El conformado por vacío es una versión simplificada del termoformado, en el que una lámina de plástico se calienta hasta una temperatura de formación, se estira sobre un molde de superficie única convexo o cóncavo y se fuerza contra el molde mediante un vacío (succión de aire). El proceso de conformado por vacío se puede utilizar para fabricar la mayoría de los envases de productos y los cascos de altavoces. También se utiliza para fabricar los paneles de los asientos de los automóviles. Esto también se conoce como moldeo por vacío.
El conformado por vacío suele limitarse, aunque no siempre, a la formación de piezas de plástico de poco espesor. Las láminas finas se convierten en cavidades rígidas para dosis unitarias de medicamentos y para objetos sueltos que se empaquetan o se presentan como artículos de venta. Las láminas gruesas se convierten en objetos permanentes, como los carteles de peaje y los envoltorios protectores. Normalmente, en el diseño del molde deben estar presentes los ángulos de tracción (un mínimo recomendado de 3°). De lo contrario, la liberación del plástico formado y del molde será difícil.
Pueden formarse partes relativamente profundas si la chapa formable se estira mecánicamente o neumáticamente antes de ponerla en contacto con la superficie del molde y aplicar el vacío.
Los materiales adecuados para su uso en la formación por vacío son normalmente los termoplásticos. El termoplástico más común y más fácil de usar es la lámina de poliestireno de alto impacto (HIPS). Este se molda alrededor de un molde de madera, espuma estructural o aluminio fundido o mecanizado, y puede conformarse en casi cualquier forma. La formación por vacío también es adecuada para materiales transparentes como el acrílico, que se utiliza ampliamente en aplicaciones aeroespaciales como toldos para ventanas de cabina de pasajeros en aviones de ala fija militares y compartimentos para aviones de ala giratoria. La formación por vacío se utiliza a menudo en clases de tecnología de nivel bajo para facilitar el proceso de moldear.
Aplicaciones típicas
Los fabricantes de equipos originales (OEM) utilizan componentes de alto espesor formados por inyección para producir cantidades de entre 250 y 3000 unidades al año. Los componentes formados por inyección se pueden utilizar en lugar de la compleja fabricación de chapas metálicas, fibra de vidrio o plástico moldeo por inyección. Algunos ejemplos típicos de la industria incluyen kioscos y cajeros automáticos, recintos para equipos de imagen médica y de diagnóstico como las máquinas de resonancia magnética (MRI), cubiertas de los motores en los cabinas de los camiones y los paneles de decoración y los componentes de los asientos en los vagones ferroviarios.
Problemas comunes
En el proceso de formación por vacío se presentan algunos problemas. La humedad absorbida puede expandirse, formando burbujas dentro de las capas internas del plástico. Esto debilita significativamente el plástico. Sin embargo, esto se puede solucionar secando el plástico durante un período prolongado a una temperatura elevada pero inferior a la temperatura de fusión. Pueden formarse bandas alrededor del molde debido al sobrecalentamiento del plástico, por lo que debe observarse atentamente. También pueden formarse bandas cuando el molde es demasiado grande o cuando las partes del mismo están demasiado juntas. Por último, los objetos que se forman a menudo se pegan al molde, lo que se corrige utilizando un ángulo de fuga de tres grados o más en el molde.
Herramienta de formación por vacío
Los patrones de madera suelen ser la primera etapa en el proceso de formación por vacío. Son relativamente baratos y permiten al cliente realizar cambios en su diseño fácilmente. El número de muestras que se pueden obtener de un patrón de madera depende del tamaño de la pieza y de la espesura del material. Normalmente, los patrones de madera se utilizan para evaluar la funcionalidad general tanto de la pieza como de la espesura del material. Una vez cumplidas las especificaciones de la pieza, el patrón de madera se utiliza para crear un molde de cerámica compuesto o un molde de aluminio fundido para la producción habitual.
Los moldes de aluminio fundido se funden en una fundición y suelen tener líneas de control de temperatura que los atraviesan. Esto ayuda a regular la temperatura del plástico que se está formando y 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 formación a presión. El principal inconveniente de este tipo de molde es su alto coste.
Los moldes de aluminio mecanizados son similares a los de aluminio fundido, pero se cortan de un bloque sólido de aluminio utilizando una máquina CNC y un programa CAD. Normalmente, el aluminio mecanizado se utiliza para piezas de extrusión de pequeño diámetro en material de calibre delgado. Las aplicaciones pueden incluir embalaje y bandejas. El coste es un factor significativo en este tipo de herramientas.
Los moldes compuestos son una alternativa más económica que los moldes de aluminio fundidos o mecanizados. Estos moldes suelen estar fabricados con resinas rellenas que se componen de una fase líquida que se endurece con el tiempo. Dependiendo de la aplicación, los moldes compuestos pueden durar mucho tiempo y producir piezas de alta calidad. Dentro de la categoría de moldes compuestos, el subconjunto de moldes de cerámica ha demostrado ser el más duradero. Aunque no se controlan la temperatura, estos moldes pueden funcionar casi tan rápido como los moldes de aluminio fundido o mecanizados, pero a un precio considerablemente más bajo.