A conformação a vácuo é um processo de termoformagem que oferece vantagens como baixos custos de fabricação, redução de custos de moldagem e alta eficiência na produção de produtos de alta qualidade. Desde peças menores, como embalagens blister farmacêuticas, até peças automotivas maiores, a formação a vácuo é usada em muitas indústrias.
No entanto, o processo envolve vários meandros, por isso é preciso entendê-lo antes de decidir fazê-lo. Este artigo explica o processo, materiais e máquinas compatíveis e suas aplicações.
O que é formação de vácuo?
A moldagem a vácuo é um processo de fabricação de plástico no qual um polímero plástico é aquecido por meio de uma máquina até ficar flexível antes de ser puxado sobre um molde. É um processo importante na produção em pequenas séries de peças plásticas.
Apesar das diferenças, o processo é compatível com termoplásticos e termofixos. Portanto, o uso de qualquer um desses materiais só deve ser feito se houver clareza sobre suas propriedades. No entanto, a maioria dos fabricantes prefere os termoplásticos devido à sua reciclabilidade.
Como funciona a formação a vácuo?
A moldagem a vácuo é um processo de fabricação simples que consiste em cinco etapas principais, explicadas abaixo:
Etapa 1: Criando o Formulário de Vácuo
Os fabricantes usam alumínio fundido, madeira, espuma estrutural ou plástico impresso em 3D para criar um molde a vácuo. Cada material tem suas vantagens e limitações únicas. Por exemplo, plásticos impressos em 3D são mais fáceis de fabricar e você pode criar designs mais complexos no molde. Por outro lado, o alumínio pode ser a escolha adequada se a resistência for um factor crucial.
Na maioria das vezes, os moldes têm milhares de orifícios de ventilação. Esses orifícios servem como passagem para o ar retido durante a moldagem para evitar o aprisionamento de ar. Além disso, o molde deve ser capaz de conduzir calor para diminuir o tempo de resfriamento do produto final. Assim como na fundição a vácuo de uretano, é importante pré-aquecer o molde antes de iniciar a fundição a vácuo de plástico.
Etapa 2: Processo de fixação
Depois de colocar o molde na máquina, coloque a folha de plástico na máquina corretamente. A braçadeira deve ser forte o suficiente para segurar o plástico durante todo o processo de moldagem; sua força depende da máquina. A maioria dos grampos pode segurar materiais com 6 a 10 mm de espessura.
Etapa 3: Processo de aquecimento
Um aquecedor é usado para derreter o filme plástico abaixo da temperatura de transição vítrea. O aquecedor é equipado com uma fonte de radiação para desempenhar sua função, e o tempo de aquecimento depende do tipo de plástico que está sendo trabalhado.
Nota: É importante distribuir o calor uniformemente por todo o filme plástico.
Etapa 4: vedação a vácuo
Após esticar o filme plástico aquecido com ar comprimido, aplique vácuo para puxar e espalhar sobre a superfície do molde. O vácuo remove o ar preso à medida que o filme plástico toma a forma do molde.
A peça deve ser suficientemente resfriada, pois o resfriamento insuficiente pode causar deformação da peça final.
Etapa 5: aparar e finalizar
Ao cortar, o excesso de material plástico é cortado. Dependendo do tamanho e da textura, você pode cortá-lo com uma faca manual ou uma serra de fita. Além disso, os produtos de formação de vácuo podem exigir furos adicionais ou outros designs para serem concluídos.
É por isso que os fabricantes usam perfuração, corte por rolo, usinagem CNC e muito mais para criar furos e recursos precisos e exatos. Você também pode melhorar a qualidade e a aparência da peça por meio de processos de pós-processamento, como metalização a vácuo.
Tipos de máquinas formadoras de vácuo
Cada máquina utilizada no processo de fabricação possui propriedades e características únicas. Portanto, você deve conhecer as diferentes máquinas disponíveis. Abaixo você encontrará os principais tipos.
Máquina formadora de vácuo industrial
Este tipo de máquina ocupa muito espaço e é mais adequada para fabricação comercial. Também pode ser usado para produzir peças com formas e designs complexos. Uma característica importante das máquinas desta classe é que os projetistas podem alterar os parâmetros atuais sem interromper o ciclo de produção.
