Conformado al vacío:qué es y cómo funciona

El conformado al vacío es un proceso de termoformado que ofrece beneficios como bajo costo de fabricación, costos de moldeo reducidos y alta eficiencia en la fabricación de alta calidad. Desde piezas más pequeñas, como blisters farmacéuticos, hasta piezas de automóviles más grandes, el conformado al vacío se utiliza en muchas industrias.

Sin embargo, varias complejidades rodean el proceso, lo que requiere comprender el proceso antes de su selección. Este artículo explica el proceso, los materiales y máquinas compatibles y sus aplicaciones.

El conformado al vacío es un proceso de fabricación de plástico que implica el uso de una máquina para calentar un polímero plástico hasta que sea flexible antes de colocarlo sobre un molde. Es un proceso importante en la producción de bajo volumen de piezas de plástico.

El proceso es compatible con termoplásticos y materiales termoestables a pesar de sus diferencias. Por lo tanto, el uso de cualquiera de ellos sólo debe realizarse después de una comprensión adecuada de sus propiedades. Sin embargo, la mayoría de los fabricantes prefieren los termoplásticos debido a su reciclabilidad.

¿Cómo funciona el conformado al vacío?

El conformado al vacío es un proceso de fabricación sencillo que implica cinco pasos principales que se explican a continuación:

Paso 1:Creación del molde de formación al vacío

Los fabricantes utilizan aluminio fundido, madera, espuma estructural o plásticos impresos en 3D para fabricar un molde al vacío. Cada material tiene sus peculiares beneficios y limitaciones. 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 cuando la resistencia es un factor determinante.

La mayoría de las veces, los moldes tienen miles de orificios de ventilación. Estos orificios son un pasaje para el aire atrapado durante el conformado para evitar que quede aire atrapado. Además, el molde debe poder conducir el calor para disminuir el tiempo de enfriamiento del producto final. Al igual que en la fundición al vacío de uretano, es importante precalentar el molde antes de que comience el proceso de moldeo al vacío del plástico.

Paso 2:Proceso de sujeción

Después de colocar el molde en la máquina, coloque correctamente la lámina de plástico en la máquina. La abrazadera debe ser lo suficientemente fuerte para sujetar el plástico durante todo el proceso de formado; su fuerza depende de la máquina. La mayoría de las abrazaderas pueden sujetar materiales con espesores que oscilan entre 6 y 10 mm.

Paso 3:Proceso de calentamiento

Esto implica utilizar un calentador para fundir la lámina de plástico por debajo de la temperatura de transición vítrea. El calentador viene con una fuente de radiación para realizar su función, y el tiempo de calentamiento depende del tipo de plástico con el que se esté trabajando.

Nota:es importante aplicar el calor de manera uniforme en toda la lámina de plástico.

Paso 4:Proceso de aspiración

Después de estirar la lámina de plástico calentada con aire a presión, aplique vacío para tirarla y distribuirla sobre la superficie del molde. El vacío elimina el aire atrapado a medida que la lámina de plástico toma la forma del molde.

Es necesario que la pieza se enfríe lo suficiente ya que un enfriamiento insuficiente puede provocar la deformación de la pieza final.

Paso 5:Recorte y acabado

Recortar implica cortar el exceso de materiales plásticos. Puede recortar con un cuchillo de mano o una sierra de cinta según el tamaño y la textura. Además, los productos formados al vacío pueden necesitar agujeros adicionales u otros diseños para completarlos.

Por esta razón, los fabricantes emplean perforación, corte con rodillos, mecanizado CNC y muchos más para crear orificios y características precisas y exactas. Además, puede mejorar la calidad y apariencia de la pieza mediante procesos de posacabado como el metalizado al vacío.

Tipos de máquinas formadoras al vacío

Cada máquina utilizada en el proceso de fabricación tiene sus cualidades y características únicas. Como resultado, debes comprender las diferentes máquinas disponibles. A continuación se detallan los tipos principales.

Máquina formadora de vacío industrial

Este tipo de máquina ocupa un gran espacio y es más adecuado para la fabricación comercial. Además, puede producir piezas con formas y diseños complejos. Una característica importante de las máquinas de esta clase es que los diseñadores pueden modificar los parámetros actuales sin interrumpir el ciclo de producción.

