Termoformado al Vacío: Qué Es y Cómo Funciona

El termoformado al vacío es un proceso de termoformado que ofrece beneficios como bajo coste de fabricación, costes de moldeo reducidos y alta eficiencia en la fabricación de piezas de alta calidad. Desde piezas pequeñas como blísteres farmacéuticos hasta piezas grandes de automoción, el termoformado al vacío se usa en muchas industrias.

Sin embargo, varias complejidades rodean el proceso, necesitando comprenderlo antes de su selección. Este artículo explica el proceso, materiales y máquinas compatibles, y sus aplicaciones.

El termoformado al vacío es un proceso de fabricación de plástico que implica usar una máquina para calentar un polímero plástico hasta que es maleable antes de estirarlo sobre un molde. Es un proceso importante en la producción de bajo volumen de piezas plásticas.

El proceso es compatible con materiales termoplásticos y termoestables a pesar de sus diferencias. Por tanto, usar cualquiera solo debe ocurrir tras una comprensión adecuada de sus propiedades. No obstante, la mayoría de fabricantes prefieren termoplásticos por su reciclabilidad.

¿Cómo Funciona el Termoformado al Vacío?

El termoformado al vacío es un proceso de fabricación sencillo que implica cinco pasos principales explicados a continuación:

Paso 1: Creación del Molde para Termoformado al Vacío

Los fabricantes usan aluminio fundido, madera, espuma estructural o plásticos impresos en 3D para hacer un molde de vacío. Cada material tiene sus beneficios y limitaciones peculiares. Por ejemplo, los plásticos impresos en 3D son más fáciles de hacer, y se pueden crear diseños más complejos en el molde. Por otro lado, el aluminio puede ser la opción 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 paso para el aire atrapado durante el formado para prevenir atrapamiento de aire. Además, el molde debe poder conducir calor para disminuir el tiempo de enfriamiento del producto final. Al igual que en el vaciado de uretano, es importante precalentar el molde antes de que comience el proceso de moldeo al vacío de plástico.

Paso 2: Proceso de Sujeción

Tras colocar el molde en la máquina, coloque la lámina plástica en la máquina correctamente. La sujeción debe ser lo bastante fuerte para mantener el plástico durante todo el proceso de formado; su fuerza depende de la máquina. La mayoría de sujeciones pueden mantener materiales con espesores de 6–10 mm.

Paso 3: Proceso de Calentamiento

Esto implica usar un calentador para fundir la lámina plástica 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 trabaje.

Nota: es importante aplicar el calor uniformemente por toda la lámina plástica.

Paso 4: Proceso de Vaciado

Tras estirar la lámina plástica calentada usando aire a presión, aplique vacío para atraer y distribuirla sobre la superficie del molde. El vacío elimina el aire atrapado mientras la lámina plástica toma la forma del molde.

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

Paso 5: Recorte y Acabado

El recorte implica cortar el exceso de material plástico. Puede recortar con cuchillo manual o sierra de cinta dependiendo del tamaño y textura. Además, los productos de termoformado al vacío pueden necesitar agujeros extra u otros diseños para completarlos.

Por esta razón, los fabricantes emplean taladrado, corte por rodillo, mecanizado CNC y muchos más para crear agujeros y características precisas y exactas. También puede mejorar la calidad y apariencia de la pieza usando procesos de post-acabado como metalizado al vacío.

Tipos de Máquinas de Termoformado al Vacío

Cada máquina usada en el proceso de fabricación tiene sus cualidades y características únicas. Como resultado, debe entender las diferentes máquinas disponibles. A continuación, los tipos principales.

Máquina de Termoformado al Vacío Industrial

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

Máquina de Termoformado al Vacío de Tamaño Medio

Los fabricantes usan máquinas bajo esta clase para fabricar piezas plásticas pequeñas a medianas para prototipado y producción a pequeña escala. Con máquinas de termoformado al vacío de tamaño medio, se tiene más autonomía sobre el proceso gracias a la característica semi-automática.

Máquina de Termoformado al Vacío de Sobremesa

Esta clase de máquina es portátil, fácil de usar y diseñada para aplicaciones de formado personales. Las máquinas de termoformado al vacío de sobremesa son mejores para materiales con espesores no superiores a 6 mm.

Máquina de Termoformado al Vacío DIY (Hazlo Tú Mismo)

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

Materiales para Termoformado al Vacío

Hay varios materiales compatibles con el proceso de fabricación. Cada uno tiene propiedades únicas; por ejemplo, el policarbonato tiene alta resistencia a la tracción haciéndolo aplicable en piezas estructurales. Materiales comunes para el proceso incluyen:

• Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS)
• Policarbonato (PC)
• Polipropileno (PP)
• Polivinilideno Fluoruro (PVDF)
• Polietileno Tereftalato Glicol (PETG)
• Cloruro de Polivinilo (PVC)
• Poliestireno de Alto Impacto (HIPS)
• Acrílico (PMMA)
• Polietileno de Alta Densidad (HDPE)

Ventajas del Termoformado al Vacío

Los fabricantes usan el moldeo al vacío por los siguientes beneficios.

1. Rentable

El termoformado al vacío es el método de procesamiento plástico más asequible para producción de bajo volumen. Esto se asocia con el bajo coste de prototipado y creación del molde de termoformado. El coste del molde es bajo porque los fabricantes lo hacen con materiales asequibles y fácilmente accesibles. Además, al hacer piezas similares, puede reutilizar el molde.

2. Tiempo de Entrega

Comparado con métodos de procesamiento convencionales, el tiempo para producir el molde de utillaje es corto, y es aún más corto si los moldes son impresos en 3D. Con el termoformado al vacío, el tiempo entre crear el diseño para fabricación y la producción real es corto. Esto aumenta la eficiencia de 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 puede experimentar con nuevas ideas y crear prototipos sin costes o 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 termoformado al vacío de plástico es un proceso de fabricación exacto. La pieza final toma la forma exacta del molde, llevando a consistencia en forma y tamaño de lote a lote cuando se usa el mismo molde. La exactitud y precisión son cruciales para componentes que deben encajar en otra pieza. Como resultado, es aplicable en ensamblaje de piezas.

5. Compatibilidad

El moldeo al vacío es compatible con la mayoría de materiales plásticos. Por ejemplo, los fabricantes pueden producir piezas transparentes y translúcidas aplicables en envasado de alimentos. Materiales comunes compatibles con el proceso incluyen policarbonato, propileno y polietileno de alta densidad.

6. Respetuoso con el Medio Ambiente

El proceso de termoformado al vacío no daña el medio ambiente ya que produce poco o ningún desperdicio. Además, se puede reciclar fácilmente el exceso de material plástico y usarlo para producción futura.

Desventajas del Termoformado al Vacío

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

Simplicidad

Aunque puede crear piezas personalizadas, un molde solo produce cierto nivel de detalle, y el termoformado al vacío puede no ser efectivo para piezas con un nivel muy alto de detalle. Por tanto, la forma debe ser simple y los diseños directos.

No Adecuado Para Producción a Gran Escala

El proceso de termoformado al vacío implica la producción de una pieza a la vez, haciéndolo adecuado para producción de bajo volumen. Sin embargo, puede ser lento para producción a gran escala.

Riesgo de Alabeo

El termoformado al vacío es adecuado para plásticos con paredes delgadas. Paredes más gruesas aumentan el riesgo de alabeo del plástico. Para evitar esto, se debe estirar la lámina plástica para reducir el espesor de pared.

Defecto Continuo

La ventaja de reutilizar un molde de termoformado al vacío para ahorrar costes puede ser una limitación, ya que cualquier daño al molde resulta en daño significativo al producto final, y esto puede llevar a retirada de producto y pérdidas.

Aplicaciones del Termoformado al Vacío

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

Automoción y Transporte

El termoformado al vacío de plástico es una forma asequible de producir piezas de coche ya que puede hacer diseños detallados en piezas y es compatible con piezas pequeñas y grandes de coche. Además, el material plástico se estira a una lámina muy delgada, reduciendo el peso de la pieza y aumentando la eficiencia de combustible.

