ترموفرمینگ یک فرآیند تولیدی است که در آن ورق‌های پلاستیکی ( مستربچ ها ) گرم شده و به اشکال دلخواه شکل داده می‌شوند. این فرآیند به دلیل توانایی در تولید قطعات بزرگ و پیچیده با هزینه نسبتاً کم و دقت بالا بسیار محبوب است. ترموفرمینگ در صنایع مختلفی مانند بسته‌بندی، خودروسازی، الکترونیک و پزشکی استفاده می‌شود در ادامه بیشتر درباره کاربرد های فرایند ترموفرمینگ توضیح خواهیم داد همراه ما باشید.

 ترموفرمینگ چیست و کاربر های آن

ترموفرمینگ یک فرآیند تولیدی برای شکل‌دهی ورق‌های پلاستیکی است که با استفاده از حرارت انجام می‌شود. در این فرآیند، ورق پلاستیکی گرم شده و به اندازه کافی نرم می‌شود تا به وسیله قالب به شکل دلخواه درآید. پس از شکل‌دهی، ورق خنک شده و سخت می‌شود تا فرم نهایی خود را حفظ کند. ترموفرمینگ در صنایع مختلی مانند: بسته بندی، خودروسازی، پزشکی، لوازم خانگی و .. کاربرد دارد. فرآیند ترموفرمینگ با توجه به مزایا و محدودیت‌هایش، یک روش موثر و اقتصادی برای تولید قطعات پلاستیکی با کیفیت و دقت مناسب است.

بسته‌بندی: تولید بسته‌بندی‌های مواد غذایی، ظروف و بسته‌بندی‌های صنعتی

خودروسازی: تولید قطعات داخلی خودرو، مانند پانل‌ها، داشبوردها و قطعات تزیینی

لوازم خانگی: تولید قطعات مختلفی مانند بدنه‌های لوازم خانگی و پوشش‌های دستگاه‌ها

صنایع پزشکی: تولید قطعات و تجهیزات پزشکی، مانند سینی‌های جراحی و بسته‌بندی‌های استریل

دستگاه ترموفرمینگ چیست؟

دستگاه ترموفرمینگ ابزاری است که برای شکل‌دهی ورق‌های پلاستیکی به اشکال دلخواه از طریق حرارت‌دهی و استفاده از قالب‌ها استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها در صنایع مختلفی مانند بسته‌بندی، خودروسازی، لوازم خانگی و پزشکی برای تولید قطعات پلاستیکی به کار می‌روند. دستگاه‌های ترموفرمینگ به دو دسته اصلی وکیوم فرمینگ و دستگاه‌های فشار فرمینگ تقسیم می شوند.

آشنایی با مراحل فرایند تولید به روش ترموفرمینگ

ورق پلاستیکی به وسیله دستگاه‌های گرمایی (معمولاً از نوع مادون قرمز یا هوای گرم) تا دمای نرم شدن ماده گرم می‌شود. دما باید به گونه‌ای باشد که ورق به اندازه کافی نرم شود تا به راحتی شکل‌پذیر باشد، اما نباید به حدی برسد که پلاستیک ذوب شود.ورق گرم شده روی قالب قرار می‌گیرد و با استفاده از روش‌های مختلفی شکل‌دهی می‌شود. در این روش، هوای بین ورق و قالب با استفاده از یک پمپ وکیوم تخلیه می‌شود تا ورق به قالب بچسبد و شکل آن را بگیرد. ورق پلاستیکی بین دو نیمه قالب قرار می‌گیرد و با استفاده از فشار، ورق به شکل قالب در می‌آید.هوای فشرده به ورق پلاستیکی گرم شده وارد می‌شود تا آن را به دیواره‌های قالب فشار دهد و شکل قالب را به خود بگیرد.پس از شکل‌دهی، ورق پلاستیکی باید خنک شود تا شکل خود را حفظ کند. این کار معمولاً با استفاده از جریان هوای سرد یا آب انجام می‌شود. پس از خنک شدن قطعه شکل داده شده از قالب جدا می‌شود و اضافات آن برش داده می‌شود. این کار می‌تواند به صورت دستی یا با استفاده از دستگاه‌های اتوماتیک انجام شود.ممکن است فرآیندهای تکمیلی دیگری مانند سوراخ‌کاری، مونتاژ و افزودن قطعات جانبی نیز انجام شود.

مزایای استفاده از روش ترموفرمینگ

سرعت بالا: تولید قطعات با سرعت بالا انجام می‌شود.

تولید قطعات بزرگ: این فرآیند برای تولید قطعات بزرگ مناسب است.

انعطاف‌پذیری در طراحی: امکان تولید قطعات بزرگ و پیچیده با این روش وجود دارد.

هزینه کمتر: این فرآیند نسبت به روش‌های دیگر تولید مانند تزریق پلاستیک هزینه کمتری دارد.

نکته: همانطور که استفاده از فرایند ترموفرمینگ مزایای بسیاری دارد باید بدانید که محدودیت هایی را هم ایجاد می کند از محدودیت های فرایند ترموفرمینگ می توان به  ضخامت محدود ورق ها اشاره کرد.  ورق‌های پلاستیکی باید دارای ضخامت مناسبی باشند زیرا ضخامت‌های بسیار کم یا بسیار زیاد ممکن است به درستی شکل نگیرد. دقت ابعادی قطعات تولید شده با ترموفرمینگ معمولاً کمتر از روش‌هایی مانند تزریق پلاستیک است. همچنین در این فرایند با محدودین در مواد مواجه هستید و همه نوع پلاستیک‌ها برای ترموفرمینگ مناسب نیستند و برخی مواد خاص ممکن است نیاز به شرایط ویژه‌ای داشته باشند.

