یکی از تجهیزات لازم در فرآیند وکیوم فرمینگ، قالب است. ساخت قالب باید به صورت اصولی انجام شود تا فرآیند وکیوم فرمینگ به بهترین شکل انجام شود. برای ساخت قالب چند روش وجود دارد که قرار است در این مطلب به بررسی آنها بپردازیم و با خصوصیات و نحوه ساخت آنها آشنا شویم.
قالب وکیوم فرمینگ چیست؟
همانطور که حتما می‌دانید، وکیوم فرمینگ فرایندی است که در آن به ورقه‌های پلاستیکی گرما اعمال می‌شود تا به حالت منعطف و شکل پذیری برسند. پس از آن توسط وکیوم و مکش، ورقه پلاستیکی را بر روی قالب وکیوم فرمینگ قرار می‌دهند و به آن شکل می‌دهند. برای همین میتوان گفت قالب وکیوم فرمینگ، یکی از اجزای مهم آن است که شکل نهایی پلاستیک به آن وابسته است. هر چقدر قالب از ظرافت بیشتری برخوردار باشد، نتیجه کار نیز بهتر خواهد بود. در واقع ظرافت‌های اعمال شده بر روی قالب وکیوم فرمینگ، تاثیر زیادی در نتیجه کار دارد. در صورتی که طراحی قالب به خوبی صورت نگرفته و اشکالی در آن وجود داشته باشد، نمیتوان انتظار وکیوم شکل گرفته بی نقص و عالی‌ای را داشت. قالب وکیوم فرمینگ به صورت دستگاه سی ان سی و ماکت سازی یا ریخته گری ساخته می‌شود که در ادامه به آنها اشاره خواهیم داشت.
روش ساخت قالب وکیوم فرمینگ با دستگاه CNC
دستگاه سی ان سی، یکی از دستگاه‌های صنعتی بسیار مهم و پرکاربرد است که از طریق نرم افزارهای کامپیوتری کنترل و هدایت می‌شود. کنترل دستگاه‌ها توسط کامپیوتر باعث شده تا میزان دخالت انسان در برش و شکل دهی کم شود و از این طریق میزان خطاها کاهش و سرعت کار افزایش پیدا کند. دستگاه سی ان سی در صنایع مختلفی کاربرد دارد و برای برش و شکل دهی اجسام زیادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از کاربردهای دستگاه CNC، استفاده از آن برای ساخت قالب وکیوم فرمینگ است. در این روش در ابتدا قالب را با استفاده از نرم افزارهای سه بعدی طراحی می‌کنند و سپس با دستگاه سی ان سی مورد تراشکاری و ماشین کاری قرار می‌دهند.
در روش تولید قالب با دستگاه سی ان سی، آلومینیوم تراش خورده CNC بهترین ماده برای تولید بزرگ و قالب‌های پیچیده است. خصوصیت ساخت قالب با دستگاه سی ان سی این است که دقت در آن بسیار بالا بوده و تمام جزئیات طرح اولیه به خوبی پیاده سازی می‌شود. در واقع استفاده از نرم افزارهای طراحی سه بعدی باعث شده تا جزئیات کار بهتر صورت گرفته و نتیجه خروجی کار بی‌نقص‌تر شود. همچنین از آنجایی که بیشتر مراحل بدون دخالت انسان انجام می‌شود، خطاهای کار کمتر و سرعت کار بیشتر خواهد بود. از این طریق میتوان راندمان کار را افزایش داده و به تولید بیشتری از قالب‌های وکیوم فرمینگ پرداخت.
روش ساخت قالب وکیوم فرمینگ با ماکت سازی
روش دیگر مورد استفاده برای ساخت قالب وکیوم فرمینگ، روش ماکت سازی است. برای ساخت ماکت قالب، در ابتدا به تولید ماکت می‌پردازند و سطوح آن را کاملا سمباده کشی می‌کنند. سپس از طریق ریخته گری و کشیدن سمباده سطوح، قالب وکیوم فرمینگ ساخته می‌شود. در روش ماکت سازی یا ریخته گری، مدل اولیه یا همان ماکت را با استفاده از چوب یا آلومینیوم می‌سازند و سپس بر اساس این نمونه اولیه ریخته گری صورت می‌گیرد.
- ماکت قالب با جنس چوب: مدل اولیه قالب‌های وکیوم فرمینگ که از جنس چوب ساخته می‌شوند، به دلیل کم هزینه بودن از محبوبیت بیشتری برخوردار هستند. با این حال چوب ماده‌ای است که با گذر زمان دچار تغییراتی شده و مورد فرسودگی قرار می‌گیرد. از این رو سازندگان قالب وکیوم فرمینگ، بیشتر از چوب برای تولیدهای کوچک و کم حجم استفاده می‌کنند.
- ماکت قالب با جنس آلومینیوم: ماده‌ی دیگری که در تولید ماکت قالب وکیوم فرمینگ در روش ماکت سازی استفاده می‌شود، آلومینیوم است. این ماده از مقاومت بسیار خوبی برخوردار است و جزو مقاوم‌ترین قالب‌ها به حساب می‌آید. برای همین از آن بیشتر برای تولیدات با تیراژ بالا و یا تولیداتی که قرار است در دراز مدت از آنها استفاده شود، به کار برده می‌شوند. ماکت قالب آلومینیومی، در برابر گرما و حرارت مقاوم است و پس از پایان قالب زنی خیلی زود خنک می‌شود و دیگر نیازی به خنک کردن آن نمی‌باشد. با این حال باید اشاره کرد که قیمت قالب وکیوم فرمینگ با ماکت آلومینیومی، نسبت به نوع چوبی بیشتر است.
نحوه ساخت قالب با ماکت سازی
برای تولید قالب وکیوم فرمینگ با روش ماکت سازی، در ابتدا با استفاده از ابزار و چوب (یا آلومینیوم)، به ساخت ماکت می‌پردازند. همچنین در این روش از رزین برای قالب گیری استفاده می‌نمایند. ماکت با دقت و حساسیت بالایی ساخته می‌شود و از طریق سمباده زوایای آن مورد پرداخت قرار می‌گیرد. پس از آنکه ماکت به شکل مورد نظر ساخته شود، برای تولیدات بیشتر از آن به روش ریخته گری آلومینیومی به تعداد فراوانی تولید می‌شود. پس از مرحله ریخته گری قالب، مجددا مرحله سمباده زنی صورت می‌گیرد تا هرگونه ناصافی و ناهمواری موجود بر روی قالب وکیوم از بین برود. ساخت قالب وکیوم با استفاده از روش ماکت سازی، مزایا و معایبی دارد که در زیر به آن اشاره می‌کنیم.
مزایا و معایب تولید قالب با روش ماکت سازی
تولید قالب وکیوم به روش ماکت سازی، مزایا و معایبی دارد که عبارتند از:
- مزایای ساخت قالب وکیوم فرمینگ با روش ماکت سازی
این روش از ساخت قالب وکیوم فرمینگ، از هزینه پایین‌تری برخوردار است و سرعت زمان کار کمتر است. همچنین دسترسی به این روش راحت‌تر است. در واقع اگر بخواهید برای ساخت قالب از دستگاه سی ان سی استفاده کنید، باید هزینه زیادی برای خرید دستگاه بپردازید و فضای مناسبی را برای آن در نظر بگیرید. همچنین از آنجایی که از چوب میتوان به عنوان ماکت اولیه استفاده کرد، هزینه کار پایین است.
- معایب ساخت قالب وکیوم با روش ماکت سازی
از معایب ساخت قالب وکیوم فرمینگ با روش ماکت سازی، میتوان به وجود ناهماهنگی و ناصافی در سطح اشاره کرد. همچنین میزان دقت و کیفیت در ابعاد و اندازه‌های مختلف قالب وکیوم کمی پایین است.
