El conformado al vacío es una versión simplificada del termoformado , en la que una lámina de plástico en diversas formas (por ejemplo, lámina de poliestireno de alto impacto (HIPS) para productos de bajo impacto, ABS para platos de ducha de baño y HDPE para piezas exteriores de vehículos, además de varios otros tipos de materiales moldeables al vacío) se calienta a una temperatura de conformado, se estira sobre un molde de una sola superficie y se presiona contra el molde mediante vacío . Este proceso se puede utilizar para dar forma al plástico en objetos permanentes, como señales de autopistas y cubiertas protectoras. Normalmente, los ángulos de desmoldeo están presentes en el diseño del molde (se recomienda un mínimo de 3°) para facilitar la extracción de la pieza de plástico formada del molde.
Se pueden formar piezas relativamente profundas si la lámina moldeable se estira mecánica o neumáticamente antes de ponerla en contacto con la superficie del molde y aplicar el vacío. [1]
Los materiales adecuados para su uso en el conformado al vacío son, convencionalmente, los termoplásticos . El termoplástico más común y fácil de usar es el poliestireno de alto impacto (HIPS). Este se moldea alrededor de un molde de madera, espuma estructural o aluminio fundido o mecanizado, y puede moldearse en casi cualquier forma. Este material de alto impacto es higiénico y capaz de retener el calor y su forma cuando se le aplica agua tibia y se utiliza comúnmente para envasar productos sensibles al sabor y al olor. [2] El conformado al vacío también es apropiado para materiales transparentes como el acrílico, que se utilizan ampliamente en aplicaciones aeroespaciales, como marquesinas de ventanas de cabina de pasajeros para aviones militares de ala fija y compartimentos para aviones de ala giratoria. El conformado al vacío se utiliza a menudo en clases de tecnología de bajo nivel como una forma sencilla de moldear.
Los equipos modernos de formado al vacío se basan en una serie de patentes estadounidenses otorgadas en 1950, 1964 y 1974. [3]
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Los fabricantes de equipos originales (OEM) utilizan componentes formados al vacío de gran calibre para cantidades de producción en el rango de 250 a 3000 unidades por año. Los componentes formados al vacío se pueden utilizar en lugar de chapa metálica fabricada de forma compleja, fibra de vidrio o moldeo por inyección de plástico . Los ejemplos típicos de la industria, además del embalaje de productos, incluyen: fascias para quioscos al aire libre y cajeros automáticos , carcasas para equipos de diagnóstico e imágenes médicas, cubiertas de motor en una cabina de camión o para equipos de construcción, y componentes de asientos y molduras interiores de vagones de ferrocarril. [4] Los aficionados también suelen utilizar formadores al vacío para aplicaciones como máscaras y coches de control remoto.
El proceso de moldeado al vacío presenta algunos problemas. La humedad absorbida puede expandirse y formar burbujas en las capas internas del plástico, lo que lo debilita considerablemente. Sin embargo, esto se puede solucionar secando el plástico durante un período prolongado a una temperatura alta pero inferior a la de fusión. Se pueden formar redes alrededor del molde, lo que se debe controlar cuidadosamente debido al sobrecalentamiento del plástico. También se pueden formar redes cuando un molde es demasiado grande o las partes del mismo están demasiado juntas. Por último, los objetos que se forman a menudo se adhieren al molde, lo que se soluciona utilizando un ángulo de inclinación de tres grados o más en el molde.
Existen numerosos patrones que se pueden crear con el termoformado. La forma más ingeniosa de utilizar el termoformado es tomar cualquier objeto pequeño, replicarlo muchas veces y luego termoformar el nuevo patrón para crear una forma más cohesiva. El termoformado ayuda a unir las piezas individuales y a hacer un molde a partir de muchas piezas que se pueden replicar fácilmente. A partir de ahí, se puede verter yeso, hormigón, etc. en el molde de plástico.
Los patrones de madera son un material común para moldear al vacío, ya que son relativamente económicos y permiten al cliente realizar cambios en el diseño fácilmente. La cantidad de muestras que se pueden obtener de cualquier patrón depende del tamaño de la pieza y del grosor del material. Una vez que se han cumplido las especificaciones de la pieza, el patrón se utiliza para crear un molde de compuesto cerámico o un molde de aluminio fundido para la producción regular. Potencialmente, existen formas de crear agujeros en yeso con un molde al vacío si las formas replicadas hechas a partir del molde al vacío son lo suficientemente profundas y se dejan espacios entre ellas para que el plástico se forme en ellas. Luego, una vez que el plástico se usa para moldear un molde de yeso, las áreas de plástico profundas dejarán agujeros si el molde no se llena por completo.
Los moldes de aluminio fundido se moldean en una fundición y normalmente tienen líneas de control de temperatura que los recorren. Esto ayuda a fijar el calor del plástico que se está formando, así como a acelerar el proceso de fabricación. Los moldes de aluminio pueden ser de tipo macho o hembra , y también se pueden utilizar en aplicaciones de conformado a presión. El principal inconveniente de este tipo de molde es el coste.
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Los moldes de aluminio mecanizado son como el aluminio fundido, pero se cortan a partir de un bloque sólido de aluminio mediante una máquina CNC y un programa CAD . Por lo general, el aluminio mecanizado se utiliza para piezas de embutición superficial a partir de material de calibre fino. Las aplicaciones pueden incluir envases y bandejas. El costo es un factor significativo con este tipo de herramientas.
Los moldes compuestos son una alternativa más económica que los moldes de aluminio fundido o mecanizado. Los moldes compuestos suelen estar hechos de resinas rellenas que comienzan como un líquido y se endurecen con el tiempo. Según la aplicación, los moldes compuestos pueden durar mucho tiempo y producir piezas de alta calidad.
Una vez que se ha creado un producto termoformado a partir de una lámina de plástico, en la mayoría de los casos será necesaria una operación de acabado para convertirlo en un producto utilizable. Los métodos de acabado de termoformado más comunes incluyen: