Termoformowanie Rohacell
Termoformowanie to proces produkcyjny, w którym materiał termoplastyczny jest nagrzewany do stanu plastycznego, formowany, a następnie chłodzony, dzięki czemu zachowuje nową geometrię. Pianka polimetakryloimidowa Rohacell może być termoformowana w złożone kształty krzywoliniowe i trójwymiarowe, jeśli proces prowadzony jest w kontrolowanym zakresie temperatur.
Termoformowanie szczególnie dobrze nadaje się do części cienkościennych lub o łagodnych krzywiznach, gdzie konwencjonalna obróbka skrawaniem powodowałaby nadmierne straty materiału, długie czasy cyklu lub trudności z mocowaniem.
Zakres temperatur termoformowania
Rohacell staje się formowalny zwykle w temperaturach od około 195 do 210 stopni Celsjusza. Okno temperaturowe jest stosunkowo wąskie. Nagrzewanie powyżej tego zakresu grozi degradacją powierzchni lub zwęgleniem, a niedostateczna temperatura uniemożliwia prawidłowe formowanie.
Dokładna kontrola temperatury i równomierne nagrzewanie są kluczowe dla powodzenia termoformowania.
Dlaczego termoformować Rohacell
Główną zaletą termoformowania jest efektywność materiałowa. Części krzywoliniowe lub o cienkim przekroju, które w innym przypadku wymagałyby obróbki z grubych bloków, można wykonać bezpośrednio z płyty o grubości bliskiej końcowej.
Termoformowanie pozwala też na wyższą wydajność produkcji. Czasy cyklu liczone są zwykle w minutach, a nie w godzinach, co czyni proces atrakcyjnym dla serii średnio- i wielkoseryjnych, jeśli geometria części na to pozwala.
Kontrola wilgotności i suszenie
Rohacell jest higroskopijny i z czasem chłonie wilgoć. Przed termoformowaniem materiał musi być całkowicie wysuszony. Obecność wilgoci podczas nagrzewania może prowadzić do jej odparowania i powodować pęcherzenie, odbarwienia powierzchni oraz niestabilność wymiarową.
Suszenie prowadzi się zwykle w piecu konwekcyjnym przed formowaniem. Po wysuszeniu materiał należy formować możliwie szybko lub przechowywać w szczelnym opakowaniu barierowym.
Oprzyrządowanie i wymiana ciepła
Po nagrzaniu Rohacell szybko się ochładza i pozostaje plastyczny tylko przez krótki czas. Przeniesienie materiału ze źródła ciepła do formy musi więc być bardzo szybkie, aby uniknąć pęknięć, zwłaszcza na krawędziach.
Oprzyrządowanie powinno sprzyjać płynnemu przepływowi materiału i unikać ostrych narożników oraz małych promieni. Często preferuje się formy niemetalowe, aby ograniczyć straty ciepła podczas formowania. Należy również kontrolować czynniki otoczenia, takie jak przewiewy i zimne powietrze.
Zachowanie materiału podczas formowania
Podczas termoformowania pianka jest rozciągana po zewnętrznej stronie gięcia i ściskana po stronie wewnętrznej. Powoduje to lokalne zniekształcenie struktury komórkowej i wprowadza naprężenia własne, które mogą skutkować sprężynowaniem powrotnym po wyjęciu detalu z formy.
Na sprężynowanie powrotne wpływają grubość materiału, promień gięcia, temperatura formowania oraz geometria formy. Zjawisko to kontroluje się zwykle przez celowe przeformowanie oraz iteracyjne dopracowanie oprzyrządowania.
Obróbka wykończeniowa detali termoformowanych
Po termoformowaniu zwykle następuje okrawanie lub obróbka wykończeniowa w celu uzyskania ostatecznej geometrii. Ponieważ większość kształtowania materiału odbyła się już podczas formowania, siły skrawania są niewielkie i zazwyczaj wystarcza proste oprzyrządowanie podporowe.
Termoformowanie można łączyć z obróbką mechaniczną, aby pogodzić efektywność materiałową z dokładnością wymiarową.
Kiedy termoformowanie jest właściwym wyborem
Termoformowanie Rohacell to sprawdzona metoda produkcji, o ile prawidłowo zapanuje się nad wilgotnością, temperaturą, konstrukcją oprzyrządowania i organizacją procesu. W niektórych zastosowaniach jest to jedyny praktyczny sposób osiągnięcia wymaganej wydajności produkcji.
Termoformowanie rozszerza możliwości projektowe Rohacell, pozwalając wykorzystać go nie tylko jako rdzeń obrabiany mechanicznie, ale jako formowany element konstrukcyjny.
Podsumowanie termoformowania Rohacell
Termoformowanie umożliwia sprawne kształtowanie Rohacell w geometrie krzywoliniowe i złożone przy zachowaniu integralności konstrukcyjnej. Prawidłowo wdrożony proces zapewnia mniej odpadu, wyższą wydajność produkcji i powtarzalną jakość detali.
