Процесът на производство на пластмасови подноси, обяснен

Термоформоване: процесът по избор за производството на пластмасови подноси

Основни етапи: нагряване, формоване, охлаждане, рязане

Термоформоването предлага непревзойдена ефективност при производството на подноси в четирите стадии, посочени по-горе. Процесът започва с избирателното нагряване на пластмасови листове до пластичната температура от 300°F до 400°F. Превишаването на която и да е от целевите температури води до деградация на техния структурен интегритет и по този начин нежелателно компрометира температурната им зона. Този предварително подготвен лист след това се формира чрез прилагане на вакуумна сукция или компресиран въздух върху прецизни алуминиеви форми. Термопластът се охлажда бързо, за да се затвърди формата и да се укрепят времените връзки. След като формата се затвърди, процесът с ЧПУ-управление изрязва всички ръбове на листовете. Този процес също премахва излишните материали („флаш“) и доставя готовите рамки на потенциалните клиенти. Ефективността на процеса е толкова висока, че позволява производство над 1500 бройки на час и е по-бърз от триминга при инжекционно формоване. Всички странични продукти от ЧПУ-триминга се смилат, а излишната сурова пластмаса е напълно рециклируема, което осигурява устойчивост.

Вакуумно или налягано формоване? Обективен анализ

Метод и вид: предимство, ценови диапазон, адаптивност

Вакуумно формоване и плитки подноси: доставка в голям обем, достъпна цена, ниска адаптивност

Формоване под налягане и сложни геометрии: изискани и структурирани повърхности, достъпна цена, висока адаптивност

Формоването под налягане предлага оптимално решение за конкурентно ценени, плитки подноси за масови продукти. Производственият потенциал на формоването под налягане над вакуумното формоване се намира в границите ±5 / 0,005 инча. При формоването под налягане се прилага допълнително налягане от 15 до 500. Остри ъгли и ръбове изискват плавна интеграция в дизайна, докато формоването под налягане позволява максимално използване на ръбовата концепция и поддържа дори по-дебели листове — до 0,500 инча, което осигурява твърд дизайн.

Твърд пластмасов поднос с множество отделения, произведен чрез термоформоване с двойна плоча

При термоформоването с две листа два листа се формоват, нагряват и оформят поотделно. След това те се свързват помежду си и запечатват по периметърните стени. Този процес се осъществява чрез контролирано прилагане на топлина и налягане. Резултатът от този процес са твърди подложки с кухо ядро, които могат да се използват за разделяне на храни, както и за организиране на електронни компоненти и опаковане на фармацевтични продукти. В сравнение с варианта с един лист конструкцията с две листа намалява теглото до 50 % и осигурява три пъти по-голяма конструктивна здравина. При термоформоването с две листа се използват кухи дръжки, персонализирани разделители и носещи стени, които се изграждат като част от процеса, а не се добавят след него. Подложките издържат статично натоварване от 200 паунда (около 90,7 кг) и могат да включват до 12 отделени секции. Те максимизират използваното пространство и намаляват товара по време на транспортиране.

Изборът на комбинация от материали изисква балансиране между производителността, ограниченията и циркулярността. Ето някои от основните материали:

Яснота на материала, сертификация за безопасност на храните, максимална температурна устойчивост, рециклируемост

PET: прозрачност над 95 %, съответства на изискванията на FDA/ЕС, максимална температура 70 °C (158 °F), широко рециклиран

PP: полупрозрачен, сертифициран според BRC/ISO 22000, максимална температура 135 °C (275 °F), висока рециклируемост

HDPE: непрозрачен, глобално одобрен за контакт с храни, максимална температура 120 °C (248 °F), често рециклиран

PVC: висока прозрачност, сертифициран според LFGB, максимална температура 65 °C (149 °F), ограничена рециклируемост

PS: кристалночист, одобрен от FDA, максимална температура 75 °C (167 °F), ниска рециклируемост

PET надминава останалите материали при излагането на храни в магазини поради своята прозрачност и устойчивост на удар. Той също така осигурява бариера срещу кислород, предотвратявайки 99 % от навлизането му, и е безопасен за излагане на пресни храни до 2–3 пъти по-дълго време на годност (Food Packaging Forum, 2023). PP е предпочитаният материал за замразени храни и за съдържание в стерилни среди. Той е идеалният кандидат за подноси, тъй като комбинира отлично здравина, ниска цена и способността да издържа предизвикателствата на веригата за студено снабдяване. HDPE е стандартът за индустриална употреба, зададен от неговата превъзходна химическа устойчивост. PVC е особено по-труден материал в сравнение с другите поради хлора в PVC и строгите ограничения за повторна преработка.

Анализ на времето на годност и термоформируемостта на PET и PP подноси

Освен PP, PET-подносите допринасят за удължаване на срока за продажба на подносите, използвани за съхранение на продукти като сирене, месо и пресни готови храни, благодарение на по-добрата си бариерна защита срещу влага и кислород. Допълнителното предимство на термоформируемостта улеснява получаването на вакуумно прилепващи запечатвания за PET-подносите. Освен това PP-подносите, макар и по-малко прозрачни, притежават по-голям диапазон от термична стабилност. В същото време PP има по-голяма гъвкавост, докато PET е насочен предимно към поддържане на непрекъснати запечатвания за запазване на продуктите и визуална прозрачност.

Какво трябва да знаете преди започване на производството на прогресивна форма за автоматизирана система за производство на подноси

Геометрия на формовата кухина, ъгли на изваждане и системи за изхвърляне за успешно производство на подноси

Успехът в производството на подноси е резултат от съвместна система, включваща три аспекта на проектирането на формите. При производството на поднос геометрията на кухината трябва да взема предвид избрания полимер и свиването му след формоване, за постигане на еднородна консистенция. Наклоните на изваждане (draft angles) от 1° до 3° помагат да се избегне ефектът на вакуумно заключване и ефектът на изтриване по повърхността при отделянето на изделието от формовъчната повърхност. Системите за изваждане трябва да осигуряват прецизно разположение на извадителните пинове, равномерно разпределение на силата и синхронизирана времева система, за да се избегнат дефекти като огъване, вътрешни напрежения и козметични недостатъци. Когато системата е интегрирана и оптимизирана, цикълът на производството се съкращава с до 15–20 %, като се запазват стандартите за брак от 3 %, което има особено голямо значение за опаковките за хранителни и медицински продукти.

Термоформоване срещу инжекционно формоване: кой процес за производство на пластмасови подноси да се използва

Има три определящи фактора, които трябва да се вземат предвид при избора между термоформоване и инжекционно формоване: обем, сложност и разходи. При термоформоването се използва загряване и оформяне на пластмасова листова заготовка, за да се получи форма. След това листовете се вакуумират или компресират, за да се получи желаната форма. Термоформоването е най-подходящо за производство в нисък до среден обем на по-малко сложни пластмасови подноси. Към тези подноси относим контейнерите за морски дарове, селскостопанските контейнери и пластмасовите кламшел („раковинни“) подноси. Предимствата на термоформоването включват ниски инвестиционни разходи за инструментите, лесна промяна на формите и максимално три седмици чакане за прототип. Това го прави оптимално за временни сезонни артикули (SKU) и приложения с по-големи формати.

Тънкостенни пластмасови подноси с разделители или дори пластмасови подноси, които се сглобяват чрез шарнири. Тук инжекционното формоване проявява своите предимства. Разходите за изработка на форми при инжекционно формоване са с 60–80 % по-високи в сравнение с термоформоването. Този разход може да се оправдае дори при обем от 10 000 броя формовани подноси. Такива икономии се наблюдават особено при промишлени приложения с висок обем. При диагностични и биомедицински подноси икономиите могат да се почувстват дори при обем от само 100 000 броя.

Хипотетично производството на формован биомедицински поднос в сравнение с термоформован поднос може да направи формования поднос с 40 % по-евтин.

Термоформоването се предпочита при приоритети като разходи, сложност и обем на пространствените подноси.

Инжекционното формоване е най-подходящо за сложни, прецизни и високотомни подноси.

Това е най-добрата стратегия за приложения с форми.

Часто задавани въпроси

Термоформиране

Термоформоването е процес за формоване на пластмасови листове, при който листовете се нагряват до пластична форма. След това листовете се подлагат на вакуум или компресия, за да приемат формата на матрицата. Накрая листовете се бързо охлаждат, за да се затвърдят, и се изрязват, за да се премахне излишният материал.

Каква е разликата между вакуумно формоване и формоване под налягане?

При вакуумното формоване се използва само сукция, за да се постигне желаната форма, докато при формоването под налягане се използва компресиран въздух, за да се получат по-фини детайли и по-голяма точност.

Какво означават двуламелните термоформовани подноси?

Двуламелните термоформовани подноси са подноси, които се произвеждат чрез огъване и разтягане на два споени помежду си листа.

Какви материали се използват за производството на пластмасови подноси?

Използваните материали включват PET, PP, HDPE, PVC и PS поради техните различни характеристики, състав и обща пригодност за различни приложения.

Кога трябва да изберете термоформоване вместо инжекционно формоване?

Използването на термоформоване е оправдано за малки и средни обеми на производство на по-малко сложни подноси, докато инжекционното формоване трябва да се използва за създаване на високо сложни и разнообразни подноси.