Máquina formadora de vácuo de tamanho médio
Os fabricantes utilizam máquinas desta classe para produzir peças plásticas de pequeno e médio porte para protótipos e pequenas séries. Com máquinas formadoras a vácuo de médio porte você tem mais autonomia no processo devido à função semiautomática
Máquina formadora de vácuo de mesa
Esta classe de máquinas é portátil, fácil de usar e projetada para aplicações de moldagem pessoal. As máquinas formadoras a vácuo de bancada são mais adequadas para materiais com espessura não superior a 6 mm.
Máquina formadora de vácuo DIY
Esta é uma ferramenta de aprendizagem perfeita para crianças e adolescentes. É operado manualmente e só pode ser utilizado em peças com funções simples.
Materiais para moldagem a vácuo
Existem vários materiais compatíveis com o processo de fabricação. Cada um tem propriedades únicas. O policarbonato, por exemplo, possui alta resistência à tração, tornando-o adequado para peças estruturais. Os materiais comuns para o procedimento incluem:
- Acrilonitrila butadieno estireno (ABS)
- Policarbonato (PC)
- Polipropileno (PP)
- Fluoreto de polivinilideno (PVDF)
- Polietileno tereftalato glicol (PETG)
- Cloreto de polivinila (PVC)
- Poliestireno de alto impacto (HIPS)
- Acrílico (PMMA)
- Polietileno de alta densidade (HDPE)
Vantagens da formação a vácuo
Os fabricantes usam a formação a vácuo devido às seguintes vantagens.
1. Custo-benefício
A moldagem a vácuo é o método de processamento de plástico mais econômico para produção de pequenos volumes. Isso está associado aos custos irrecuperáveis de prototipagem e fabricação do molde a vácuo. O custo do molde é baixo porque os fabricantes o fabricam com materiais acessíveis e de fácil acesso. Além disso, você pode reutilizar o molde ao fazer peças semelhantes.
2. Tempo de processamento
Em comparação com os métodos de processamento tradicionais, o tempo para produzir o molde da ferramenta é curto, e ainda mais curto quando os moldes são fabricados por impressão 3D. Com a moldagem a vácuo, o tempo entre a criação do projeto para fabricação e a produção real é curto. Isso aumenta a eficiência da produção e reduz o tempo que seu produto leva até o mercado.
3. Flexibilidade e versatilidade de design
Embora um molde produza peças com o mesmo design, os projetistas podem personalizar esses moldes para atender às suas necessidades. Isto aumenta a criatividade, pois é possível experimentar novas ideias e criar protótipos sem custos ou atrasos significativos. Além disso, a moldagem a vácuo oferece mais opções de cores e opções de personalização. Isso permite que os fabricantes criem designs exclusivos e peças personalizadas a um preço justo.
4. Exatidão e precisão
A formação de plásticos a vácuo é um processo de fabricação preciso. A peça final assume o formato exato do molde, resultando em consistência de formato e tamanho ao usar o mesmo molde lote a lote. Exatidão e precisão são cruciais para componentes que precisam ser encaixados em outra peça. Portanto, é aplicável na montagem de peças.
5. Compatibilidade
A moldagem a vácuo é compatível com a maioria dos materiais plásticos. Por exemplo, os fabricantes podem produzir peças transparentes e translúcidas que podem ser utilizadas em embalagens de alimentos. Os materiais comuns compatíveis com o processo incluem policarbonato, propileno e polietileno de alta densidade.
6. Ecologicamente correto
O processo de formação a vácuo é ecologicamente correto, pois produz pouco ou nenhum desperdício. Além disso, o excesso de material plástico pode ser facilmente reciclado e utilizado para produção futura.
Desvantagens da formação a vácuo
Embora a formação a vácuo ofereça muitas vantagens, ela apresenta algumas limitações. Isso inclui:
simplicidade
Embora seja possível criar peças personalizadas, o nível de detalhe em um molde é limitado e a moldagem a vácuo pode não ser eficaz em peças com alto nível de detalhe. Portanto, a forma deve ser simples e o design descomplicado.
Não é adequado para produção em larga escala
A moldagem a vácuo produz uma peça por vez, tornando-a adequada para produção de pequenos lotes. No entanto, pode ser demorado ao produzir grandes quantidades.
Risco de deformação
A moldagem a vácuo é adequada para plásticos com paredes finas. Paredes mais espessas aumentam o risco de deformação do plástico. Para evitar isso, deve-se esticar o painel plástico para reduzir a espessura da parede.
Erro contínuo
A vantagem de reutilizar um molde de formação a vácuo para economizar custos pode ser uma limitação porque qualquer dano ao molde resultará em danos significativos ao produto final e isso pode levar a recalls e perdas do produto.
