Однією з найбільш привабливих рис акрилового каменю є можливість надавати виробу будь-яку конфігурацію. Забезпечується ця можливість пластичністю і досить високою в'язкістю матеріалу: при 150-170 С полімер розм'якшується і приймає будь-яку задану форму. На цьому унікальному якості і заснований термоформінг.
Термоформінг акрилового каменю
Акриловий камінь. якщо форма вироби не задовольняє, можна піддати повторному розігріву і охолодженню до тих пір, поки не буде отриманий задовільний результат.
Процес відбувається в три етапи:
- Нагрівання - проводиться в закритих камерах конвекційним методом або за допомогою тільки теплового випромінювання. Вибір залежить від матеріалу і вимог до готового виробу. Акриловий камінь, отриманий екструзійним способом, потребує попередньої гарячій сушці, так як він відрізняється більш високою пористістю і сильніше вбирає вологу. Тривалість і температура нагріву залежить від товщини листа і методу виготовлення. Камінь, отриманий методом лиття, допускає нерівномірність прогріву до 15 градусів без втрати своїх якостей. Екструзійний матеріал куди більш вимогливим: допустима похибка становить лише 5 градусів. Також необхідно враховувати усадку каменю, особливо екструзійного, інакше готовий виріб виявиться менше в розмірах.
- Формування - може здійснюватися на різному обладнанні. Суть формування полягає в розміщенні нагрітого листа в формі - матриці або пуансоні, і наданні на матеріал тиску. Застосовується вакуумирование, подача повітря через дифузор, пресування. При формуванні виробів без натягу обмежуються власною вагою матеріалу. Тривалість процедури і температура визначається товщиною листа.
- Охолодження - проводиться до стабілізації форми в заготівлі. Охолодження має бути рівномірним.
Формування, по суті - збереження деформації матеріалу, тому супроводжується виникненням внутрішньої напруги. Щоб останнє не стало причиною утворення тріщин, готовий виріб піддається нагріву при 60-80 С протягом 1-3 годин.
пристосування
Елементи термоформинга можна розділити на інструменти та обладнання.
До інструментів відносять матриця і пуансон. Останній являє собою негативну матрицю, з її допомогою формуються вироби з різною поверхнею з двох сторін.
Форми виконуються з різних матеріалів:
- алюміній - не піддається корозії і має малу вагу;
- сталь - самий довговічний матеріал;
- дерево - а також ДСП, ДВП і МДФ, дуже доступний за вартістю матеріал. Так як температура термоформинга акрилу невисока, то варіант цілком допускається;
- гіпс - більш важкий, частіше застосовується для створення матриць;
- полімери - поліуретанові, епоксидні з наповнювачами або армуванням, з багатокомпонентних смол з алюмінієвої добавкою і так далі.
Матриці і кріпильні рами обладнання рекомендується при термоформінг нагрівати до 60-70 С: таким чином попереджається поява внутрішньої напруги.
До обладнання відносяться всі пристосування по попередньому розігріву матеріалу і створення необхідного тиску:
- печі для нагріву матеріалу - конвекційні, інфрачервоні і так далі;
- преси для термоформинга - вакуумні, гідравлічні, з нагрівальним столом.
Етап охолодження спеціального обладнання не потребує і вироби остуджуються природним шляхом.
устаткування
Конструкція і розміри моделей помітно відрізняються один від одного. Вибір здійснюється з урахуванням особливостей матеріалу - товщина, метод виготовлення, і характеристики майбутнього виробу - стільниці, підвіконня, ванні.
Верстат для термоформинга акрилового каменю
Такі вироби, як піддони під душ, ванні, раковини крім досить складної форми відрізняються ще й розмірами, і великою глибиною. Для їх виготовлення використовується спеціальне обладнання - гідравлічний прес.
Як негативною матриці використовується прес спеціальної форми. Нагріта заготовка поміщається в формі на робочому столі, прес опускається і створює необхідну для формування тиск. Максимальне зусилля коливається від 40 до 100 т.
Плавний хід преса забезпечують гідравлічні циліндри. Робочий стіл прогрівається для підтримки температури матриці.
Мембранно вакуумна модель
Прес є робочим столом, що виготовляється з зварних металевих труб і плоскою стільницею - як правило, з промислового ламінованого пластику товщиною не менше 15 мм.
На поверхні стільниці сформовані численні канавки - вони є точками відкачування повітря. Таким чином забезпечується рівномірний видалення повітря незалежно від конфігурації заготовки.
На верхній притискної рамі знаходиться жаростійкий напівпрозора мембрана. Виготовляється зі звичайного силікону з подовженням до 450% або високоеластичного з подовженням до 750%. Чим вище еластичність мембрани, тим більш об'ємні і високі заготовки може використовувати в роботі.
Прес обладнується вакуумним сухим насосом. Тиск, що створюється насосом, досягає 9800 кг / кв. м, що забезпечує щільне обжимання матриці матеріалом. Управління здійснюється ресивером.
Процедура термоформинга в мембранно вакуумному пресі виглядає так:
- на робочому столі розташовується матриця;
- в ній поміщається нагріта заготовка з акрилового каменю, верхня рама фіксується;
- з порожнини насос викачує повітря, мембрана щільно притискає акрилову заготівлю до форми. Процес формування займає буквально секунди;
- виріб остигає в матриці близько 10-15 хвилин і повністю повторює її форму.
нагрівальний стіл
Являє собою мембранно вакуумний прес, обладнаний нагрівальними елементами - ІК-панелями.
- До складу панелі входять керамічні інфрачервоні нагрівачі, дроти, колодки і рефлектори з полірованого металу. Елементи вмонтовані в стільницю і забезпечують нагрів матриці і заготовки до 70 С.
- Призначення нагрівального столу - попередження внутрішнього напруження, яке виникає в матеріалі після деформації. По-перше, заготівля з акрилу в цьому випадку виявляється в нагрітій формі, причому нагрітої абсолютно рівномірно. По-друге, після закінчення пресування і охолодження, готовий виріб рекомендується прогрівати протягом 1-3 годин при невеликій температурі.
- Проектуються і виконуються такі верстати з різними показниками потужності і напруги, так як розраховані на термоформінг не тільки скла, але і для ламінування меблів, шпонирования, облицювання акриловими плитами і так далі. Можливе формування на одному верстаті декількох зон з різною температурою для одночасної роботи з різними матеріалами.
інфрачервона піч
Головним достоїнством інфрачервоної печі є можливість рівномірного прогріву матеріалу. При використанні, наприклад, фена, або іншого не камерного пристосування перепад температур може виявитися занадто великим.
- Нагрівальним елементом виступає керамічний нагрівач - вельми економний і продуктивний. Для прогрівання листа каменю товщиною до 5 мм досить односторонньої обробки. При більшій товщині під час процедури необхідно перевертати лист. Цю проблему вирішують моделі з двостороннім нагріванням.
- Розмір робочої камери коливається в досить широких межах і визначається характером продукції.
- Кришка може опускатися як вручну, так і автоматично.
- Печі бувають вертикального і горизонтального розташування. Екструзійний акриловий камінь можна нагрівати тільки в моделях з горизонтальним положенням.
При нагріванні акриловий камінь дає усадку: литий - до 2% уздовж і поперек листа, екструзійний до 6% уздовж і до 1% поперек. Цю особливість необхідно враховувати.
перевага
- Рівномірність прогріву на всіх етапах - це одне з найголовніших умов для отримання якісного виробу. Камерний прогрів в печі і на нагрівальному столі забезпечує компенсацію внутрішньої напруги, а, значить, відсутність мікротріщин і високу міцність.
- Продуктивність - швидкість прогрівання складає 1 хв на 1 мм товщини заготовки. А час власне формування обчислюється десятками секунд. Найтриваліший етап - охолодження, займає 10-15 хвилин. Такої швидкості обробки можна досягти без промислового обладнання.
- Рівномірність тиску - еластична мембрана обжимає матеріал абсолютно рівномірно. Товщина виробу, якщо не передбачається двостороння формування, однакова.
- Різноманітність форм - вакуумно-мембранний метод не обмежує конфігурацію вироби.
- Процес можна повністю автоматизувати. що істотно позначається на продуктивності.
висновок
Устаткування для термоформинга випускається в самих різних модифікаціях з урахуванням різних напрямків. Так, для роботи з тонким листами досить печі з одностороннім нагріванням і вакуумного преса без нагрівального столу. А ось для виготовлення піддонів потрібно гідравлічний прес.