El conformado al vacío es un proceso de termoformado que ofrece ventajas como bajos costos de fabricación, costos de moldeo reducidos y alta eficiencia en la producción de productos de alta calidad. Desde piezas más pequeñas, como envases tipo blíster de productos farmacéuticos, hasta piezas de automóviles más grandes, el conformado al vacío se utiliza en muchas industrias.
Sin embargo, el proceso implica varias complejidades, por lo que es necesario comprenderlo antes de decidirse a realizarlo. Este artículo explica el proceso, los materiales y máquinas compatibles y sus aplicaciones.
¿Qué es la formación de vacío?
El moldeo al vacío es un proceso de fabricación de plástico en el que un polímero plástico se calienta a través de una máquina hasta que se vuelve flexible antes de introducirlo en un molde. Es un proceso importante en la producción de pequeñas series de piezas de plástico.
A pesar de las diferencias, el proceso es compatible con termoplásticos y termoestables. Por lo tanto, el uso de cualquiera de estos materiales sólo debe hacerse si hay claridad sobre sus propiedades. Sin embargo, la mayoría de los fabricantes prefieren los termoplásticos debido a su reciclabilidad.
¿Cómo funciona el conformado al vacío?
El moldeo al vacío es un proceso de fabricación sencillo que consta de cinco pasos principales, que se explican a continuación:
Paso 1: crear la forma de vacío
Los fabricantes utilizan aluminio fundido, madera, espuma estructural o plástico impreso en 3D para crear un molde al vacío. Cada material tiene sus ventajas y limitaciones únicas. Por ejemplo, los plásticos impresos en 3D son más fáciles de fabricar y se pueden crear diseños más complejos en el molde. Por otro lado, el aluminio puede ser la elección adecuada si la resistencia es un factor crucial.
La mayoría de las veces, los moldes tienen miles de orificios de ventilación. Estos orificios sirven como paso para el aire atrapado durante el moldeo para evitar que quede atrapado. Además, el molde debe ser capaz de conducir calor para reducir el tiempo de enfriamiento del producto final. Al igual que con la fundición al vacío de uretano, es importante precalentar el molde antes de comenzar la fundición al vacío de plástico.
Paso 2: proceso de reparación
Después de colocar el molde en la máquina, coloque la lámina de plástico correctamente en la máquina. La abrazadera debe ser lo suficientemente fuerte para sujetar el plástico durante todo el proceso de moldeado; su fuerza depende de la máquina. La mayoría de las abrazaderas pueden sujetar materiales de 6 a 10 mm de espesor.
Paso 3: proceso de calentamiento
Se utiliza un calentador para fundir la película plástica por debajo de la temperatura de transición vítrea. El calentador está equipado con una fuente de radiación para realizar su función, y el tiempo de calentamiento depende del tipo de plástico que se esté trabajando.
Nota: Es importante distribuir el calor uniformemente por todo el envoltorio plástico.
Paso 4: Sellado al vacío
Después de estirar la película plástica calentada con aire comprimido, aplique vacío para tirarla y extenderla sobre la superficie del molde. El vacío elimina el aire atrapado a medida que la película plástica toma la forma del molde.
La pieza debe estar suficientemente enfriada, ya que un enfriamiento insuficiente puede provocar la deformación de la pieza final.
Paso 5: recortar y terminar
Al cortar se corta el exceso de material plástico. Dependiendo del tamaño y textura, puedes cortarlo con un cuchillo de mano o una sierra de cinta. Además, los productos conformados al vacío pueden requerir orificios adicionales u otros diseños para completarse.
Es por eso que los fabricantes utilizan perforación, corte con rodillos, mecanizado CNC y más para crear orificios y características precisas y exactas. También puede mejorar la calidad y la apariencia de las piezas mediante procesos de posprocesamiento, como la metalización al vacío.
Tipos de máquinas formadoras al vacío
Cada máquina utilizada en el proceso de fabricación tiene propiedades y características únicas. Por lo tanto, debes conocer las diferentes máquinas disponibles. A continuación encontrará los principales tipos.
Máquina formadora de vacío industrial
Este tipo de máquina ocupa mucho espacio y es más adecuada para la fabricación comercial. También se puede utilizar para producir piezas con formas y diseños complejos. Una característica importante de las máquinas de esta clase es que los diseñadores pueden cambiar los parámetros actuales sin interrumpir el ciclo de producción.
Máquina formadora de vacío de tamaño mediano
Los fabricantes utilizan máquinas de esta clase para producir piezas de plástico de tamaño pequeño y mediano para prototipos y series pequeñas. Con las máquinas formadoras al vacío de tamaño mediano tienes más autonomía en el proceso debido a la función semiautomática.
