Extrusion Russian Edition 1-2021

ТЕРМОФОРМОВАНИЕ 22 ЭКСТРУЗИЯ 1/2021 П ри изготовлении термоформованных из- делий без использования вспомогательных средств для вытяжки распределение материала очень неоднородно из-за локальных различий зон вытяжки пленки. При негативном (в матрице) формовании, которое в основном используется для производства промышленной упаковки, термоформованные детали, например стаканчики, имеют тонкие места на участке перехода от дна к стенке [1, 3, 10]. И напротив, зоны по верхним краям стаканчика имеют сравнительно большую толщину. Оптимизировать распределе- ние материала по всей толщине стенки, одновременно повысив эффективность использования сырья, можно с помощью раз- ных вариантов улучшения технологии термоформования. Например, кроме часто используемой вытяжки пуансоном может применяться профилирование температуры пленки, которое приводит к локальным различиям показателей со- противления вытяжке, поэтому в данном случае берутся типы пластмасс, способные к быстрой температурной динамике. За- готовка в местах утолщения получаемой термоформованной детали нагревается сильнее, в то время как тонкие участки нагреваются и охлаждаются слабее. Таким образом, более те- плые участки пленки из-за меньшего сопротивления вытяжке вытягиваются сильнее, чем более холодные. Чтобы повлиять на распределение материала по всей толщине стенки изделия с помощью профилирования температуры, вместо пуансонов для предварительной вытяжки используются охлаждаемые пуансоны, которые локально отбирают тепло у пленки в форме перед началом переработки. Благодаря согласованному управ- лению производственным процессом удается избежать обра- зования тонких мест и обеспечить однородное распределение полимера в стенке термоформованной детали. Для изготовления тонкостенной упаковки из термопластичных материалов кроме литья под давлением применяется технология термоформования. Малая толщина стенки изделий гарантирует детали минимальную массу и, соответственно, позволяет уменьшить затраты материала [1, 2, 3, 4]. Кроме того, сегодня любой способ переработки должен обеспечить экономичный расход пластика, чтобы производство соответствовало современным экологическим, общественно-политическим и законодательным нормам. Благодаря целенаправленному повышению эффективности использования материалов дополнительно сокращается потребление энергии, поскольку требуется нагревать и охлаждать меньший объем полимера [3, 5, 6, 7]. Однако такое уменьшение не должно сказываться на характеристиках продукции, прежде всего на устойчивости к вертикальной нагрузке, или на барьерных свойствах [8, 9]. Оба эти параметра напрямую связаны с показателем толщины стенки детали, поэтому так важно максимально однородное распределение сырья в процессе формования стенки. В связи с этим разработка изделий с меньшим расходом полимера представляет собой достаточно сложную технологическую задачу. Оптимизация толщины стенок термоформованного изделия Кристиан Хопманн, доктор технических наук, профессор, Деннис Бальцеровяк, магистр наук, Мартин Факлам, доктор технических наук, Институт переработки пластмасс при Рейнско-Вестфальском техническом университете Ахена (RWTH)