Los fabricantes de piezas de coche usan termoformado al vacío para producir huecos de ventana, paragolpes, bandejas, paneles interiores, cubiertas de rueda de repuesto y muchos más.

Envasado de Alimentos

El moldeo al vacío es aplicable en la industria del envasado de alimentos porque puede moldear plásticos de grado alimentario fácilmente. Como este grado de plástico, como el policarbonato, es fácilmente esterilizable, previene contaminación, reduce daño a alimentos y preserva frescura.

Bienes de Consumo

Hay una lista interminable de productos de termoformado al vacío usados en bienes de consumo. Esto es porque el termoformado al vacío es ideal para piezas que requieren ser ligeras, duraderas y estéticamente agradables. Ejemplos incluyen juguetes infantiles, bandejas de baño y ducha, cajas de almacenamiento y muchos más.

Piezas Personalizadas y Efectos Especiales

Fabricantes en muchas industrias usan moldeo al vacío para personalizar piezas únicas, y esto es importante para añadir diseños y propiedades para efectos especiales. Con el termoformado al vacío, se añaden logotipos y símbolos complejos en una pieza.

¿Cuáles son las Diferencias entre Termoformado al Vacío, Termoformado y Formado a Presión?

El termoformado es el término paraguas que describe la fabricación de una pieza 3D a partir de una lámina plástica. El termoformado al vacío y el formado a presión son los dos tipos principales de termoformado. La diferencia radica en el principio de formado, tipos y número de moldes usados.

Principio

El formado a presión implica usar aire bajo presión para empujar la lámina plástica calentada en un molde antes de colocar la otra sobre el plástico formado. Por otro lado, el termoformado al vacío usa presión de vacío para atraer el plástico caliente sobre o dentro del molde.

Tipos y Número de Moldes

Hay dos tipos de molde usados: macho (con forma convexa) y hembra (con forma cóncava) en termoformado. Al usar un molde macho, la lámina plástica se coloca sobre él para ajustarse dentro de la pieza. Al usar un molde hembra, este se ajusta alrededor de la lámina termoplástica y forma sus dimensiones exteriores precisamente.

Generalmente, se puede usar el molde macho o hembra en termoformado al vacío que usa un solo molde y presión de vacío para dar a las piezas su forma deseada.

El formado a presión funciona diferente. En lugar de succionar alrededor de un molde, una lámina plástica calentada se presiona entre dos moldes. Esto es útil para hacer piezas plásticas que necesitan ser formadas con exactitud en ambos lados o cuando se requiere un estirado profundo.

Conclusión

El termoformado al vacío es el método más simple para hacer piezas plásticas repetibles económicamente. Usa presión de vacío y calor para realizar su operación. Los fabricantes a menudo combinan este termoformado al vacío con otros procesos de fabricación para mejorar funcionalidad y estética.

Hay varios aspectos del termoformado al vacío que determinan el éxito de la operación. Por ejemplo, elegir el mejor molde y material. Como resultado, este artículo discutió parte del termoformado al vacío. En WayKen, nuestros ingenieros y diseñadores pueden atender sus necesidades de producción de piezas de bajo volumen desde prototipado hasta series completas de producción.

Además, somos un fabricante de prototipado rápido certificado ISO y aumentamos su beneficio acortando el plazo de entrega y ofreciendo nuestros servicios a un precio competitivo. ¿Tiene algún proyecto para ayuda? Siéntase libre de contactarnos hoy.

Preguntas Frecuentes

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

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

¿Qué puede salir mal con el termoformado al vacío?

Como en otros procesos de fabricación, es importante tomar precauciones al formar piezas. Defectos como alabeo y espesor de pared desigual de la pieza final pueden ocurrir. Estos fallos pueden afectar la funcionalidad de la pieza. Por tanto, se deben evitar ajustando la presión de aire y otros parámetros.

¿Son el vaciado al vacío y el termoformado al vacío lo mismo?

Aunque el principio para ambos puede ser el mismo, hay una diferencia. En el vaciado al vacío, el material inicial es una resina líquida mientras que en el termoformado al vacío es una lámina plástica sólida.