Máquina formadora de vacío de mesa
Esta clase de máquinas es portátil, fácil de usar y está diseñada para aplicaciones de moldeado personal. Las máquinas formadoras al vacío de mesa son las más adecuadas para materiales de no más de 6 mm de espesor.
Máquina formadora de vacío de bricolaje
Esta es una herramienta de aprendizaje perfecta para niños y adolescentes. Se opera manualmente y solo se puede utilizar en piezas con funciones simples.
Materiales de moldeo al vacío
Existen varios materiales compatibles con el proceso de fabricación. Cada uno tiene propiedades únicas. El policarbonato, por ejemplo, tiene una alta resistencia a la tracción, lo que lo hace adecuado para piezas estructurales. Los materiales comunes para el procedimiento incluyen:
- Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)
- Policarbonato (PC)
- Polipropileno (PP)
- Fluoruro de polivinilideno (PVDF)
- Politereftalato de etileno glicol (PETG)
- Cloruro de polivinilo (PVC)
- Poliestireno de alto impacto (HIPS)
- Acrílico (PMMA)
- Polietileno de alta densidad (HDPE)
Ventajas del conformado al vacío
Los fabricantes utilizan el conformado al vacío debido a las siguientes ventajas.
1. Relación calidad-precio
El moldeo al vacío es el método de procesamiento de plástico más económico para la producción de pequeños volúmenes. Esto está asociado con los costos irrecuperables de la creación de prototipos y la fabricación de moldes al vacío. El costo del molde es bajo porque los fabricantes lo fabrican con materiales asequibles y de fácil acceso. Además, puedes reutilizar el molde al hacer piezas similares.
2. Tiempo de procesamiento
En comparación con los métodos de procesamiento tradicionales, el tiempo para producir el molde de la herramienta es corto, e incluso más corto cuando los moldes se fabrican mediante impresión 3D. Con el moldeo al vacío, el tiempo entre la creación del diseño para la fabricación y la producción real es corto. Esto aumenta la eficiencia de la producción y reduce el tiempo que tarda su producto en llegar al mercado.
3. Flexibilidad y versatilidad de diseño
Aunque un molde produce piezas con el mismo diseño, los diseñadores pueden personalizar estos moldes para satisfacer sus necesidades. Esto aumenta la creatividad, ya que es posible probar nuevas ideas y crear prototipos sin costes ni retrasos importantes. Además, el moldeo al vacío ofrece más opciones de color y personalización. Esto permite a los fabricantes crear diseños únicos y piezas personalizadas a un precio justo.
4. Exactitud y precisión
El conformado de plástico al vacío es un proceso de fabricación preciso. La pieza final toma la forma exacta del molde, lo que da como resultado una consistencia de forma y tamaño cuando se utiliza el mismo lote de molde tras lote. La exactitud y la precisión son cruciales para los componentes que deben instalarse en otra pieza. Por tanto, es aplicable en el montaje de piezas.
5. Compatibilidad
El moldeo al vacío es compatible con la mayoría de los materiales plásticos. Por ejemplo, los fabricantes pueden producir piezas transparentes y translúcidas que pueden utilizarse en envases de alimentos. Los materiales comunes compatibles con el proceso incluyen policarbonato, propileno y polietileno de alta densidad.
6. Respetuoso del medio ambiente
El proceso de conformado al vacío es respetuoso con el medio ambiente ya que produce pocos o ningún desperdicio. Además, el exceso de material plástico se puede reciclar fácilmente y utilizar para futuras producciones.
Desventajas del conformado al vacío
Aunque el conformado al vacío ofrece muchas ventajas, tiene algunas limitaciones. Eso incluye:
sencillez
Si bien es posible crear piezas personalizadas, el nivel de detalle en un molde es limitado y el moldeo al vacío puede no ser efectivo en piezas con un alto nivel de detalle. Por lo tanto, la forma debe ser sencilla y el diseño sencillo.
No apto para producción a gran escala.
El moldeo al vacío produce una pieza a la vez, lo que lo hace adecuado para la producción de lotes pequeños. Sin embargo, puede llevar mucho tiempo producir grandes cantidades.
Riesgo de deformación
El moldeo al vacío es adecuado para plásticos de paredes delgadas. Las paredes más gruesas aumentan el riesgo de deformación plástica. Para evitar esto, se debe estirar el panel de plástico para reducir el espesor de la pared.
error continuo
La ventaja de reutilizar un molde de formación al vacío para ahorrar costos puede ser una limitación porque cualquier daño al molde resultará en un daño significativo al producto final y esto puede provocar retiros del mercado y pérdidas de producto.
Aplicaciones de conformado al vacío
El proceso de conformado al vacío se utiliza en todas las industrias para producir muchos productos. Algunos de los usos más comunes son:
Automovil y transporte
El plástico moldeado al vacío es un método económico de producir piezas de automóviles porque permite diseños de piezas detallados y es compatible con piezas de automóviles tanto pequeñas como grandes. Además, el material plástico se estira formando una película muy fina, lo que reduce el peso de la pieza y aumenta la eficiencia del combustible.
Los fabricantes de autopartes utilizan el moldeado al vacío para producir ventanas, parachoques, compartimentos de almacenamiento, molduras interiores, cubiertas para llantas de repuesto y más.
envasado de alimentos
El conformado al vacío es aplicable en la industria del envasado de alimentos porque puede formar fácilmente plásticos de calidad alimentaria. Al igual que el policarbonato, este tipo de plástico es fácil de esterilizar, previene la contaminación, reduce el daño a los alimentos y preserva la frescura.
Bienes de consumo
Existe una lista interminable de productos moldeados al vacío utilizados en la fabricación de productos de consumo. Esto se debe a que el moldeo al vacío es ideal para piezas que deben ser livianas, duraderas y estéticamente agradables. Por ejemplo, juguetes para niños, bañeras y platos de ducha, cajas de almacenamiento, etc.
Piezas personalizadas y efectos especiales.
Los fabricantes de muchas industrias utilizan el moldeo al vacío para personalizar piezas únicas. Esto es importante para agregar diseños y propiedades para efectos especiales. El moldeo al vacío implica agregar logotipos y símbolos complejos a una pieza.
¿Cuáles son las diferencias entre el conformado al vacío, el termoformado y el moldeo a presión?
Termoformado es el término genérico para producir una pieza 3D a partir de una lámina de plástico. El conformado al vacío y el conformado a presión son los dos tipos principales de termoformado. La diferencia radica en el principio de la forma, los tipos y la cantidad de moldes utilizados.
principio
En el moldeo a presión, una lámina de plástico calentada se presiona en un molde usando aire comprimido antes de colocar la otra encima del plástico moldeado. En el moldeo al vacío, por otro lado, el plástico caliente se introduce en el molde mediante presión de vacío.
Tipos y número de formularios.
En el termoformado se utilizan dos tipos de moldes: uno macho (forma convexa) y uno hembra (forma cóncava). Cuando se utiliza un molde macho, se coloca la lámina de plástico sobre él para encajar la pieza. Mediante el uso de un molde hembra, se ajusta a la película termoplástica y moldea con precisión sus dimensiones externas.
En general, puede utilizar la forma masculina o femenina al realizar el moldeo al vacío. Utiliza un único molde y presión de vacío para dar a las piezas la forma deseada.
La impresión funciona de manera diferente. En lugar de aspirar alrededor de un molde, se presiona una lámina de plástico calentada entre dos moldes. Esto es útil en la producción de piezas de plástico que deben formarse con precisión en ambos lados o cuando se requiere una embutición profunda.
Conclusión
El moldeo al vacío es el método más sencillo para producir de forma rentable piezas de plástico repetibles. Esto utiliza presión de vacío y calor. Los fabricantes suelen combinar este conformado al vacío con otros procesos de fabricación para mejorar la funcionalidad y la estética.
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Preguntas frecuentes
¿Cuándo la formación al vacío no es la opción correcta?
Aunque el moldeo al vacío ofrece muchas ventajas, este proceso puede no ser la mejor opción si las piezas que desea producir tienen diseños y características muy complejas, el producto planificado es a gran escala y el tiempo de comercialización es corto. En todas estas situaciones, conviene considerar otras alternativas adecuadas.
¿Qué puede salir mal con el conformado al vacío?
Como ocurre con otros procesos de fabricación, es importante tener cierto cuidado al moldear piezas. Pueden producirse defectos como deformación y espesor de pared desigual de la pieza final. Estos defectos pueden afectar la funcionalidad de la pieza. Por lo tanto, deben evitarse ajustando la presión del aire y otros parámetros.
¿La fundición al vacío y la formación al vacío son lo mismo?
Aunque el principio es el mismo para ambos, existe una diferencia. En la fundición al vacío, el material de partida es una resina líquida, mientras que en el moldeo al vacío es una lámina sólida de plástico.
