Вакуум- и пневмоформование

Метод формования изделий из листовых и пленочных материалов с использовани­ем перепада давления воздуха с различных сторон заготовки получил в последние годы широкое распространение благодаря простоте оснастки, возможности изготовления крупногабаритных изделий и высокой производительности. В отличие от штамповки и холодного формования в этом случае заготовку из перерабатываемого материала на­гревают до температуры, соответствующей переходу в высокоэластическое состояние (для аморфных полимеров) или до температуры, приближенной к плавлению крис­таллической фазы (для кристаллизующихся полимеров). Под влиянием создаваемо­го перепада давления воздуха в заготовке развиваются высокоэластические (обрати­мые) деформации, которые приобретают стабильный характер в результате быстрого охлаждения соприкасающегося с холодной формой материала.

В зависимости от характера взаимодействия формуемого материала с формой разли­чают свободное, негативное и позитивное формование листовых заготовок (рис. 14.2).

Рис. 14.2. Различные методы формования изделий из листов:

а — разогрев заготовки; б — свободное, в — негативное, г — позитивное

формование

Свободное формование осуществляется без соприкосновения формуемого ма­териала заготовки с оформляющим инструментом. Его применение ограничено изготовлением из прозрачных акрилатов крупногабаритных изделий овальной фор­мы для обтекателей и световых фонарей с улучшенными оптическими характеристи­ками. При использовании метода требуется высокая равномерность нагрева заготов­ки с минимальной разнотолщинностью — в противном случае искажается форма изделия и его оптические характеристики. Кроме того, применение свободного фор­мования ограничивает и глубину вытяжки.

Негативное формование (формование в матрице) позволяет получать изделия, у которых наружная поверхность соответствует геометрии внутренней поверхности матрицы. Нагретая заготовка вначале деформируется свободно, и ее толщина уменьша­ется относительно равномерно, однако после соприкосновения с формой температура заготовки в этой области резко понижается и дальнейшее деформирование идет нерав­номерно — толщина стенок и днища оказывается различной. Значительная разнотол-щинность — один из существенных недостатков негативного метода формования.

Позитивное формование осуществляется на пуансоне; форму внешней поверх­ности пуансона повторяет внутренняя поверхность изделия. Нагретая заготовка первоначально соприкасается с верхней поверхностью пуансона; деформация этой зоны прекращается, поэтому образующееся днище имеет наибольшую толщину. Вытяжка остальной части заготовки происходит более равномерно, но, как и при не­гативном формовании, получение изделия большой глубины и с острыми углами затруднительно.

В зависимости от толщины формуемой заготовки, глубины вытяжки, требова­ний к воспроизводимости рельефа поверхности при всех методах для создания пе­репада давлений может использоваться либо вакуум (разрежение) в форме (давле­ние на заготовку до 0,07-0,085 МПа), либо сжатый воздух (давление до 2,5 МПа).