Termoformatura della schiuma HyboFOAM®
HyboFOAM® può subire una deformazione plastica tra 190 °C e 210 °C. Il processo di riscaldamento può essere effettuato in forno o con un apparecchio di riscaldamento a infrarossi. Il tempo di mantenimento è determinato in base allo spessore del foglio di schiuma (circa 1 minuto per mm).
A causa del basso calore specifico della schiuma e del significativo aumento della superficie dovuto alle numerose celle tagliate, la temperatura superficiale della schiuma può scendere rapidamente. Pertanto, durante il periodo che va dalla rimozione dal forno alla formatura, il tempo di esposizione deve essere ridotto al minimo. Le lastre HyboFOAM® devono essere protette per evitare eccessivi cali di temperatura, garantendo il mantenimento della temperatura richiesta per la termoformatura. I materiali protettivi possono includere tessuto di cotone, feltro traspirante, tessuto di fibra di vetro o tessuto di gomma siliconica.
Per i materiali del nucleo in fase di formatura, è consigliabile assicurarsi che le deformazioni curve si verifichino principalmente in una dimensione o con piccole deformazioni in due dimensioni. Ad esempio, quando si forma un radome, a causa della sua curvatura non espandibile, è necessario dividerlo in 6-8 sezioni identiche a forma di cuneo. Dopo la termoformatura di ciascuna sezione, questi pezzi possono essere uniti per formare un nucleo completo del radome.
Il requisito di resistenza al calore per gli stampi utilizzati nella termoformatura non è molto elevato. Pertanto, sono sufficienti stampi in legno, poliestere, resina epossidica o fibra di vetro. Una volta che i componenti formati si sono raffreddati a una temperatura inferiore a 100 °C, possono essere rimossi dallo stampo.
I processi di termoformatura che utilizzano la schiuma includono principalmente la formatura a pressione dello stampo, la formatura a pressione sotto vuoto e la "deformazione a freddo con termoindurimento". I primi due processi richiedono che la schiuma venga riscaldata prima della formatura, mentre il secondo prevede prima la formatura della schiuma e poi il suo riscaldamento per l'indurimento.
Stampaggio a compressione
Utilizzando il processo di stampaggio a compressione, la lastra di schiuma, dopo la termoformatura, deve essere post-lavorata meccanicamente fino alle dimensioni di progetto, il che complica il posizionamento preciso durante la post-lavorazione. Rispetto ai processi di deformazione a freddo e di termoindurimento, lo stampaggio a compressione consente di progettare deformazioni maggiori. A seconda dello stampo utilizzato, può essere implementato tramite stampi rigidi a due facce, stampaggio monofacciale o uno stampo rigido e uno stampo morbido.
1.Stampo rigido a due lati:
Questo tipo di stampo consente un controllo accurato dello spessore del foglio di schiuma durante il processo di formatura. Il foglio risultante può essere una superficie curva dispiegabile o non dispiegabile. Lo svantaggio è che richiede la creazione di stampi sia maschio che femmina.
2.Stampo rigido monofacciale:
Tipicamente utilizzato per lastre di schiuma più spesse o deformazioni più ampie, lo stampo monofacciale consente la termoformatura tramite pressa. Tuttavia, la variazione di spessore nella direzione della lastra di schiuma è difficile da controllare durante lo stampaggio. Come mostrato in Figura 3.28, la deformazione risultante produce una superficie sferica non dispiegabile con deformazione in entrambe le direzioni. Sebbene simile al processo di stampaggio a compressione con stampo monofacciale, in questo caso la deformazione avviene solitamente lungo una sola direzione, consentendo alla lastra di mantenere una superficie curva dispiegabile, come mostrato in Figura 3.29.
Termoformatura assistita dal vuoto
Anche il processo di termoformatura assistita dal vuoto utilizza un design con uno stampo rigido e uno stampo morbido. Tuttavia, rispetto al processo di stampaggio a compressione con stampo monofacciale descritto sopra, questo metodo utilizza l'aspirazione sotto vuoto per termoformare superfici curve non dispiegabili (vedere Figura 3.30). Dopo la termoformatura, il foglio di schiuma richiede una post-lavorazione meccanica per raggiungere le dimensioni di progetto. A causa dei limiti dell'aspirazione sotto vuoto, la deformazione in questo processo è relativamente limitata rispetto allo stampaggio a compressione con stampo monofacciale.
Deformazione a freddo e termofissaggio
Con questo metodo, il foglio di schiuma viene prima tagliato alle precise dimensioni dispiegate per la superficie curva. La schiuma viene quindi fissata sotto vuoto sullo stampo e riscaldata in un forno fino alla temperatura di deformazione termica. La temperatura viene mantenuta per 1 ora, quindi raffreddata gradualmente fino a temperatura ambiente. Il vantaggio di questo metodo è che offre un eccellente controllo sul processo di termoformatura. Se il posizionamento è accurato, non è necessaria alcuna post-formatura dopo la formatura. Tuttavia, la capacità di deformazione a freddo della schiuma è limitata e non può essere eccessiva, soprattutto per la formatura di superfici curve non dispiegabili.
È opportuno notare che, a causa delle caratteristiche del processo di produzione della schiuma, raramente la lastra di schiuma finita può subire una leggera deformazione dopo un certo periodo di conservazione. Ciò è dovuto sia all'assorbimento di umidità che al rilascio di tensioni interne, e non a un difetto del prodotto. Questo processo è reversibile e non influisce sulla qualità del prodotto. Il processo di rimodellamento specifico è il seguente:
Posizionare il foglio di schiuma orizzontalmente e distribuire uniformemente pesi come piastre di acciaio o di alluminio sulla parte superiore finché il foglio di schiuma non si deforma elasticamente e si appiattisce a temperatura ambiente. Prestare attenzione a distribuire il peso in modo uniforme, evitando di concentrarlo in un'area specifica, poiché ciò potrebbe creare ammaccature sulla superficie della schiuma dopo la rimodellazione.
Posizionare la schiuma e il carico di peso in un forno di riscaldamento a circolazione d'aria. Aumentando la temperatura di 1 °C al minuto, riscaldare fino a 200 °C e mantenere la temperatura per 8-10 ore (a seconda dello spessore del foglio di schiuma). Una volta raggiunta la temperatura di 200 °C, lasciare raffreddare la schiuma nel forno a temperatura ambiente prima di rimuoverla.
