ở kích thước bàn 300 đến 600 mm thường xuyên chế tạo dụng cụ của riêng họ từ các vật liệu có sẵn. Hiểu được những hạn chế của phương pháp DIY sẽ ngăn cản việc đầu tư thời gian hình thành vào các công cụ không thể mang lại kết quả nhất quán.
Dụng cụ DIY có thể và không thể làm gì
Một khuôn MDF hoặc gỗ cứng được làm tốt với độ kín thích hợp, các lỗ thông hơi được đặt chính xác và lượng gió vừa đủ có thể tạo ra các bộ phận mẫu có thể chấp nhận được để xem xét thiết kế và kiểm tra độ vừa vặn. Hạn chế là về nhiệt: các dụng cụ làm bằng gỗ không dẫn nhiệt ra khỏi tấm định hình một cách hiệu quả, do đó thời gian chu kỳ dài hơn hai đến ba lần so với các dụng cụ bằng nhôm tương đương và nhiệt độ bề mặt khuôn tăng dần trong suốt quá trình chạy, khiến các phần sau trong một phiên hình thành ở các thông số hơi khác so với phiên đầu tiên.
Các công cụ in 3D từ nhựa SLA được xử lý sau để loại bỏ độ xốp trên bề mặt có thể tạo ra hàng trăm bộ phận ở dạng PETG hoặc PET khổ mỏng trước khi bề mặt công cụ bắt đầu xuống cấp. Các công cụ được in bằng FDM có các đường lớp có thể nhìn thấy được chuyển sang bề mặt bộ phận trừ khi khuôn được chà nhám và bịt kín, điều này làm tăng thêm thời gian lao động cho mỗi lần chế tạo công cụ.
Khi nào nên chuyển sang dụng cụ chuyên nghiệp
Quyết định chuyển từ dụng cụ DIY hoặc tạo mẫu nhanh sang dụng cụ bằng nhôm được gia công chuyên nghiệp được quyết định bởi các yêu cầu về khối lượng, tính nhất quán và thời gian chu kỳ. Là một chuẩn mực thực tế:
- Tổng cộng dưới 500 bộ phận: Khuôn in DIY hoặc 3D có chi phí hợp lý
- 500 đến 5.000 bộ phận: Các công cụ kirksite đúc hoặc gia công hoặc epoxy chứa đầy mang lại nền tảng trung gian hiệu quả về mặt chi phí
- Trên 5.000 bộ phận: Nhôm được gia công với mạch làm mát mang lại chi phí gia công trên mỗi bộ phận thấp nhất trên quy mô lớn
- Trên 100.000 bộ phận: Các công cụ bằng nhôm được sản xuất hoàn chỉnh với khả năng làm mát cân bằng và khoang mài chính xác là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn
Bảo trì dụng cụ và tuổi thọ
Dụng cụ tạo hình chân không là một tài sản vốn. Bảo trì theo kế hoạch giúp kéo dài tuổi thọ dụng cụ và bảo vệ tính nhất quán về kích thước. Các nguyên nhân phổ biến nhất khiến dụng cụ xuống cấp sớm là do làm sạch bằng mài mòn, sốc nhiệt do quản lý nhiệt độ không nhất quán và tắc nghẽn lỗ thông hơi mà không bị phát hiện cho đến khi chất lượng bộ phận giảm sút.
Lịch bảo trì định kỳ
- Sau mỗi đợt sản xuất: Làm sạch tất cả các lỗ thông hơi bằng đầu dò bằng đồng mềm hoặc không khí áp suất thấp. Lau bề mặt tạo hình bằng vải không có xơ và dung môi được phê duyệt để loại bỏ cặn nhựa hoặc chất giải phóng tích tụ.
- hàng tuần: Kiểm tra bề mặt khuôn dưới ánh sáng góc thấp xem có vết trầy xước, rỗ hoặc ăn mòn không. Kiểm tra tất cả các kết nối mạch làm mát xem có rò rỉ hoặc hạn chế dòng chảy không.
