ترمومولدینگ پلاستیکی فرآیند گرم کردن ورق های پلاستیکی تا حالت نرم شده و سپس استفاده از خلاء، فشار یا عمل مکانیکی برای اتصال ورق ها به قالب برای تشکیل محصول مورد نظر است. محصولات Thermoformed به طور گسترده ای در بسته بندی مواد غذایی، دستگاه های پزشکی، سینی های الکترونیکی، کالاها، بسته بندی های صنعتی و سایر زمینه ها استفاده می شود. مواد پلاستیکی مختلف دارای دمای نرم شدن، ویژگی های جریان، نرخ انقباض و خواص مکانیکی متفاوتی هستند. بنابراین، در فرآیند قالبگیری گرم، الزامات مختلفی برای پارامترهای فرآیند وجود دارد، مانند دمای گرمایش، فشار قالبگیری، زمان خنکسازی، طراحی قالب و غیره. درک ویژگیهای مواد پلاستیکی مختلف برای بهینهسازی فرآیند ترموفرمینگ، بهبود کیفیت محصول و راندمان تولید مفید است. در اینجا شش ماده پلاستیکی متداول که بر فرآیند ترموفرمینگ تأثیر میگذارند، آورده شده است.
1. اثرات مواد PP (پلی پروپیلن).
پلی پروپیلن دارای مزایای مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی وزن مقاومت در برابر خوردگی است و یکی از پرکاربردترین مواد در صنعت شکل دهی گرم است. معمولا در ظروف غذا، فنجان های نوشیدنی، ظروف بسته بندی و غیره استفاده می شود.
پلی پروپیلن به دلیل بلورینگی زیاد، نرخ انقباض حرارتی نسبتاً بالایی دارد. هنگام گرم کردن، لازم است از گرم شدن یکنواخت صفحه اطمینان حاصل شود، در غیر این صورت تاب برداشتن، تغییر شکل یا ضخامت دیواره ناهموار آسان است. در عین حال، سرعت خنکشدن پلیپروپیلن نسبتاً آهسته است و اغلب لازم است که زمان خنکسازی را به درستی در طول تولید افزایش داد تا از پایداری اندازه محصول اطمینان حاصل شود.
2. اثرات مواد PET (پلی اتیلن ترفتالات).
PET به طور گسترده در بسته بندی مواد غذایی، سینی های میوه و سبزیجات، جعبه های بسته بندی شفاف و غیره استفاده می شود.
PET به کنترل دمای گرمایش بالاتر نیاز دارد. اگر دما خیلی پایین باشد، شکل پذیری مواد ممکن است ناکافی باشد، که به راحتی می تواند منجر به قالب گیری ناکافی شود. اگر دما خیلی بالا باشد، ممکن است کریستال شدن یا سفید شدن رخ دهد که بر شفافیت و کیفیت ظاهری محصول تأثیر می گذارد. بنابراین در فرآیند قالب گیری گرم لازم است دمای حرارت و زمان قالب گیری دقیقاً کنترل شود تا محصول از ظاهر و دقت اندازه خوبی برخوردار باشد.
3. اثرات مواد PS (پلی استایرن).
مواد PS دارای ویژگی های سفتی خوب، قالب گیری خوب و هزینه کم است. این یک ماده رایج برای جعبه های ناهار یکبار مصرف، سینی های غذا و بسته بندی های نمایشی است.
PS دارای سرعت نرم شدن بالا، جریان پذیری خوب، دقت قالب گیری بالا و راندمان تولید نسبتاً بالا است. اما مقاومت آن در برابر ضربه ضعیف است و محصول شکل دهنده در اثر ضربه خارجی مستعد ترک خوردن است. بنابراین، تمرکز تنش باید در طول طراحی و حذف قالب به حداقل برسد.
4. اثرات مواد PVC (پلی وینیل کلرید).
PVC دارای شفافیت، مقاومت در برابر خوردگی و خواص فرآوری خوبی است و می توان از آن در بسته بندی های دارویی، بسته بندی لوازم التحریر و برخی بسته بندی محصولات صنعتی استفاده کرد.
به دلیل مقاومت نسبتاً کم پی وی سی در برابر حرارت، کنترل دما در حین گرمایش از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اگر دما بیش از حد بالا باشد، مواد شکسته شده و گازهای تحریک کننده آزاد می کند که نه تنها کیفیت محصول بلکه بر تجهیزات و محیط تولید نیز تأثیر می گذارد. بنابراین، هنگام پردازش PVC، باید از یک سیستم کنترل دمای پایدار استفاده شود و شرایط تهویه مناسب حفظ شود.
5. اثرات مواد ABS اکریلونیتریل بوتادین استایرن کوپلیمر)
ABS دارای استحکام بالا، چقرمگی بالا و مقاومت در برابر ضربه بالا است. معمولاً در شکل دهی گرم داخلی خودرو، لوازم خانگی، پوشش تجهیزات و اجزای صنعتی استفاده می شود.
محدوده دمای قالب گیری ABS، عملکرد پردازش خوب است، اما به دلیل جذب آهسته گرما از مواد ضخیم، لازم است زمان گرمایش افزایش یابد. در عین حال، ABS به راحتی در طول خنک شدن منقبض می شود، بنابراین جبران انقباض باید به طور کامل در طراحی قالب در نظر گرفته شود تا از دقت اندازه محصول اطمینان حاصل شود.
6. اثرات مواد زیست محیطی مانند اسید پلی لاکتیک
با افزایش نیاز به بسته بندی های حفاظت از محیط زیست، مواد زیست تخریب پذیر مانند PLA PLA) به طور گسترده ای در صنعت ترموفرمینگ، عمدتاً در بسته بندی مواد غذایی و محصولات حفاظت از محیط زیست یک بار مصرف- استفاده می شوند.
PLA شفافیت و عملکرد حفاظت از محیط زیست خوبی دارد، اما مقاومت در برابر حرارت آن نسبتا کم است، پنجره پردازش باریک است، الزامات کنترل دما بالا است. اگر دمای حرارت یا زمان قالب گیری به درستی کنترل نشود، به راحتی می توان باعث تغییر شکل مواد، ترک خوردگی یا قالب گیری ناقص شد. بنابراین لازم است پارامترهای گرمایش و سرمایش با توجه به خواص مواد بهینه شود تا به نتایج قالب گیری پایدار برسد.
چکیده ها
مواد پلاستیکی مختلف دارای خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی هستند که مستقیماً بر پارامترهای پارامترهای فرآیند شکل دهی حرارتی تأثیر می گذارد. پلی پروپیلن نیاز به توجه به سرعت انقباض و زمان خنک شدن دارد. PET به کنترل دقیق دمای گرمایش نیاز دارد. PS قالب گیری خوبی دارد اما مقاومت ضربه ای ضعیفی دارد. PVC دارای الزامات کنترل دما است. ABS برای محصولات با استحکام بالا مناسب است اما نیاز به در نظر گرفتن جبران انقباض دارد. و مواد سازگار با محیط زیست مانند PLA نیاز به کنترل فرآیند دقیق تری دارند. هنگام انتخاب مواد پلاستیکی، شرکتها باید پارامترهای تجهیزات را با توجه به استفاده از محصول، نیاز عملکرد و فرآیند تولید تنظیم کنند تا به تولید-ترموفرمینگ با کیفیت و کارایی بالا- دست یابند.
سوالات متداول
Q1: رایج ترین پلاستیک های مورد استفاده برای ترموفرمینگ کدامند؟
A: مواد محبوب PP، PET، PS، PVC، ABS، PLA، و غیره هستند. مواد مختلف برای محصولات و محیط های مختلف استفاده مناسب هستند.
Q2: چرا مواد پلاستیکی مختلف به دمای قالب گیری متفاوتی نیاز دارند؟
A: پلاستیک های مختلف دارای دمای نرم شدن، ویژگی های ذوب و پایداری حرارتی متفاوتی هستند، بنابراین لازم است که دمای گرمایش و زمان قالب گیری مربوطه را برای دستیابی به بهترین اثر قالب گیری تنظیم کنید.
Q3: چه نوع ماده ای برای بسته بندی مواد غذایی مناسب است؟
A: پلی پروپیلن، PET و PLA به طور گسترده در بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود. در میان آنها پلی پروپیلن دارای مقاومت حرارتی خوبی است، PET شفافیت بالایی دارد، PLA دارای قابلیت تجزیه زیستی و سایر مزایای زیست محیطی است که می توان با توجه به نیاز محصول انتخاب کرد.
