กระบวนการพื้นฐานและคุณลักษณะของการขึ้นรูปด้วยความร้อนด้วยพลาสติก

การขึ้นรูปเป็นกระบวนการในการผลิตโพลีเมอร์ในรูปแบบต่างๆ (ผง เม็ด สารละลาย หรือการกระจายตัว) ให้เป็นผลิตภัณฑ์ในรูปทรงที่ต้องการ เป็นสิ่งสำคัญที่สุดในกระบวนการขึ้นรูปวัสดุพลาสติกทั้งหมด และเป็นการผลิตวัสดุหรือโปรไฟล์โพลีเมอร์ทั้งหมด กระบวนการที่จำเป็นวิธีการขึ้นรูปพลาสติก ได้แก่ การขึ้นรูปแบบอัดรีด การฉีดขึ้นรูป การอัดขึ้นรูป การขึ้นรูปแบบถ่ายโอน การขึ้นรูปแบบลามิเนต การขึ้นรูปแบบเป่า การขึ้นรูปแบบคาเลนเดอร์ การขึ้นรูปแบบโฟม การขึ้นรูปด้วยความร้อน และวิธีการอื่นๆ อีกมากมาย ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถปรับเปลี่ยนได้

การขึ้นรูปด้วยความร้อน เป็นวิธีการผลิตผลิตภัณฑ์โดยใช้แผ่นเทอร์โมพลาสติกเป็นวัตถุดิบซึ่งสามารถนำมาประกอบเป็นพลาสติกขั้นที่สองได้ ขั้นแรกให้วางแผ่นที่ตัดเป็นขนาดและรูปร่างที่แน่นอนบนเฟรมของแม่พิมพ์และให้ความร้อนจนถึงสถานะยืดหยุ่นสูงระหว่าง Tg-Tf แผ่นจะถูกยืดออกขณะถูกให้ความร้อน จากนั้นจึงใช้แรงดันเพื่อให้ปิด ให้กับแม่พิมพ์ พื้นผิวรูปร่างจะคล้ายกับพื้นผิวรูปร่าง และสามารถรับผลิตภัณฑ์ได้หลังจากการทำความเย็น การสร้างรูปร่าง และการตัดแต่งในระหว่างการเทอร์โมฟอร์ม แรงดันที่ใช้จะขึ้นอยู่กับความแตกต่างของแรงดันที่เกิดจากการดูดและการแนะนำอากาศอัดที่ทั้งสองด้านของแผ่นเป็นหลัก แต่ยังขึ้นอยู่กับแรงดันทางกลและแรงดันไฮดรอลิกด้วย

ลักษณะของเทอร์โมฟอร์มคือความดันในการขึ้นรูปต่ำ และกระบวนการเทอร์โมฟอร์มมีดังนี้:

วัสดุแผ่นกระดาน (แผ่น) → การหนีบ → การทำความร้อน → ความดัน → การระบายความร้อน → การสร้าง → ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป → การระบายความร้อน → การตัดแต่ง การขึ้นรูปด้วยความร้อนของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปนั้นแตกต่างจากเทคโนโลยีการประมวลผลแบบครั้งเดียว เช่น การฉีดขึ้นรูปและการอัดขึ้นรูป ไม่ใช่สำหรับเม็ดพลาสติกหรือเม็ดสำหรับการขึ้นรูปด้วยความร้อนหรือการขึ้นรูปต่อเนื่องที่มีหน้าตัดเดียวกันผ่านแม่พิมพ์ และไม่มีการใช้เครื่องมือกล เครื่องมือ และวิธีการแปรรูปทางกลอื่นๆ ในการตัดส่วนของวัสดุพลาสติก ต่อไปเพื่อให้ได้รูปทรงและขนาดที่ต้องการ แต่สำหรับวัสดุแผ่นพลาสติก (แผ่น) การทำความร้อน การใช้แม่พิมพ์ สุญญากาศ หรือแรงดันเพื่อทำให้วัสดุแผ่น (แผ่น) เปลี่ยนรูป บรรลุรูปร่างและขนาดที่ต้องการ เสริมด้วยขั้นตอนการสนับสนุน เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการใช้งาน

เทคโนโลยีเทอร์โมฟอร์มมิงได้รับการพัฒนาโดยใช้วิธีการขึ้นรูปแผ่นโลหะ แม้ว่าเวลาในการพัฒนาจะไม่นาน แต่ความเร็วในการประมวลผลนั้นรวดเร็ว ระดับของระบบอัตโนมัติอยู่ในระดับสูง แม่พิมพ์มีราคาถูกและง่ายต่อการเปลี่ยน และความสามารถในการปรับตัวมีความแข็งแกร่ง สามารถผลิตสินค้าขนาดใหญ่เท่าเครื่องบินและชิ้นส่วนรถยนต์ ขนาดเล็กเท่าแก้วเครื่องดื่ม ของเหลือสามารถรีไซเคิลได้ง่าย สามารถรีดแผ่นบางได้ถึง 0.10 มม. แผ่นเหล่านี้สามารถโปร่งใสหรือทึบแสง มีลักษณะเป็นผลึกหรือไม่มีรูปร่าง สามารถพิมพ์ลวดลายลงบนแผ่นงานก่อน หรือสามารถพิมพ์ลวดลายที่มีสีสันสดใสหลังการขึ้นรูปได้

ในช่วง 30 ถึง 40 ปีที่ผ่านมา เนื่องจากวัสดุแผ่นเทอร์โมพลาสติก (แผ่น) มีความหลากหลายเพิ่มขึ้นเป็นวัตถุดิบ การปรับปรุงอุปกรณ์กระบวนการเทอร์โมฟอร์มอย่างต่อเนื่อง และการประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์ในวงกว้างมากขึ้น เทคโนโลยีเทอร์โมฟอร์มจึงได้พัฒนา ด้วยการพัฒนาที่ค่อนข้างรวดเร็ว เทคโนโลยีของมัน และอุปกรณ์ต่างๆก็มีความสมบูรณ์แบบมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเปรียบเทียบกับการฉีดขึ้นรูป เทอร์โมฟอร์มมิงมีข้อดีคือประสิทธิภาพการผลิตสูง วิธีการที่เรียบง่าย การลงทุนอุปกรณ์น้อยกว่า และความสามารถในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีพื้นผิวขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม ต้นทุนของวัตถุดิบเทอร์โมฟอร์มสูงและมีขั้นตอนหลังการประมวลผลสำหรับผลิตภัณฑ์มากมาย ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตอย่างต่อเนื่องและความต้องการที่จะได้รับประโยชน์ทางเศรษฐกิจสูงสุด อุปกรณ์เทอร์โมฟอร์มจึงค่อย ๆ กำจัดสิ่งแรกออกไปโดยเป็นเพียงระบบการขึ้นรูปแบบวัสดุแผ่นพลาสติก (แผ่น) อิสระ และเริ่มรวมเข้ากับอุปกรณ์การผลิตอื่น ๆ เพื่อให้ตรงตามองค์ประกอบ สายการผลิตที่สมบูรณ์สำหรับความต้องการเฉพาะ จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและลดต้นทุนการผลิตของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

การขึ้นรูปด้วยความร้อน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีผนังบางและพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ พันธุ์พลาสติกที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โพลีสไตรีน ลูกแก้ว โพลีไวนิลคลอไรด์ ABS โพลีเอทิลีน โพรพิลีน โพลีเอไมด์ โพลีคาร์บอเนต และโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต