Moldagem a vácuo:o que é e como funciona

A moldagem a vácuo é um processo de termoformagem que oferece benefícios como baixo custo de fabricação, custos de moldagem reduzidos e alta eficiência na fabricação de alta qualidade. Desde peças menores, como embalagens blister farmacêuticas, até peças automotivas maiores, a formação a vácuo é usada em muitos setores.

No entanto, vários meandros cercam o processo, sendo necessário compreendê-lo antes de sua seleção. Este artigo explica o processo, materiais e máquinas compatíveis e suas aplicações.

A moldagem a vácuo é um processo de fabricação de plástico que envolve o uso de uma máquina para aquecer um polímero plástico até que fique flexível antes de puxá-lo sobre um molde. É um processo importante na produção de baixo volume de peças plásticas.

O processo é compatível com termoplásticos e materiais termofixos, apesar de suas diferenças. Portanto, o uso de qualquer um só deve ocorrer após o devido entendimento de suas propriedades. No entanto, a maioria dos fabricantes prefere os termoplásticos devido à sua reciclabilidade.

Como funciona a moldagem a vácuo?

A moldagem a vácuo é um processo de fabricação simples que envolve cinco etapas principais explicadas abaixo:

Etapa 1:Criando o molde de moldagem a vácuo

Os fabricantes usam alumínio fundido, madeira, espuma estrutural ou plástico impresso em 3D para fazer um molde a vácuo. Cada material tem seus benefícios e limitações peculiares. Por exemplo, os plásticos impressos em 3D são mais fáceis de fabricar e é possível criar designs mais complexos no molde. Por outro lado, o alumínio pode ser a escolha adequada quando a resistência é um fator determinante.

Na maioria das vezes, os moldes possuem milhares de orifícios de ventilação. Esses furos são uma passagem para o ar retido durante a formação 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 do início do processo de moldagem a vácuo do plástico.

Etapa 2:Processo de fixação

Após colocar o molde na máquina, coloque a folha plástica na máquina corretamente. A braçadeira deve ser forte o suficiente para segurar o plástico durante todo o processo de conformação; sua força depende da máquina. A maioria dos grampos pode segurar materiais com espessuras variando de 6 a 10 mm.

Etapa 3:Processo de aquecimento

Isso envolve o uso de um aquecedor para derreter a folha de plástico abaixo da temperatura de transição vítrea. O aquecedor vem com uma fonte de radiação para desempenhar sua função, e o tempo de aquecimento depende do tipo de plástico com o qual se está trabalhando.

Nota:é importante aplicar o calor uniformemente em toda a folha plástica.

Etapa 4:Processo de aspiração

Após esticar a folha de plástico aquecida com ar pressurizado, aplique vácuo para puxá-la e distribuí-la sobre a superfície do molde. O vácuo remove o ar preso à medida que a folha de plástico toma a forma do molde.

É necessário que a peça resfrie suficientemente, pois o resfriamento insuficiente pode levar à deformação da peça final.

Etapa 5:Corte e Acabamento

Aparar envolve cortar o excesso de materiais plásticos. Você pode aparar com uma faca manual ou serra de fita, dependendo do tamanho e da textura. Além disso, os produtos de formação a vácuo podem precisar de furos extras ou outros designs para torná-los completos.

Por esse motivo, os fabricantes empregam furação, corte com rolo, usinagem CNC e muito mais para criar furos e recursos precisos e exatos. Além disso, você pode melhorar a qualidade e a aparência da peça usando processos de pós-acabamento, como metalização a vácuo.

Tipos de máquinas formadoras a vácuo

Cada máquina utilizada no processo de fabricação possui qualidades e recursos únicos. Como resultado, você deve compreender as diferentes máquinas disponíveis. Abaixo estão os principais tipos.

Máquina formadora de vácuo industrial

Este tipo de máquina ocupa um grande espaço e é mais adequado para fabricação comercial. Além disso, pode produzir peças com formas e designs complexos. Uma característica importante das máquinas desta classe é que os projetistas podem modificar os parâmetros atuais sem interromper o ciclo de produção.

Máquina formadora a vácuo de tamanho médio

Os fabricantes usam máquinas desta classe para fabricar peças plásticas de pequeno e médio porte para prototipagem e produção em pequena escala. Com máquinas formadoras a vácuo de médio porte, tem-se mais autonomia no processo devido ao recurso semiautomático

Máquina formadora a vácuo de mesa

Esta classe de máquina é portátil, fácil de usar e projetada para aplicações de conformação pessoal. As máquinas formadoras a vácuo de mesa são melhores para materiais com espessuras não superiores a 6 mm.

Máquina formadora de vácuo DIY

Esta é uma ferramenta educacional perfeita para crianças e adolescentes. É operado manualmente e só pode ser utilizado em peças com características simples.

Materiais para moldagem a vácuo

Existem vários materiais compatíveis com o processo de fabricação. Cada um possui propriedades únicas, por exemplo, o policarbonato possui alta resistência à tração, tornando-o aplicável em peças estruturais. Os materiais comuns para o processo incluem:

• Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS)
• Policarbonato (PC)
• Polipropileno (PP)
• Fluoreto de polivinilideno (PVDF)
• Tereftalato de polietilenoglicol (PETG)
• Cloreto de polivinila (PVC)
• Poliestireno de alto impacto (HIPS)
• Acrílico (PMMA)
• Polietileno de alta densidade (PEAD)

Vantagens da moldagem a vácuo

Os fabricantes usam moldagem a vácuo devido aos seguintes benefícios.

1. Econômico

A moldagem a vácuo é o método de processamento de plástico mais acessível para produção de baixo volume. Isto está associado à perda de custo de prototipagem e criação do molde de formação a vácuo. O custo do molde é baixo porque os fabricantes os fabricam com materiais acessíveis e de fácil acesso. Além disso, ao fazer peças semelhantes, você pode reutilizar o molde.

2. Tempo de resposta

Quando comparado aos métodos de processamento convencionais, o tempo para produzir o molde da ferramenta é curto, e é ainda menor se os moldes forem impressos em 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 chega ao mercado.

3. Flexibilidade e versatilidade de design

Embora um molde produza peças com o mesmo design, os projetistas podem modificar esses moldes para atender melhor 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 personalização. Com isso, os fabricantes podem criar designs exclusivos e peças personalizadas a um preço justo.

4. Precisão e Precisão

A formação de vácuo de plástico é um processo de fabricação preciso. A peça final assume o formato exato do molde, levando a uma consistência de formato e tamanho de lote para lote ao usar o mesmo molde. Exatidão e precisão são cruciais para componentes que devem caber em outra peça. Como resultado, 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 são aplicáveis ​​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 não agride o meio ambiente, pois produz pouco ou nenhum resíduo. Além disso, pode-se reciclar facilmente o excesso de material plástico e usá-lo para produção futura.

Desvantagens da moldagem a vácuo

A moldagem a vácuo tem algumas limitações, embora ofereça muitos benefícios. Estes incluem:

Simplicidade

Embora você possa criar peças personalizadas, um molde produz apenas alguns detalhes e a moldagem a vácuo pode não ser eficaz para peças com alto nível de detalhe. Conseqüentemente, a forma deve ser simples e os designs devem ser diretos.

Não adequado para produção em grande escala

O processo de formação a vácuo envolve a produção de uma peça por vez, tornando-a adequada para produção de pequenos volumes. No entanto, pode ser demorado para produção em grande escala.

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 a folha plástica para reduzir a espessura da parede.

Falha Contínua

A vantagem de reutilizar um molde de formação a vácuo para economizar custos pode ser uma limitação, pois qualquer dano ao molde resulta em danos significativos ao produto final, e isso pode levar ao recall do produto e a perdas.

Aplicações de moldagem a vácuo

O processo de formação a vácuo é usado para fabricar muitos produtos em todas as indústrias. Algumas das aplicações comuns são:

Automotivo e Transporte

A moldagem a vácuo de plástico é uma forma acessível de produzir peças automotivas, pois pode fazer projetos detalhados nas peças e é compatível com peças automotivas pequenas e grandes. Além disso, o material plástico é esticado até formar uma folha muito fina, reduzindo o peso da peça e aumentando a eficiência de combustível.

Os fabricantes de peças automotivas usam a moldagem a vácuo para produzir janelas em branco, pára-choques, bandejas, painéis internos, tampas de rodas sobressalentes e muito mais.

Embalagem de Alimentos

A moldagem a vácuo é aplicável na indústria de embalagens de alimentos porque pode moldar facilmente plásticos de qualidade alimentar. Porque esse tipo de plástico, assim como o policarbonato, é facilmente esterilizável, evita a contaminação, reduz os danos aos alimentos e preserva o frescor.

Bens de Consumo

Existe uma lista interminável de produtos de formação de vácuo utilizados na fabricação de bens de consumo. Isso ocorre porque a moldagem a vácuo é ideal para peças que precisam ser leves, duráveis ​​e esteticamente agradáveis. Os exemplos incluem brinquedos infantis, bases de banheira e chuveiro, caixas de armazenamento e muito mais.

Partes personalizadas e efeitos especiais

Fabricantes de muitos setores usam moldagem a vácuo para personalizar peças exclusivas, e isso é importante para adicionar designs e propriedades para efeitos especiais. Com a moldagem a vácuo, adicionam-se 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 que descreve a fabricação de 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 de formação, tipos e número de moldes utilizados.

Princípio

A moldagem por pressão envolve o uso de ar sob pressão para empurrar a folha de plástico aquecida em um molde antes de colocar a outra no plástico formado. Por outro lado, a formação a vácuo utiliza a pressão do vácuo para puxar o plástico quente para dentro do molde.

Tipos e Número de Moldes

Existem dois tipos de moldes utilizados:macho (que tem formato convexo) e fêmea (que tem formato côncavo) na termoformagem. Ao utilizar um molde macho, a folha plástica é colocada sobre ele para caber dentro da peça. Ao usar um molde fêmea, ele se ajusta à folha termoplástica e forma suas dimensões externas com precisão.



Geralmente, pode-se usar o molde macho ou fêmea na moldagem a vácuo que utiliza um único molde e pressão de vácuo para dar às peças a forma desejada.

A formação de pressão funciona de maneira diferente. Em vez de aspirar em torno de um molde, uma folha de plástico aquecida é pressionada entre dois moldes. Isso é útil para fazer peças plásticas que precisam ser moldadas com precisão em ambos os lados ou quando é necessária uma estampagem profunda.

Concussão

A moldagem a vácuo é o método mais simples para fabricar peças plásticas repetíveis de maneira econômica. Ele usa pressão de vácuo e calor para realizar sua operação. Os fabricantes muitas vezes combinam esta formação a vácuo com outros processos de fabricação para melhorar a funcionalidade e a estética.

Existem vários aspectos da formação de vácuo que determinam o sucesso da operação. Por exemplo, escolher o melhor molde e material. Como resultado, este artigo discutiu parte da formação a vácuo. Na WayKen, nossos engenheiros e designers podem atender às suas necessidades de produção de peças de baixo volume, desde a prototipagem até a produção completa.

Além disso, somos um fabricante de prototipagem rápida com certificação ISO e aumentamos seu lucro reduzindo o prazo de entrega e oferecendo nossos serviços a um preço competitivo. Você tem algum projeto para ajudar? Sinta-se à vontade para entrar em contato conosco hoje.

Perguntas frequentes

Quando a formação a vácuo não é a escolha certa?

Embora a moldagem a vácuo ofereça muitos benefícios, esse processo pode não ser o melhor se as peças que você deseja produzir tiverem designs e recursos muito complexos, o produto pretendido for em grande escala e o tempo para colocar os produtos no mercado for curto. Em qualquer uma destas situações, considere outras alternativas adequadas.

O que pode dar errado com a formação a vácuo?

Assim como outros processos de fabricação, é importante tomar alguns cuidados na conformação das peças. Podem ocorrer defeitos como empenamento e espessura irregular da parede da peça final. Essas falhas podem afetar a funcionalidade da peça. Portanto, deve-se evitá-los ajustando a pressão do ar e outros parâmetros.

A fundição a vácuo e a formação a vácuo são a mesma coisa?

Embora o princípio para ambos possa ser o mesmo, há uma diferença. Na fundição a vácuo, o material de partida é uma resina líquida, enquanto na moldagem a vácuo é uma folha plástica sólida.