 Большим преимуществом термоформования является возможность производства тонкостенных деталей с большой площадью поверхности с использованием относительно дешевого одностороннего алюминиевого инструментария. Недостатками термоформования являются колебания толщины стенок, дополнительные затраты из-за перемалывания листа и обрезков, большой объем разрезания и дополнительные затраты на повторную обработку отрезанного, но все это компенсируется возможностью в экономичном режиме производить мелкими партиями детали с толстыми стенками, или же крупными партиями детали с тонкими стенками.
Достижения в области технологии термоформования, полученные на протяжении предшествующего десятилетия, позволили этой отрасли расти темпами, которые превышают темпы роста пластмассовой отрасли в целом. Тем не менее, за последние несколько лет в этом процессе произошли некоторые изменения. Для того чтобы сохранить достигнутое в прошлом ускорение роста отрасли, необходимо добиться новых достижений в области пластмассовых материалов, инструментария, машин для формования, а также вспомогательного оборудования. В данной работе рассматриваются некоторые формирующиеся технологии, такие как формование из листа из композитного материала, декорирование поверхности, а также разработка новых материалов. Здесь также рассматривается воздействие глобализации на отечественные компании, занимающиеся термоформованием, как толстостенным, так и тонкостенным. Введение Реализация технологии термоформования начинается с экструдированного пластмассового листа. Его нагревают между инфракрасными нагревательными установками до достижения нужной температуры нагревания. Затем лист подвергается растягиванию поверх или внутрь металлической пресс-формы с управляемым температурным режимом. Его оставляют прижатым к поверхности пресс-формы, пока он не остынет. После этого сформованный лист извлекают из пресс-формы, а сформованную деталь вырезают из листа. Затем обрезки перемалывают и возвращают в экструдер для смешивания с чистой пластмассой для новой экструзии в лист. Существует два основных вида технологий термоформования. Обычно лист с толщиной 1.5 мм (0.060 дюйма) или менее подается на пресс для термоформования в рулонах. В основном, к числу применений с тонкими стенками, которые создаются термоформованием с рулонной подачей, относятся жесткие или полужесткие одноразовые упаковочные продукты. Лист с толщиной 3 мм (0.120 дюйма) или более обычно доставляется на пресс для формования обрезанный почти до конечных размеров в виде штабелей на поддонах. В число плотных или толстостенных применений, сформованных из разрезанного листа, входят, в первую очередь, конструкционные компоненты длительного использования. Существует также небольшой, но, все же, растущий, рынок формования со стенками средней толщины, где формование осуществляется из листа с толщиной от 1.5 до 3 мм. Термоформованные детали бывают размером с наперсток с толщиной стенок менее 0.015 мм (0.0006 дюйма), или же крупные, такие как плавательный бассейн с толщиной стенок более 25 мм (1 дюйм). Рынок термоформования Северной Америки традиционной поделен на продукты с тонкими стенками, которые занимают ¾ объема рынка, и продукты с толстыми стенками, которые занимают оставшуюся ¼ объема. В Северной Америке насчитывается почти 150 компаний, которые занимаются тонкостенным термоформованием. Шестьдесят процентов от этого количества формуют свои собственные продукты, 30% являются формовщиками по индивидуальным заказам, и 10% являются производителями комплектного оборудования со своими собственными производственными мощностями для формования прямо на своем предприятии. Имеется примерно дюжина формовщиков тонкостенной продукции с годовым объемом продаж US$100 миллионов или более. У самой крупной из них, Pactiv Corporation of Lake Forest, IL, годовой объем продаж превышает US$1,000 миллионов. В Северной Америке работает также почти 250 компаний, занимающихся толстостенным формованием. Почти все они специализируются на формовании по индивидуальным заказам. Только у небольшого числа толстостенных формовщиков годовой объем продаж превышает US$100 миллионов. В 2003 г. у самой крупной компании, Wilbert Plastic Services из Сент-Пола, Миннесота, годовой объем продаж составлял около US$140 миллионов. В историческом плане термоформование является одной из старейших технологий обработки пластмасс (1). Погремушки для маленьких детей и кольца для прорезывания зубов формовали из содержащей камфару нитроцеллюлозы или пироксилина ТМ еще в девяностых годах девятнадцатого века (2). В отрасли не наблюдалось существенного роста до тридцатых годов двадцатого века, когда разработка ацетатцеллюлозы и акрила обеспечила отрасль листом, который поддавался формованию. Первые машины для термоформования с рулонной подачей были разработаны в конце тридцатых годов прошлого века в Европе (3). В годы Второй мировой войны формование с толстыми стенками зависело от нагревания листа в конвекционной печи и ручного натягивания листа на позитивные формы (4,5). В конце сороковых годов были разработаны машины с возвратно-поступательным движением, за ними последовали машины для центробежного формования, которые появились в конце пятидесятых – начале шестидесятых годов. |
