شکل‌دهی حرارتی (Thermoforming)

شکل‌دهی حرارتی چیست:

شکل‌دهی حرارتی یک فرایند تولید است که با حرارت دادن به ورقه‌های پلاستیکی، به آن‌ها شکل می‌دهد.

مراحل فرایند شکل دهی حرارتی:

این روش از دو مرحله تشکیل شده ‌است : 1-گرمادهی 2-شکل‌دهی

1. در مرحله گرمادهی به ورق‌های پلاستیکی با توجه به جنس و ضخامت ورق حرارت داده می‌شود تا انعطاف پذیر شوند. عمل گرمادهی معمولا با استفاده از المنت‌های حرارتی که در یک یا دو‌طرف ورق‌های پلاستیکی با فاصله معین قرار دارند، انجام ‌می‌گیرد.
2. شکل‌دهی را می‌توان به سه دسته تقسیم نمود که عبارتند از:

1-2- شکل‌دهی حرارتی خلأ (Vacuum Thermoforming):

یکی از ساده‌ترین و معمول‌ترین روش‌های ترموفرمینگ می‌باشد. در این روش ورق پلیمری بین قالب و گرم‌کننده قرار می‌گیرد و با اعمال فشار منفی (فشار از پایین)، (که این فشار منفی از طریق پمپی خلأ که هوا را از طریق سوراخ‌هایی می‌مکد ایجاد می‌شود) خلأ ایجاد شده و و ورق پلیمری را به سطح قالب می‌چسباند و شکل قالب را به خود می‌گیرد. اندازه محفظه‌های خلأ، فاصله محفظه‌های خلأ و  سطح قالب در این روش مهم می‌باشند. اندازه محفظه‌های خلأ را معمولا 0/8 میلی‌متر انتخاب می‌کنند. در شکل‌دهی خلأ سطح بیرونی ورق شکل قالب را به خود می‌گیرد و سطح درونی ممکن است نیاز به اصلاح داشته باشد. این روش برای تولید قطعات محکم با عمق زیاد و اندازه بزرگ و تعداد متوسط یا کم مناسب می‌باشد. جنس قالب در این روش را میتوان از جنس چوب انتخاب کرد که به صرفه نیز می‌باشد.

2-2- شکل‌دهی حرارتی با فشار هوا (Pressure Thermoforming):

در این روش ابتدا ورق پلاستیکی از قبل گرم‌شده را بر روی حفره‌ی قالب قرار می‌دهیم و با اعمال فشار از بالا(فشار مثبت)، ورق پلاستیکی به درون حفره قالب کشیده‌ می‌شود. در این روش برای تخلیه هوا بین ورق و قالب منافذی تعبیه شده است. در شکل‌دهی با فشار هوا سطح درونی شکل قالب را به خود می‌گیرد و سطح بیرونی ممکن است نیاز به اصلاح داشته باشد. این روش نسبت به روش شکل‌دهی با خلأ سرعت بیش‌تری دارد زیرا در دمای پایین‌تری ورق‌ها شکل می‌گیرند. در فرایند شکل‌دهی ورق‌های با ضخامت بالا معمولا از روش‌های فشار و خلأ همزمان و با هم استفاده می‌شود.

3-2- شکل‌دهی حرارتی مکانیکی (Mechanical Thermoforming):

در این روش ورق‌های پلاستیکی حرارت دیده شده از قسمت مثبت قالب توسط نیروی تماس مستقیم به سمت حفره قالب (قسمت منفی) کشیده‌ می‌شود و شکل می‌گیرند. این روش نسبت به دو روش قبل هزینه بیش‌تری دارد و دقت ابعادی و جزئیات هندسی قطعه نیز بهتر می‌باشد.

مواد اولیه مورد استفاده در فرایند شکل‌دهی حرارتی، ترموپلاست یا گرمانرم هستند که با افزایش دما بدون تغییر شیمیایی ذوب می‌شوند و به دلیل استفاده در صنایع موادغذایی در تولید آن‌ها از موادی استفاده می‌شود که باعث ایجاد آلودگی خوراکی نشود؛ موادی مانند پلی‌وینیل‌کلراید (PVC)، پلی‌استیرن (PS)، پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌اتیلن‌ترفتالات (PET)، پلی‌آمید (PA) و پلی‌اتیلن (PE).

مزایای شکل‌دهی حرارتی

سازگار با نیاز‌های مشتری (آزادی طراحی)

نسبتا ارزان‌تر از سایر روش‌های تولید

استفاده از مواد اولیه از جنس پلاستیک با تنوع بالا در رنگ

استفاده برای تولید قطعات بزرگ

مدت زمان کوتاه تولید

جنس قالب از آلومینیوم است و از آلیاژ بریلیوم نیز می‌توان استفاده کرد

معایب شکل‌دهی حرارتی

اصلاح قطعه بعد از تولید

کاربرد شکل‌دهی حرارتی

تجهیزات پزشکی مانند محفظه دستگاه ام‌آرآی، تجهیزات سرگرمی مانند ماشین‌های RC، تجهیزات صنعتی مانند قطعات داخلی اتومبیل‌ها، کیوسک، صنایع کشاورزی، تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی، محصولات بسته‌بندی مواد غذایی و تولیدظروف یکبار مصرف

منابع

www.wikipedia.org

www.mechanicalhome.blogspot.com

www.rfpllc.com

www.gemplastic.ir

 www.vacuumararat.com