Máquina formadora al vacío de tamaño mediano

Los fabricantes utilizan máquinas de esta clase para fabricar piezas de plástico de tamaño pequeño a mediano para la creación de prototipos y la producción a pequeña escala. Con las máquinas formadoras al vacío de tamaño mediano, uno tiene más autonomía sobre el proceso debido a la característica semiautomática

Máquina formadora de vacío de mesa

Esta clase de máquina es portátil, fácil de usar y está diseñada para aplicaciones de conformado personales. Las máquinas formadoras al vacío de mesa son las mejores para materiales con espesores que no excedan los 6 mm.

Máquina formadora de vacío de bricolaje

Esta es una herramienta educativa perfecta para niños y adolescentes. Se opera manualmente y solo se puede utilizar para piezas con características simples.

Materiales para el conformado al vacío

Existen varios materiales compatibles con el proceso de fabricación. Cada uno tiene propiedades únicas, por ejemplo, el policarbonato tiene una alta resistencia a la tracción, lo que lo hace aplicable en piezas estructurales. Los materiales comunes para el proceso incluyen:

• Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)
• Policarbonato (PC)
• Polipropileno (PP)
• Fluoruro de polivinilideno (PVDF)
• Tereftalato de polietileno 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 moldeo al vacío debido a los siguientes beneficios.

1. Rentable

El conformado al vacío es el método de procesamiento de plástico más asequible para la producción de bajo volumen. Esto está asociado con la pérdida de costos de creación de prototipos y creación del molde de formación al vacío. El costo del molde es bajo porque los fabricantes los fabrican con materiales asequibles y de fácil acceso. Además, al realizar piezas similares, puedes reutilizar el molde.

2. Tiempo de respuesta

En comparación con los métodos de procesamiento convencionales, el tiempo para producir el molde de herramientas es corto, y es aún más corto si los moldes se imprimen en 3D. Con el conformado 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 su producto llega al mercado.

3. Flexibilidad y versatilidad de diseño

Aunque un molde produce piezas con el mismo diseño, los diseñadores pueden modificar estos moldes para adaptarlos mejor a sus necesidades. Esto aumenta la creatividad, ya que se pueden experimentar nuevas ideas y crear prototipos sin costes ni retrasos significativos. Además, el moldeo al vacío ofrece más opciones de color y personalización. Con esto, los fabricantes pueden crear diseños únicos y piezas personalizadas a un precio justo.

4. Exactitud y precisión

El conformado al vacío de plástico es un proceso de fabricación preciso. La pieza final toma la forma exacta del molde, lo que da como resultado una consistencia en forma y tamaño de un lote a otro cuando se usa el mismo molde. La exactitud y la precisión son cruciales para los componentes que deben encajar en otra pieza. Como resultado, es aplicable en el ensamblaje de piezas.

5. Compatibilidad

El moldeo al vacío es compatible con la mayoría de los materiales plásticos. Por ejemplo, los fabricantes pueden producir piezas tanto transparentes como translúcidas que se puedan aplicar en envases de alimentos. Los materiales comunes compatibles con el proceso incluyen policarbonato, propileno y polietileno de alta densidad.

6. Respetuoso con el medio ambiente

El proceso de formación al vacío no daña el medio ambiente ya que produce pocos o ningún desperdicio. Además, se puede reciclar fácilmente el exceso de material plástico y utilizarlo para futuras producciones.

Desventajas del conformado al vacío

El moldeo al vacío tiene algunas limitaciones, aunque ofrece muchos beneficios. Estos incluyen:

Simplicidad

Aunque se pueden crear piezas personalizadas, un molde solo produce una cantidad limitada de detalles y el conformado al vacío puede no ser efectivo para piezas con un alto nivel de detalle. Por lo tanto, la forma debe ser simple y los diseños sencillos.

No apto para producción a gran escala

El proceso de conformado al vacío implica la producción de una pieza a la vez, lo que lo hace adecuado para producción de pequeño volumen. Sin embargo, puede llevar mucho tiempo para la producción a gran escala.

Riesgo de deformación

El conformado al vacío es adecuado para plásticos con paredes delgadas. Las paredes más gruesas aumentan el riesgo de que el plástico se deforme. Para evitar esto, se debe estirar la lámina de plástico para reducir el espesor de la pared.

Defecto continuo

La ventaja de reutilizar un molde de formación al vacío para ahorrar costos puede ser una limitación, ya que cualquier daño al molde resulta en daños significativos al producto final, y esto puede provocar pérdidas y retiradas del producto.

Aplicaciones del conformado al vacío

El proceso de conformado al vacío se utiliza para fabricar muchos productos en todas las industrias. Algunas de las aplicaciones comunes son:

Automoción y Transporte

El conformado al vacío de plástico es una forma asequible de producir piezas de automóviles, ya que puede realizar diseños detallados de las piezas y es compatible con piezas de automóviles grandes y pequeñas. Aparte de eso, el material plástico se estira hasta formar una lámina muy delgada, lo que reduce el peso de la pieza y aumenta la eficiencia del combustible.

Los fabricantes de piezas de automóviles utilizan el conformado al vacío para producir ventanas, parachoques, bandejas, paneles interiores, cubiertas de ruedas de repuesto y mucho más.

Envasado de alimentos

El moldeo al vacío es aplicable en la industria del envasado de alimentos porque puede moldear fácilmente plásticos aptos para alimentos. Porque este grado de plástico, como el policarbonato, es fácilmente esterilizable, 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 que se utilizan en la fabricación de bienes de consumo. Esto se debe a que el conformado al vacío es ideal para piezas que deben ser livianas, duraderas y estéticamente agradables. Los ejemplos incluyen juguetes para niños, platos de baño y ducha, cajas de almacenamiento y mucho más.

Partes personalizadas y efectos especiales

Los fabricantes de muchas industrias utilizan el moldeo al vacío para personalizar piezas únicas, y esto es importante para agregar diseños y propiedades para efectos especiales. Con el conformado al vacío, se agregan logotipos y símbolos complejos a una pieza.

¿Cuáles son las diferencias entre el conformado al vacío, el termoformado y el conformado a presión?

Termoformado es el término general que describe la fabricación de 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 formación, los tipos y la cantidad de moldes utilizados.

Principio

El conformado a presión implica el uso de aire bajo presión para empujar la lámina de plástico calentada dentro de un molde antes de colocar el otro sobre el plástico formado. Por otro lado, el moldeado al vacío utiliza presión de vacío para tirar del plástico caliente sobre o dentro del molde.

Tipos y número de moldes

Hay dos tipos de moldes que se utilizan en termoformado, uno macho (que tiene forma convexa) y uno hembra (que tiene forma cóncava). Cuando se utiliza un molde macho, se coloca la lámina de plástico sobre él para que encaje dentro de la pieza. Cuando se utiliza un molde hembra, se ajusta alrededor de la lámina termoplástica y forma sus dimensiones exteriores con precisión.

Generalmente, se puede utilizar el molde macho o hembra en el conformado al vacío que utiliza un solo molde y presión de vacío para darle a las piezas la forma deseada.

La formación de presión funciona de manera diferente. En lugar de succionar alrededor de un molde, se presiona una lámina de plástico calentada entre dos moldes. Esto es útil para fabricar piezas de plástico a las que es necesario darles forma con precisión en ambos lados o cuando se requiere un embutido profundo.

Conculsión

El conformado al vacío es el método más sencillo para fabricar piezas de plástico repetibles de forma económica. Utiliza presión de vacío y calor para realizar su funcionamiento. Los fabricantes suelen combinar este conformado al vacío con otros procesos de fabricación para mejorar la funcionalidad y la estética.

Hay varios aspectos del conformado al vacío que determinan el éxito de la operación. Por ejemplo, elegir el mejor molde y material. Como resultado, este artículo analiza parte del conformado al vacío. En WayKen, nuestros ingenieros y diseñadores pueden satisfacer sus necesidades de producción de piezas de bajo volumen, desde la creación de prototipos hasta ciclos de producción completos.

Además, somos un fabricante de creación rápida de prototipos con certificación ISO y aumentamos sus ganancias acortando el tiempo de entrega y ofreciendo nuestros servicios a un precio competitivo. ¿Tiene algún proyecto para ayudar? No dude en contactarnos hoy.

Preguntas frecuentes

¿Cuándo el conformado al vacío no es la opción correcta?

Aunque el conformado al vacío ofrece muchos beneficios, este proceso puede no ser el mejor si las piezas que desea producir tienen diseños y características muy complejas, el producto previsto es a gran escala y el tiempo para llevar los productos al mercado es corto. En cualquiera de estas situaciones, considere otras alternativas adecuadas.

¿Qué puede salir mal con el conformado al vacío?

Al igual que otros procesos de fabricación, es importante tomar algunas precauciones al formar piezas. Pueden producirse defectos como deformaciones y espesores de pared desiguales en la pieza final. Estos defectos pueden afectar la funcionalidad de la pieza. Por lo tanto, se deben evitar ajustando la presión del aire y otros parámetros.

¿La fundición al vacío y la formación al vacío son lo mismo?

Aunque el principio para ambos puede ser el mismo, existe una diferencia. En la fundición al vacío, el material de partida es una resina líquida, mientras que en la conformación al vacío es una lámina de plástico sólida.