Перейти к содержанию
Ninth Soul

Маленький вакуумный стол

Рекомендуемые сообщения

Дата: (изменено)

Всем доброго времени суток.

Случилось так, что в ходе работы нашей фирмы возникла острая потребность в небольших лотках из орг стекла. О них подробнее напишу позже. Мы пытались ещё год назад заказать изготовление подобного изделия у частников и на заводах. Все хором отказывались, так как нам требовалось всего 15 штук. Стоимость штучной продукции равнялась крылу самолёта, а количество свыше 1000 штук мы просто не сможем реализовать. Но время шло и потребность росла. Теперь вопрос встал ребром и стало проще изготовить самим небольшой вакуумный стол для формовки лотков, чем заказывать последние где либо на стороне.

Начальство решило, что данная затея целесообразна, после чего мне и моему коллеге была дана команда собрать вакуумный столик. Конструкция до последнего момента строилась только из головы, никаких чертежей и размеров дано не было. Так как мой коллега первым приступил к работе он и задал в дальнейшем размеры стола. Было решено сделать стол на который уместилась бы заготовка из поделенного на 9 частей промышленного листа. Был учтён припуск на фиксацию листа, а так же зазор между фиксирующей заготовку рамкой и столом. 

DSC07358.thumb.JPG.6febdf80d6bd5dbc4f73dd14634a2939.JPGDSC07359.thumb.JPG.7dbff2327cc7024ca698ebbc0db0dbf8.JPGDSC07360.thumb.JPG.5ad42e116464ad93748785f718e3ff9e.JPG

Всю конструкцию старались собирать из остатков и отходов соседнего производства, а так же хлама, который скопился у нас со временем. Покупной прокат и материалы мы использовали только тогда, когда кусков не хватало.

DSC07369.thumb.JPG.d75f1dbf246970aeb76cff5f44516d97.JPG

После первой рамки была сварена вторая и в обеих насверлены отверстия для стягивающих винтов. В рамку которую предполагалось разместить снизу заклепали резьбовые клёпки.

DSC07361.thumb.JPG.6c6f91a48a62cdaaffd5f661d82641f2.JPGDSC07362.thumb.JPG.4ceee0f35d581e90a85fbdb91bd8fa0c.JPG

Пока мой коллега возился с рамками я приступил к изготовлению рамки крепления патронов нагревательных ламп. В качестве нагревателя начальство дало указание использовать ИКЗК лампы. На момент сборки рамки фиксации ламп, последние уже были у нас в наличии вместе с патронами в количестве 6 штук. Эти лампы давали не очень равномерный нагрев, поэтому было решено увеличить их количество до 9 на столик. Рамка была сделана с прицелом на новые патроны и лампы для них. Рамка делалась из огрызков холодногнутого уголка различной длины.

DSC07363.thumb.JPG.5fd6c162fb5acbd1bf8a84944d82aa5c.JPGDSC07364.thumb.JPG.e731b96c11455ce3b9ea666871495986.JPG

Пока ехали патроны и лампы я принялся за изготовление столика. Последний был вырезан из двух кусков ДСП толщиной 19 мм. В верхнем листе сделаны отверстия диаметром 10 мм для откачки воздуха, а в нижней зафиксирован патрубок диаметром 20 мм для подключения к вакуумному насосу посредством гибкого шланга. Стенки высотой 70 мм сделаны из 12 мм фанеры. Всё посажено на герметик и стянуто саморезами. В средней части столика по диагонали расположено ребро жёсткости из куска фанеры посаженное на клей. Столик был сделан на 10 мм меньше внутренних размеров рамки, чтобы разогретый пластик можно было хорошо прижать к столику.

DSC07365.thumb.JPG.18d0e192e9ff1b935aa81e6805fe351f.JPGDSC07366.thumb.JPG.44e8af7e4816c95f302385734954d3bd.JPGDSC07367.thumb.JPG.bd49ecfae32477a9b8a9a2e0e95c032e.JPG

Продолжение завтра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изменено пользователем Ninth Soul

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Продолжу тему.