- hàng tháng: Tiến hành kiểm tra cấu hình bề mặt trên các khu vực có độ mài mòn cao để xác nhận độ hoàn thiện bề mặt nằm trong thông số kỹ thuật. Ghi lại mọi sai lệch để phân tích xu hướng.
- Hàng năm hoặc ở mức 250.000 chu kỳ: Kiểm tra toàn diện so với bản vẽ công cụ ban đầu. Gia công lại hoặc dán lại các khu vực bị mòn theo chỉ định của cuộc kiểm tra.
Anodizing lớp phủ cứng để kéo dài tuổi thọ dụng cụ
Quá trình anod hóa lớp phủ cứng được áp dụng cho dụng cụ bằng nhôm thành phẩm sẽ tạo thêm lớp bề mặt giống như gốm dày từ 25 đến 75 micron với độ cứng bề mặt tương đương với thép công cụ loại trung bình. Việc xử lý này làm giảm sự mài mòn bề mặt do các chất phụ gia nhựa mài mòn (vật liệu chứa thủy tinh, chất chống cháy, gói chất tạo màu) và kéo dài tuổi thọ dụng cụ từ 40 đến 80% trong các nghiên cứu sản xuất đã được xác nhận. Lớp anodize cũng cải thiện đặc tính giải phóng đối với các loại nhựa hơi dính như TPU và PVC mềm.
Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi 1: Góc nghiêng tối thiểu của khuôn tạo hình chân không là bao nhiêu?
Góc nháp tối thiểu được khuyến nghị là 2 độ trên bề mặt dụng cụ nhẵn, được đánh bóng. Đối với các bề mặt có kết cấu, nguyên tắc nhỏ là 1 độ nháp bổ sung trên mỗi 0,025 mm độ sâu kết cấu, do đó, kết cấu hạt trung bình ở độ sâu 0,1 mm cần ít nhất 6 độ nháp để giải phóng mà không làm hỏng bề mặt. Các bức tường được xây dựng kém là nguyên nhân phổ biến nhất khiến các bộ phận dính vào dụng cụ.
Câu 2: Khuôn tạo hình chân không cần bao nhiêu lỗ thông hơi?
Không có số duy nhất; vị trí được điều chỉnh bởi hình học. Tối thiểu, đặt một lỗ thông hơi ở mọi góc, mọi vị trí lõm vào và mọi vị trí mà không khí sẽ bị giữ lại khi tấm phù hợp với dụng cụ. Đối với các khu vực bằng phẳng trên dụng cụ có tỷ lệ kéo dưới 0,5:1, khoảng cách giữa các lỗ thông hơi cách nhau 40 đến 50 mm thường là đủ. Các khu vực có độ vẽ cao và đường viền phức tạp được hưởng lợi từ các lỗ thông hơi cách nhau 15 đến 20 mm. Mục đích là để đảm bảo không có túi khí nào bị kẹt cách lỗ thông hơi gần nhất quá 20 mm.
Câu 3: Có thể sử dụng cùng một khuôn trên các máy tạo hình chân không khác nhau không?
Có, miễn là tổng thể khuôn phù hợp với kích thước trục lăn của mỗi máy và kiểu bu-lông lắp hoặc kết nối chân không tương thích. Kết quả tạo hình có thể khác nhau một chút giữa các máy do sự khác biệt về công suất bơm chân không, sự phân bố bộ phận làm nóng và độ phẳng của trục lăn. Việc thử nghiệm bài viết đầu tiên nên được thực hiện bất cứ khi nào một công cụ được chuyển sang một máy mới, ngay cả khi máy về danh nghĩa là cùng một kiểu máy.
Câu hỏi 4: Hỗ trợ cắm là gì và khi nào cần thiết?
