Termoformowanie próżniowe

Co to jest termoformowanie próżniowe?

Termoformowanie próżniowe to metoda nadawania przestrzennego kształtu ogrzanemu arkuszowi tworzywa termoplastycznego za pomocą formy i podciśnienia. Po usunięciu powietrza spomiędzy arkusza a narzędzia różnica ciśnień dociska miękki materiał do powierzchni formy. Po schłodzeniu część zachowuje uzyskany kształt.

Proces nazywa się również formowaniem próżniowym lub vacuum forming. Pozwala otrzymać element przestrzenny z płaskiej płyty, bez składania każdej jego ścianki osobno. Jest jedną z metod termoformowania, a nie nazwą wszystkich sposobów obróbki tworzyw na gorąco.

Jak przebiega formowanie próżniowe?

1. Przygotowanie formy i arkusza. Narzędzie mocuje się w maszynie, a tworzywo unieruchamia w ramie.
2. Ogrzewanie. Materiał osiąga stan umożliwiający formowanie. Ustawienia zależą od jego odmiany, grubości i wyposażenia maszyny.
3. Kształtowanie. Ogrzany arkusz styka się z formą, a układ próżniowy usuwa powietrze.
4. Chłodzenie i wyjęcie. Część musi zachować kształt podczas oddzielania od narzędzia.
5. Obróbka końcowa. Odcina się nadmiar materiału oraz wykonuje potrzebne otwory i wykończenie krawędzi.

Na dokładność odwzorowania wpływa między innymi równomierność ogrzewania i sprawne odprowadzanie powietrza. Rozmieszczenie kanałów oraz otworów w formie pomaga uniknąć miejsc, w których arkusz nie przylega do narzędzia. Znaczenie mają także szczelność układu i właściwa kolejność czynności, co opisuje poradnik techniczny Formech.

Jakie tworzywa można termoformować próżniowo?

Stosuje się odpowiednie odmiany tworzyw termoplastycznych, między innymi ABS, polistyren, PETG i PMMA. Nie są to materiały zamienne pod każdym względem. Różnią się wyglądem, zachowaniem podczas ogrzewania, odpornością w użytkowaniu i wymaganiami przygotowania arkusza.

PETG jest wykorzystywany do formowania także wtedy, gdy potrzebny jest przezroczysty element. Przykładem materiału przeznaczonego do tej obróbki jest LUMEX G. Przy plexi znaczenie ma konkretny gatunek szkła akrylowego i oczekiwany efekt optyczny.

Dobór zaczyna się od zastosowania gotowej części: czy ma osłaniać produkt, tworzyć korpus ekspozytora, przepuszczać światło czy pracować w pobliżu źródła ciepła. Parametry procesu ustala się według dokumentacji materiału. Jedna temperatura nie będzie właściwa dla wszystkich arkuszy i kształtów.

Forma, grubość ścianek i ograniczenia kształtu

Forma nadaje części geometrię, dlatego jej projekt obejmuje również sposób wyjęcia gotowego elementu. Pochylenie ścian ułatwia oddzielenie tworzywa od narzędzia. Podcięcia, czyli fragmenty blokujące zdjęcie części, mogą wymagać innej konstrukcji formy lub zmiany projektu.

Podczas rozciągania arkusz może miejscowo się pocieniać. Grubość płyty przed ogrzaniem nie oznacza więc jednakowej grubości każdej ścianki po uformowaniu. Szczególnej uwagi wymagają głębokie przetłoczenia i narożniki. Ważne wymiary oraz minimalną grubość w miejscach obciążonych należy określić dla gotowej części.

Narzędzie dobiera się do geometrii, liczby powtórzeń i warunków procesu. Wykorzystuje się między innymi aluminium oraz materiały modelarskie i żywiczne. Forma do próby nie musi być odpowiednia do wielokrotnej produkcji. Jej powierzchnia, trwałość i przygotowanie do odprowadzania powietrza wpływają na rezultat.

Do czego wykorzystuje się vacuum forming?

Element	Zadanie
Tacka i wkład	Rozmieszczenie produktów w dopasowanych zagłębieniach
Obudowa i osłona	Uzyskanie przestrzennego korpusu lub pokrywy
Panel ekspozycyjny	Nadanie ekspozycji wypukłości i powtarzalnego kształtu
Przestrzenny znak	Wykonanie wypukłego elementu litery lub logo

W reklamie metoda może służyć do wykonywania części materiałów POS i oprawy prezentacji produktu. Nie każda litera 3D ani zakrzywiona osłona powstaje jednak próżniowo. Podobny efekt użytkowy można czasem uzyskać przez gięcie, frezowanie lub połączenie kilku części.

Termoformowanie próżniowe a gięcie plexi

Przy gięciu liniowym plexi ogrzewa się wybrany pas materiału i nadaje zagięciu ustalony kąt. To rozwiązanie stosowane na przykład w stojaczkach i osłonach o prostych załamaniach. Formowanie próżniowe dopasowuje większą powierzchnię ogrzanego arkusza do przestrzennej formy.

Wybór zależy od kształtu i liczby sztuk. Prosty element z kilkoma zagięciami może nie potrzebować narzędzia próżniowego. Przy powtarzalnej, przestrzennej geometrii warto porównać koszt przygotowania formy, prób i wykończenia z innymi sposobami wykonania.

Od czego zależy cena i co przesłać do oceny projektu?

Koszt obejmuje przygotowanie narzędzia, materiał, formowanie i obróbkę po wyjęciu z maszyny. Większa seria rozkłada koszt formy na więcej części, ale nie istnieje jedna liczba sztuk, od której technologia zawsze się opłaca. Znaczenie mają także wielkość detalu, głębokość kształtu, wymagania powierzchni i możliwość wykorzystania już istniejącego narzędzia.

Do oceny przygotuj rysunek z wymiarami lub model 3D, liczbę sztuk, opis zastosowania, oczekiwany kolor i przezroczystość. Zaznacz otwory, miejsca łączenia oraz powierzchnie widoczne dla odbiorcy. Jeśli część ma pasować do produktu lub urządzenia, potrzebne są jego wymiary i wymagany luz.

Przy zamówieniu elementów z plexi w Folplex prześlij projekt i opisz funkcję gotowego wyrobu. Dobierzemy sposób wykonania do kształtu, ilości i warunków użytkowania. Jeśli dopiero porównujesz rozwiązania, nie musisz samodzielnie wskazywać technologii produkcji.