В дальнейшем последовала сборка стола. Изначально мы с коллегой думали сделать неподвижным столик и зафиксировать лампы нагрева, а заготовку с пластиком опускать вручную, однако шеф дал указание использовать электроподъёмник, который давно пылился на полках нашего предприятия, а так же поменять конструкцию на механизм с автоматическим поднятием стола. Иными словами столик с матрицей должен был подниматься вверх и заходить в разогретую заготовку. Тут остро встал вопрос с расположением ламп нагрева. Перед началом работ мы с коллегой провели простой эксперимент - подвесили одну лампу на патроне и установили кусок орг стекла под ним. Затем мы стали измерять температуру заготовки на поверхности перед лампой и вне зоны освещения, величину изгиба, зависимость скорости нагрева пластика от расстояния до лампы. По измеренным параметрам, требовалось держать лампу на расстоянии 30 мм от поверхности пластика до края колбы, чтобы пластик набрал требуемую температуру и приобрёл соответствующую податливость, необходимую для формовки. Получилось, что в случае когда столик поднимается необходимо следить за тем, чтобы высота матрицы не превышала 25 мм, в противном случае матрица могла просто раздавить лампы. Выходом стало взаимное согласие по изготовлению конструкции со связанным столом и рамкой ламп нагрева. Простыми словами лампы должны были подниматься вместе со столом. Тут наш шеф покопался на складе, достал электрический подъёмник, который давно пылился и не был востребован. Мы приступили к сборке каркаса. Затем, приварили нижнюю рамку механизма крепления заготовки и водрузили подъёмник на место.

DSC07368.thumb.JPG.fccf3292b5418fbb79b72fad91b6f16e.JPGDSC07370.thumb.JPG.8bea00f2b9b5f35f7501e38fd7e9c45f.JPGDSC07371.thumb.JPG.658b665dc35101cf73c5c7736a1eae05.JPG

 

Было решено для упрощения процедуры сборки использовать внутренний механизм отключения подъёма опускания электроподъёмника в крайних точках. Поэтому мы выпустили подъёмник на максимальную высоту и установили на него стальную рамку с закрепленной в неё заготовкой. в таком положении была приварена нижняя часть стальной рамки. Рамку решено было сделать разъёмной для возможности последующей регулировки. 

DSC07372.thumb.JPG.54ec5ae48eb6e5f87fcde15205c6740c.JPGDSC07373.thumb.JPG.cc15de6c8e96cf21e9b4ae33e06f59ed.JPG

Следующим шагом стала сборка конструкции обеспечивающей крепление вакуумного столика к подъёмнику и раме с лампами.

DSC07374.thumb.JPG.bc1cd7a025f64568a8c624966c91e1e6.JPGDSC07375.thumb.JPG.156a370342630fa19501eca983261dd6.JPGDSC07376.thumb.JPG.2300d0fce7e6223855089d6097337b3c.JPG

Затем была приварена рамка с патронами под лампы, закреплён деревянный столик на подъёмнике, сделана обвязка патронов и проверен ход всей конструкции. На этом этапе было выявлено, что рамка с патронами не обладает достаточной жёсткостью и её сильно болтает при движении. Это стрессовый режим для ламп. Поэтому были вварены дополнительные уголки обеспечившие достаточную жёсткость конструкции.

DSC07378.thumb.JPG.02aa5a0652869fedcef186add69096e7.JPG

Ну и в конце мы запустили всё это дело с включёнными лампами, чтобы убедиться в том, что конструкция ходит достаточно плавно, без рывков, лампы не трясёт и нет перекосов.

DSC07379.thumb.JPG.bc557d27721c3823d4ded981893ec0a5.JPGDSC07380.thumb.JPG.71a80499a4386b46e06d127074b54037.JPGDSC07381.thumb.JPG.b06d88d901d0833971336e15e1efdf03.JPGDSC07382.thumb.JPG.ebdbfc2c6449fb90d6436c147ad32af1.JPG

 

На этом сборка пока закончена. Мы пробовали устанавливать в рамку заготовку и греть её. Заготовка хорошо прогревается и достигает нужной температуры. На следующей неделе планируем подключить нашего монстрика к  вакуумному насосу и провести тестовое осаждение пластика на матрицу из фанеры.

DSC07377.JPG

Изменено пользователем Ninth Soul

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
22 часа назад, Ninth Soul сказал:

ДСП толщиной 19 мм. В верхнем листе сделаны отверстия диаметром 10 мм для откачки воздуха

А там будет еще что-то сверху лежать типа сетки? Я конечно не спец в этом, но мне кажется что 10мм и такой шаг не очень хорошо, так как в отверстия 10мм разогретый лист будет всасыватся сильно внутрь, а большое расстояние между отверстиями снизит равномерность откачки вакуума особено в местах сложной формы матрицы. Отверстия мелкие и в большом количестве мне кажется было бы лучше.

За лампы - мне кажется хрупкие они, загрязняются, брызг не любят, в общем больно нежные плюс неравномерный нагрезв изза фокусировки зеркала и малого количества точек нагрева. Воздуходувка с теном по моему более простой и компактный вариант, к тому же обеспечивает равномерный прогрев за счет перемещивания горячего воздуха.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Как уже говорил - всё делалось из головы. Расчётов не было, поэтому эксперимент покажет. Вполне возможно вы правы, тогда либо сетка, либо под замену верхнюю крышку. Так же патрубок под вакуум может оказаться слишком маленьким для такой конструкции, тогда придётся делать другой вариант. Если будут конструктивные замечания, рад буду выслушать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Испытания покажут :)

В детстве в судомодельном кружке поню был самодельный столик но маленький, лепили детальки для действующих масштабных моделей судов. Там не лотки были, а мелочевка - шлюпки и пр... размеры столика с книгу, детальки и того меньше. Столик был ящик из дсп, сверху крышка из дюралевого листа с отверстиями около 1мм с шагом такого же порядка. Вакуум создавался советским пылесосом. Заготовка листа в рамке грелась над советской электроплиткой "до провисания", затем клалась на столик с формой и прижималась, пылесос включался заранее. Вот он умудрялся в листе где матрицы не было высасывать миллиметровые дырочки, материал правда был толщиной обычно пара миллиметров максимум, реже толще.

Вообще штука удобная. Планировал как нить в мастерскую сделать. Только вместо плитки рамку с заготовкой поместить в короб с нихромом и вентилятором типа компового. В общем чутка усовершенствовать и "автоматизировать" конструкцию.

Изменено пользователем Кувалдыч

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Продолжим.

В силу того, что текущая неделя выдалась короткой слишком много времени было потрачено на сторонние задачи, а не на решение вопросов работоспособности вакуумного стола. И всё же стол запустили и вот, что получилось.

Начну с того, что первым делом было опробовано несколько потенциальных источников вакуума. В качестве первого кандидата выступал насос от надуваемого матраса, затем последовал промышленный пылесос и в конце вакуумный насос с ресивером на 100 литров. Идея была такова - оценить возможности и производительность устройств представленных на YouTube с подобными источниками вакуума. Как показала практика расхождения между экспериментом и картинкой существенные.

Эксперимент проходил следующим образом. На вакуумный стол укладывались листы бумаги формата А4 так, чтобы полностью закрыть все отверстия стола, затем включался насос и органолептически оценивалась сила создаваемого в системе разряжения. Простым языком - велась оценка усилия с которым приходилось отрывать присосавшиеся к столу листы бумаги.

DSC07404.thumb.JPG.3188d36a1b45787665e9612305641cf8.JPG

Первый кандидат - насос от матраса вообще не справился со своей задачей. Он оказался не в состоянии прокачать систему и уходил в режим работы через защитный клапан.

Второй кандидат - промышленный пылесос показал себя лучше. Он оказался в состоянии создать сколько-нибудь ощутимое разряжение в столе, чтобы было возможно приложить усилие для отрыва листов. Как раз благодаря ему мы увидели, что после небольшого простоя, полиуретановый уплотнитель располагающийся на периметре стола местами отклеился и стал подсасывать воздух. Вопрос решился благодаря малярному скотчу. На фото ниже так же видно, что мы клеили армированный скотч с целью уменьшения площади забора воздуха со стола. Как оказалось такое решение не самое удачное. Частички данного скотча всасывались внутрь стола и оседали на фильтре ресивера вакуумного насоса, который был опробован последним. 

И всё же производительности пылесоса не хватало. К тому же после 15 минут эксперимента он хорошо нагрелся и стал пованивать перегретой пластмассой.

Третий вариант - вакуумный насос с ресивером мы испытывали уже на разогретом пластике, ибо в его работоспособности сомнений не было.

В качестве матрицы мы использовали огрызки от фанеры (фото выше) и куски деревянных брусков (на фото ниже).

DSC07403.thumb.JPG.f797423c4e03502e8fb0771e1109e142.JPGDSC07405.thumb.JPG.ba7217680742d42a9bc6f94e94e38780.JPG

Теперь о процессе разогреве пластика.

Как и ожидалось мощности ИКЗК достаточно для разогрева пластика, но при соблюдении тепмпературных условий в помещении и характеристик пластика. Начнём с того, что температура в боксе, где проводился эксперимент не превышала +12 градусов. Рядом располагалась дверь на улицу, где температура была ниже -10. Соответственно народ достаточно часто гулял по пути бокс-улица и выхолаживал помещение. В добавок ко всему присутствовал небольшой сквозняк, который остужал поверхность нагретой заготовки. Ещё одним немаловажным фактором стала прозрачность пластика для ИК излучения. Как оказалось, зажатая в стальной рамке заготовка пропускала значительную часть ИК излучения от ламп и по сути грелась не сама заготовка, а матрица и столик под ней. При этом температура нагрева столика была достаточно высокой. Для борьбы с ИК прозрачностью мы установили кусок фольги толщиной 200 мкм. Эта мера защитила столик от нагрева, а пластик стал немногим лучше прогреваться. На фото ниже как раз видна фольга и матрица из куска деревянного бруска.

Контроль за температурой пластика вёлся с помощью термопары и мультиметра на обоих поверхностях (поверхности со стороны стола и ламп). Тут следует уделить внимание скорости разогрева и термическому расширению материала, а так же его толщине. Наша основная задача сделать установку, которая в состоянии обжать пластик толщиной 2 мм на матрице высотой 70 мм. Естественно, что мы не стали пробовать стол на номинальных режимах, а начали издалека. Поэтому, самой высокой заготовкой у нас стал брусок высотой 50 мм и орг стекло толщиной 1 мм. При попытке обжать заготовку высотой 50 мм у нас уже возникли следующие трудности, которые с трудом, но можно угадать на фото ниже:

DSC07406.thumb.JPG.0de0524df178b5807689fba423f98730.JPGDSC07407.thumb.JPG.897eaf0b07a7d69d8b07b8140b1dbb3a.JPG

Пластик хорошо обжимает заготовку в области скосов, но плохо в области вертикальных стенок.