Hỗ trợ nút là một bước kéo dãn trước, trong đó một phích cắm có hình dạng, thường được làm từ bọt tổng hợp hoặc polyetylen UHMW, được đưa vào tấm được gia nhiệt trước khi áp dụng chân không. Phích cắm phân phối trước vật liệu vào các vùng sâu của khoang để việc hút chân không không phải kéo căng một khu vực vượt quá giới hạn độ giãn dài của nó. Hỗ trợ nút thường được yêu cầu khi tỷ lệ độ sâu kéo vượt quá 0,8:1 và khi độ dày thành đồng đều ở đáy các khoang sâu là yêu cầu của sản phẩm.
Câu 5: Mất bao lâu để sản xuất khuôn tạo hình chân không tùy chỉnh?
Thời gian thực hiện phụ thuộc vào độ phức tạp của dụng cụ, vật liệu và hàng đợi sản xuất của xưởng dụng cụ. Một công cụ nhôm được gia công một khoang cho một bộ phận đóng gói đơn giản thường cần từ 3 đến 5 tuần kể từ mô hình 3D được phê duyệt cho đến sản phẩm đầu tiên. Dụng cụ nhiều khoang có mạch làm mát tích hợp và hình học phức tạp có thời hạn sử dụng từ 6 đến 12 tuần. Các công cụ tạo mẫu nhanh trong kirksite hoặc epoxy đầy có thể được hoàn thành trong 1 đến 2 tuần nhưng với giới hạn về khối lượng được mô tả trong phần lựa chọn vật liệu.
Câu hỏi 6: Loại nhựa tấm nào được sử dụng phổ biến nhất với khuôn tạo hình chân không?
Các vật liệu được xử lý rộng rãi nhất trong tạo hình chân không thương mại là PETG, PET, HIPS, ABS, HDPE, PP và PVC. Mỗi loại có một cửa sổ nhiệt độ tạo hình cụ thể, giới hạn tỷ lệ kéo và hệ số co ngót phải được tính đến trong thiết kế khuôn. PETG và PET thống trị các ứng dụng đóng gói an toàn thực phẩm vì độ trong, độ cứng và sự chấp nhận theo quy định của chúng. ABS và HIPS được ưu tiên sử dụng cho khay công nghiệp và linh kiện nội thất ô tô vì khả năng chống va đập và khả năng sơn của chúng.
Câu 7: Sự khác biệt giữa dụng cụ tạo hình chân không và dụng cụ tạo hình áp suất là gì?
Tạo hình chân không sử dụng áp suất khí quyển ở một mặt của tấm được gia nhiệt làm lực tạo hình, giới hạn ở mức chênh lệch khoảng 1 bar. Tạo hình bằng áp suất bổ sung thêm một hộp khí điều áp ở mặt trên của tấm, cho phép áp suất tạo hình từ 3 đến 8 bar. Áp suất cao hơn tái tạo chi tiết bề mặt mịn hơn, các góc sắc nét hơn và kết cấu sâu hơn so với chỉ sử dụng chân không, nhưng đòi hỏi dụng cụ chắc chắn hơn với khung kẹp kín và thường có cấu trúc nhôm gia công xuyên suốt. Dụng cụ tạo hình áp suất có giá cao hơn từ 30 đến 60% so với dụng cụ chỉ dùng chân không tương đương do các yêu cầu bổ sung về kết cấu.
Câu hỏi 8: Làm cách nào để tính toán kích thước tấm chính xác cho dụng cụ tạo hình chân không?
Kích thước tấm phải tính đến đường viền kẹp được sử dụng bởi khung kẹp của máy (thường từ 30 đến 60 mm mỗi bên), cộng với vật liệu được kéo vào các hốc. Điểm khởi đầu thực tế là thêm gấp đôi độ sâu vẽ tối đa cho mỗi chiều ngang của bố cục khoang, sau đó thêm đường viền kẹp. Đối với mảng khoang rộng 400 mm x sâu 300 mm với độ sâu kéo 50 mm, chiều rộng tấm tối thiểu là khoảng 400 100 120 = 620 mm. Những lần thử đầu tiên nên chạy các tờ giấy có kích thước hơi lớn để xác nhận việc phân phối bản vẽ trước khi thực hiện thông số kỹ thuật của tờ giấy sản xuất.