مزایا و معایب ساخت قالب وکیوم با دستگاه CNC
مزایای استفاده از دستگاه سی ان سی برای ساخت قالب
از آنجایی که طرح قالب در تولید به روش سی ان سی با استفاده از نرم افزارهای نقشه کشی صنعتی و به صورت سه بعدی انجام می‌شود، طرح بسیار دقیق و با جزئیات بالا است. زمانی که طراحی قالب آماده شود، قالب وکیوم توسط دستگاه سی ان سی تهیه می‌شود. از دیگر مزایای استفاده از این روش برای ساخت قالب وکیوم فرمینگ میتوان به سطح کاملا صیقلی و صاف قالب اشاره کرد. همچنین دقت و کیفیت کار در آن بسیار بالا است.
معایب استفاده از دستگاه سی ان سی برای ساخت قالب
از مشکلات و معایب استفاده از این روش برای تولید قالب وکیوم، میتوان به هزینه بالای دستگاه اشاره کرد. دستگاه‌های سی ان سی از دستگاه‌های خاص صنعتی هستند که قیمت خریدشان نسبت به برخی از تجهیزات بالاتر است. همچنین مدت زمان ساخت قالب با این روش نسبت به روش ماکت سازی کمی بیشتر است. علاوه بر این از دیگر معایب ساخت قالب وکیوم فرمینگ با روش سی ان سی میتوان به امکان ایجاد تغییرات محدود در آن اشاره کرد.
پرکاربردترین مواد برای ساخت قالب وکیوم فرمینگ
برای ساخت قالب وکیوم فرمینگ از انواع مواد مختلفی میتوان استفاده کرد که مهمترینشان چوب، ام دی اف و آلومینیوم می‌باشد. در اینجا به بررسی بیشترین مواد و متریال مورد استفاده در ساخت قالب وکیوم فرمینگ اشاره می‌کنیم.
- چوب و ام دی اف: چوب و ام دی اف به دلیل هزینه پایینی که دارند، برای ساخت قالب محبوب هستند. همچنین استفاده از آنها بسیار آسان است. طراحان قالب با استفاده از ابزارهای لازم به تولید قالب وکیوم چوبی می‌پردازند و از آن به عنوان نمونه اولیه استفاده می‌کنند. با این حال چوب و ام دی اف از مقاومت زیادی برخوردار نیستند و برای تولیدات بالا کاربردی ندارند.
- آلومینیوم: آلومینیوم ماده مناسبی برای تولید قالب وکیوم فرمینگ و تولیدات انبوه است. چرا که این آلیاژ در برابر حرارت و گرما مقاومت خوبی دارد و پس از فرایند شکل دهی، خیلی سریع خنک می‌شود.
- از دیگر مواد مورد استفاده در ساخت قالب وکیوم فرمینگ میتوان به رزین اپوکسی، خاک رس و فوم اشاره کرد. البته این مواد نسبت به دو ماده اشاره شده، از مقاومت پایینی برخوردار هستند و هزینه خرید بالایی دارند. برای همین است که بیشتر قالب‌های وکیوم فرمینگ با استفاده از چوب یا آلومینیوم ساخته می‌شوند.
جمع بندی
قالب وکیوم فرمینگ یکی از لوازم بسیار مهم در فرآیند شکل دهی از طریق وکیوم و مکش است. این قالب‌ها توسط یکی از روش‌های دستگاه سی ان سی و یا ماکت سازی مورد تولید قرار می‌گیرند. همانطور که اشاره کردیم هر یک از این روش‌ها دارای مزایا و معایبی هستند که بسته به آنها می‌توانید از بهترین روش ساخت قالب وکیوم فرمینگ برای بسته‌ها و محصولات خود استفاده کنید. از مزایای تولید قالب وکیوم با روش ماکت سازی میتوان به هزینه و سرعت کار پایین اشاره کرد. همچنین از مزایای روش ساخت قالب با دستگاه سی ان سی میتوان به طراحی دقیق و جزئیات بالا در آن اشاره کرد.