Обжатие даже с участием подставок высотой 20 мм не даёт результата

Повышение глубины вакуума в ресивере с 0,6 до 0,8 и даже до 0,9  от абсолютного 0 не даёт результата

Ручное поджатие пластика вручную вкупе с вакуумом так же не даёт результата

Использование пластика толщиной 2 мм дало точно такой же результат.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Итоги и выводы

По результатам работ получилось следующее:

  1. Большое значение в разогреве пластика играет его прозрачность в ИК диапазоне
  2. Немаловажным фактором является окружающая среда. Температура окружающего воздуха должна быть стабильной, не должно присутствовать сквозняков
  3. Очень важна толщина материала и его характеристики - теплопроводность, теплоёмкость. Мы наблюдали интересный эффект, когда заготовка выгибалась в сторону ИК ламп и только спустя время выравнивалась, а затем провисала. Данное явление объясняется теплопроводностью, скоростью нагрева и общими характеристиками материала. Начнём с того, что расстояние между заготовкой и лампами в первый момент времени не превышала 30 мм, соответственно верхние слои заготовки грелись существенно быстрее нижних, из-за малой теплопроводности оргстекла. Более разогретые слои расширялись сильнее и всю заготовку выгибало вверх. При этом было слышно характерное похрустывание оргстекла, что говорит о появлении не заметных глазу микротрещин в толщине материала и возникновении очагов концентрации напряжений. Данные очаги будут катализаторами разрушения материала при нагружении внешними усилиями.
  4. Мы закрывали зону вакуумирования (отверстия в столике с помощью столика) с целью уменьшения возможности подкачивания воздуха из-вне и устранения протечек. Как оказалось результата это не дало.
  5. Самоклеящиеся уплотнители по периметру не лучший вариант
  6. Силиконовая трубка в качестве уплотнителя - хороший вариант, но в силу пункта 4 толку от него мало
  7. Играет огромную роль прогрев всего материала пластика в том числе у краёв, в области крепления рамки. В конце наших испытаний, когда мы меняли время нагрева, толщину материала пластика и окружающие условия, было обнаружено, что ни глубина вакуума, ни наличие отражателя, ни высота заготовки, ни прочие факторы не улучшают меру обжатия заготовки вакуумом. Попытка дожать, доразогреть основную зону заготовки, разогреть матрицу феном, повысить температуру обжимаемого пластика не дают результатов. Мы пришли к выводу, что обжатию матрицы мешают слои не прогретые излучением ламп в районе прижимающей рамки. Сама рамка сделанная из стали хорошо отводит тепло в окружающее пространство. В добавок во всему лампы плохо освещают данную зону заготовки и температура там не превышает 80 С.
  8. Производительности большинства бытовых устройств не достаточно для создания необходимого уровня разряжения для стола наших размеров
  9. Необходимо вдавливать заготовку в стол и уплотнитель по периметру, чтобы создать необходимые условия вакуумирования.
  10. Заготовку лучше всего располагать несколько выше поверхности вакуумного стола для улучшения условий обжатия и откачки воздуха.
  11. Необходимо наличие отражателя для защиты матрицы от перегрева и достаточного нагрева пластиковой заготовки
  12. Матрицу следует греть, для улучшения условий обжатия вакуумом (феном или иным источником тепла решать вам)
  13. Ресивера на 100 л хватает только при условии разряжения величиной 0,8 от абсолютного 0
  14. Патрубка диаметром 8 мм достаточно для откачивания воздуха в течение 2 сек из под пространства всей заготовки
  15. Малярный скотч хороший уплотнитель
  16. Армированный скотч плохой уплотнитель (перфорируется спустя 4 цикла откачивания воздуха)
  17. Заготовки высотой до 15 мм на данной установке обжимаются идеально
  18. Отверстия в столе диаметром 10 мм не мешают процессу вакуумирования. Глубина западания разогретого пластика в них не превышает 0,2 мм. (визуальная оценка)
  19. Установка одинаково обжимает пластик толщиной 1 и 2 мм на матрице высотой 15 мм. 1 мм чуть лучше, чем 2 мм на матрице 20 мм.
  20. Очень важны углы наклона боковых поверхностей матрицы для качественного обжатия
  21. Пластик лучше всего резать пока он горячий
Изменено пользователем Ninth Soul

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

А что у вас понимается под словом "оргстекло"?

Если уж решили заняться экспериментами, то попробуйте следующее:

1. Выкиньте на помойку ресивер и откачивайте напрямую. Если у вас конечно не аквариумный компрессор в качестве насоса.

2. Выкиньте на помойку ваши "инфракрасные лампы" и поищите источник ИК излучения с другой длиной волны. Для акрила могут временно подойти ТЭНы, например такие - http://directlot.ru/lot.php?id=262640 , а между ТЭНами и пластиком расположите стальную сетку с ячейками примерно 8х8 мм. Температура разогрева нужна выше, чем вы грели до сих пор. 80 градусов у рамки - ни о чем. Если работать собираетесь долго, ищите нагреватели такие https://russian.alibaba.com/g/heater-for-vacuum-forming.html или такие https://polymernagrev.ru/kvartsevye-izluchateli

3. Тепло от пластика уходит вверх, уплывая с боков, это создает конвекцию и края не греются. По периметру нагрев должен быть более плотным, и еще можно сделать шторки от рамки вниз мм примерно на 50-80 в вашем случае.

Температура в помещении должна быть стабильной, лучше 20 градусов и выше, сквозняки исключить.

 

Изучайте матчасть.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Цитата

1. Выкиньте на помойку ресивер и откачивайте напрямую. Если у вас конечно не аквариумный компрессор в качестве насоса.

Прошу обосновать. Ресивер на 100 л просто так не валяется. Заранее прошу прощения, что не сделал упоминания, но ресивер включен последовательно с насосом и столом. Предварительно в ресивере создаётся разряжение заданной величины, а затем после натягивания горячего пластика на заготовку открывается кран в ресивер. Насос начинает работать как только в ресивере разряжение падает до 0,6.

Цитата

2. Выкиньте на помойку ваши "инфракрасные лампы" и поищите источник ИК излучения с другой длиной волны.

Пластик в зоне светового пятна ламп с отражателем набирает температуру порядка 200 градусов. Не вижу необходимости. (Предвижу комментарий и отвечу наперёд. Мне известно, что оргстекло формуется при температуре 150 - 190 градусов и указанная мной температура превышает норму формовки. Мы уже наблюдали, как оно подгорает при длительном нагреве на толстых заготовках и при сильном приближении ИК ламп.)

Дам небольшое пояснение относительно ИКЗК - не моя инициатива их использования, а начальства, я писал об этом выше. С моей стороны было дано предложение перед началом работ использовать трубчатые ТЭНы, однако как говорится приказы не обсуждаются.

Цитата

а между ТЭНами и пластиком расположите стальную сетку с ячейками примерно 8х8 мм

Не совсем понимаю для какой цели, прошу пояснить. 

За ссылки спасибо, возьму на заметку.

Цитата

3. Тепло от пластика уходит вверх, уплывая с боков, это создает конвекцию и края не греются. лучше 20 градусов и выше, сквозняки исключить.

Соглашусь с вами, однако в нашем случае конвекция и низкая температура в помещении это сопутствующие факторы. Сквозняк мы кстати исключили.

Дело в том, что основной причиной низкой температуры пластика у периметра является стальная прижимная рамка выступающая в качестве хорошего радиатора и сильная направленность теплового излучения ламп. На фото плохо видно, однако в живую хороша заметна зона нагрева обозначенная световым кругом ламп. Вне этой зоны на расстоянии 30 мм температура падает существенно. Поэтому в первую очередь будем устранять плохую зону покрытия ламп и зажимать пластик в 3-х 4-х точках через теплоизолирующие прокладки.

Цитата

если работать собираетесь долго, ищите нагреватели такие 

Нет, работа предполагается разовая и не серийная, однако есть намерение после формовки н-ого количества лотков использовать её для изготовления ложементов под инструмент, который болтается в наших рабочих чемоданах как неприкаянный и постоянно разбегается, как бы аккуратно мы его не складывали.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Я пожалуй, неудачно выразился - не надо в буквальном смысле на помойку. И вообще зря я влез. Если у вас все так хорошо, то зачем что-то менять. Желаю удачи.

Изменено пользователем Анатолий 57

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.