انواع روش های ترموفرمینگ

ترموفرمینگ فرآیندی است که در آن ورق‌های پلاستیکی تحت حرارت و فشار به شکل‌های دلخواه تبدیل می‌شوند. روش‌های مختلفی برای ترموفرمینگ وجود دارد که هر یک مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. از انواع روش های ترموفرمینگ می توان به وکیوم فرمینگ ، فشار فرمینگ ، فرمینگ با فشار هوا، فرمینگ مکانیکی، فرمینگ با قالب‌های چند مرحله‌ای، فرمینگ با فشار مثبت و منفی، فرمینگ با قالب‌های دو طرفه اشاره کرد که در ادامه به معرفی هر یک از آن ها خواهیم پرداخت.

وکیوم فرمینگ چیست؟

وکیوم فرمینگ (Vacuum Forming) یکی از روش‌های محبوب و پرکاربرد در ترموفرمینگ است که برای تولید قطعات پلاستیکی استفاده می‌شود. این فرآیند به دلیل ساده بودن، هزینه کمتر و توانایی تولید قطعات بزرگ و سبک با جزئیات کمتر، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در فرایند وکیوم فرمینگ ورق پلاستیکی انتخاب شده باید دارای ضخامت و ویژگی‌های مناسب برای تولید قطعه مورد نظر باشد. این ورق‌ها معمولاً از جنس‌های پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌کربنات، ABS، PVC و غیره تهیه می‌شوند. ورق پلاستیکی توسط هیترهای مادون قرمز یا المنت‌های گرمایشی گرم می‌شود تا به دمای نرم شدن برسد. این مرحله بسیار مهم است و دمای ورق باید به اندازه‌ای باشد که به خوبی نرم شود اما نباید ذوب شود. پس از گرم شدن، ورق پلاستیکی نرم شده بر روی قالب قرار می‌گیرد. قالب معمولاً از جنس آلومینیوم یا رزین ساخته شده و دارای شکل و جزئیات مورد نظر برای تولید قطعه نهایی است.با استفاده از پمپ وکیوم، هوای بین ورق پلاستیکی و قالب تخلیه می‌شود. این عمل باعث می‌شود که ورق به قالب بچسبد و شکل آن را به خود بگیرد. وکیوم ایجاد شده، ورق را به قالب فشار می‌دهد و جزئیات قالب را به ورق منتقل می‌کند.

فرمینگ مکانیکی و کاربرد های آن

فرمینگ مکانیکی یکی از روش‌های مهم در فرآیند ترموفرمینگ است که برای شکل‌دهی ورق‌های پلاستیکی به قطعات دلخواه استفاده می‌شود. این روش به دلیل دقت بالا و توانایی تولید قطعات با جزئیات پیچیده، در صنایع مختلف بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این فرایند ابتدا ورق پلاستیکی با ضخامت و جنس مناسب برای تولید قطعه مورد نظر انتخاب می‌شود. این ورق‌ها می‌توانند از موادی مانند ABS، پلی‌کربنات، پلی‌پروپیلن، و دیگر پلیمرهای ترموپلاستیک تهیه شوند. ورق پلاستیکی در این مرحله توسط هیترهای مادون قرمز یا المنت‌های گرمایشی گرم می‌شود تا به دمای نرم شدن برسد. دمای ورق باید به اندازه‌ای باشد که به خوبی نرم شود ولی ذوب نشود.این روش به دلیل استفاده از قالب‌های دقیق و اعمال فشار مکانیکی، می‌تواند قطعاتی با جزئیات بالا و دقت ابعادی خوب تولید کند. فرمینگ مکانیکی مناسب برای تولید قطعات با اشکال پیچیده و ترکیبی است. قطعات تولید شده با این روش معمولاً دارای استحکام و مقاومت خوبی هستند.فرمینگ مکانیکی یکی از روش‌های مؤثر و دقیق در تولید قطعات پلاستیکی است که با توجه به مزایا و محدودیت‌هایش، در بسیاری از صنایع به کار می‌رود. این روش امکان تولید قطعات با کیفیت و دقت بالا را فراهم می‌کند و برای کاربردهای مختلفی مناسب است.

صنایع هوافضا: تولید قطعات مقاوم و دقیق برای هواپیماها و فضاپیماها

صنایع پزشکی: تولید تجهیزات و قطعات پزشکی که نیاز به دقت و کیفیت بالا دارند

صنایع الکترونیک: تولید قطعاتی مانند بدنه‌های محافظ، قاب‌ها و پوشش‌های دستگاه‌های الکترونیکی

صنعت خودروسازی: تولید قطعات داخلی و خارجی خودرو که نیاز به دقت و استحکام بالایی دارند، مانند پانل‌ها، داشبوردها و قطعات تزیینی

روش های فرم دهی در فرمینگ با فشار هوا

فرمینگ با فشار هوا (Air Forming) یک فرآیند شکل‌دهی فلزات است که در آن از فشار هوا برای ایجاد شکل‌های دلخواه در ورق‌های فلزی استفاده می‌شود. این روش به دلیل دقت بالا و توانایی ایجاد اشکال پیچیده در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، هوافضا، و تولیدات صنعتی کاربرد دارد. در روش  فرمینگ با فشار هوا با استفاده از فناوری‌های پیشرفته و کنترل دقیق فشار هوا، امکان تولید قطعات با کیفیت بالا و دقت بی‌نظیر را فراهم می‌کند.