Aplicações de formação de vácuo
O processo de formação a vácuo é usado em todas as indústrias para produzir muitos produtos. Alguns dos usos mais comuns são:
Automóvel e transporte
O plástico moldado a vácuo é um método econômico de produção de peças automotivas porque permite projetos detalhados de peças e é compatível com peças automotivas pequenas e grandes. Além disso, o material plástico é esticado em uma película muito fina, reduzindo o peso da peça e aumentando a eficiência do combustível.
Os fabricantes de peças automotivas usam a moldagem a vácuo para produzir janelas, pára-choques, compartimentos de armazenamento, acabamentos internos, tampas de pneus sobressalentes e muito mais.
Embalagem de alimentos
A formação a vácuo é aplicável na indústria de embalagens de alimentos porque pode facilmente formar plásticos de qualidade alimentar. Assim como o policarbonato, esse tipo de plástico é fácil de esterilizar, evita contaminações, reduz danos aos alimentos e preserva o frescor.
Bens de consumo
Existe uma lista interminável de produtos de formação de vácuo utilizados na fabricação de produtos de consumo. Isso ocorre porque a moldagem a vácuo é ideal para peças que precisam ser leves, duráveis e esteticamente agradáveis. Exemplos disso incluem brinquedos infantis, banheiras e bases de duche, caixas de arrumação e muito mais.
Peças personalizadas e efeitos especiais
Fabricantes em muitos setores usam a moldagem a vácuo para personalizar peças exclusivas. Isto é importante para adicionar designs e propriedades para efeitos especiais. A moldagem a vácuo envolve adicionar logotipos e símbolos complexos a uma peça.
Quais são as diferenças entre moldagem a vácuo, termoformagem e moldagem por pressão?
Termoformagem é o termo genérico para produzir uma peça 3D a partir de uma folha de plástico. A formação a vácuo e a formação por pressão são os dois principais tipos de termoformação. A diferença está no princípio da forma, nos tipos e na quantidade de moldes utilizados.
princípio
Na moldagem sob pressão, a folha de plástico aquecida é prensada em um molde usando ar comprimido antes que a outra seja colocada em cima do plástico moldado. Na moldagem a vácuo, por outro lado, o plástico quente é puxado para dentro do molde usando pressão de vácuo.
Tipos e número de formulários
Dois tipos de moldes são utilizados na termoformagem: um macho (formato convexo) e um fêmea (formato côncavo). Ao utilizar um molde macho, a folha plástica é colocada sobre ele para que se encaixe na peça. Ao utilizar um molde fêmea, ele se ajusta ao filme termoplástico e molda com precisão suas dimensões externas.
Em geral, você pode usar a forma masculina ou feminina ao formar a vácuo. Ele usa um único molde e pressão de vácuo para dar às peças o formato desejado.
A impressão funciona de maneira diferente. Em vez de aspirar ao redor de um molde, uma folha de plástico aquecida é pressionada entre dois moldes. Isso é útil na produção de peças plásticas que precisam ser formadas com precisão em ambos os lados ou quando é necessária estampagem profunda.
Conclusão
A moldagem a vácuo é o método mais fácil para produzir peças plásticas repetíveis de maneira econômica. Isso usa pressão de vácuo e calor. Os fabricantes muitas vezes combinam esta formação a vácuo com outros processos de fabricação para melhorar a funcionalidade e a estética.
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Perguntas frequentes
Quando a formação a vácuo não é a escolha certa?
Embora a moldagem a vácuo ofereça muitas vantagens, esse processo pode não ser a melhor escolha se as peças que você deseja produzir tiverem designs e recursos muito complexos, o produto planejado for em grande escala e o tempo de lançamento no mercado for curto. Em todas estas situações, você deve considerar outras alternativas adequadas.
O que pode dar errado com a formação a vácuo?
Tal como acontece com outros processos de fabricação, é importante tomar alguns cuidados ao moldar as peças. Podem ocorrer defeitos como deformação e espessura irregular da parede da peça final. Esses defeitos podem afetar a funcionalidade da peça. Portanto, devem ser evitados ajustando a pressão do ar e outros parâmetros.
A fundição a vácuo e a formação a vácuo são a mesma coisa?
Embora o princípio seja o mesmo para ambos, há uma diferença. Na fundição a vácuo, o material de partida é uma resina líquida, enquanto na moldagem a vácuo é uma folha sólida de plástico.
