Vacuümvormen: een uitgebreide gids

“Van ingewikkeld gedetailleerde 3D-onderdelen tot de productie van bulkvolumes: vacuümvormen is een waardevol proces. Ontdek de voordelen, beperkingen en toepassingen ervan in deze uitgebreide gids.”

In de kunststofverwerkende industrie verwijst vacuümvormen naar een thermovormend kunststofproces op korte termijn dat wordt gebruikt voor de productie van onderdelen in kleine volumes. Doorgaans wordt het op grote schaal gebruikt in de farmaceutische en auto-industrie vanwege de hoge efficiëntie en economische kosten ten opzichte van gieten. Bovendien helpt het bij het repliceren van prototypen van delicate kenmerken, van blisterverpakkingen voor medicijnen tot ophangings- en interieurcomponenten van auto's. Er moet echter rekening worden gehouden met verschillende factoren voor optimale resultaten in termen van de juiste materiaalkeuze, evenals procesparameters zoals temperatuur, druk en imitatiesnelheid. Enz. 

Deze blog biedt nuttige informatie over vacuümvormen, het proces ervan, industriële toepassingen, voordelen, beperkingen en meer. 

Wat is vacuümvormen? 

Vacuüm vormen

Vacuümvormend kunststof is een conventioneel kunststoffabricage- of extrusieproces waarbij gebruik wordt gemaakt van platen rond een dikte (6-10 mm) van thermoharders, of thermoplasten, voor de vervaardiging van verschillende 3D-items voor industrieel gebruik. Tijdens bedrijf wordt de vacuümdruk gecreëerd die het beoogde plastic materiaal in de op maat gemaakte mal zuigt, wat de vorm en de exacte onderdeelspecificaties met zich meebrengt. De optimale vacuümluchtdruk en -temperatuur die nodig zijn voor het proces is 9.8 tot 12.25 psi. Ongeveer. Centimeter vacuüm en een temperatuurbereik van respectievelijk 115 – 165 ˚C. 

Het kost doorgaans een minimale tijd om de exacte onderdeelspecificaties vorm te geven, in tegenstelling tot traditionele technieken, die enkele dagen tot weken nodig hebben om op de markt te komen voor het beoogde gebruik. Bovendien is industrieel vacuümvormen een relatief economisch proces voor bulkproductie. 

Vacuümvormen: procesworkflow

Hier vindt u een stapsgewijze procesgids voor het aangepaste vacuümvormproces. 

• Eerst wordt met behulp van 3D CAD-software de vooraf bepaalde vorm van het gewenste kunststof onderdeel of product ontworpen. 
• Vervolgens creëren matrijsontwerpers de geperforeerde en perifere of schuine vacuümmatrijzen om thermoplastische materialen te verwerken. Deze schuine mallen worden eerst voorverwarmd om het eruit springen van plastic producten te vergemakkelijken na voltooiing van het vacuümvormproces. Materialen zoals gegoten aluminium, hout, polystyreen of structuurschuim worden doorgaans gebruikt, afhankelijk van de vereiste sterkte en de exacte specificaties van de onderdelen. 
• Na de matrijsontwerpfase gaat het naar de vacuümvormmachine. Hierbij wordt de beoogde kunststofplaat goed over de vormmachine geklemd. Deze klemgreep spant de plaat strak om eventuele onnauwkeurigheden tijdens het proces te voorkomen. 
• De plaat wordt vervolgens gelijkmatig verwarmd via een verwarmingsbron (dubbele verwarmers worden meestal aanbevolen voor toepassingen die een meer uniforme warmtepenetratie vereisen), afhankelijk van het materiaaltype dat wordt verwerkt. Dit helpt de plaat uit te rekken en te smelten onder de glasovergangstemperatuur. 
• Vervolgens wordt de uitgerekte verwarmde plaat naar het oppervlak van de mal geduwd door een luchtvacuüm te creëren om de opgesloten lucht in de plastic plaat en de mal te verwijderen. 
• Daarna wordt het onderdeel afgekoeld en uit de mal geworpen voor afwerking, zoals trimmen, anodiseren, verfijnen van texturen, enz., afhankelijk van het materiaal dat wordt gegoten. 

Wat zijn de soorten vacuümvormmachines?

Er zijn verschillende populaire soorten vacuümvormmachines die op grote schaal worden gebruikt door de kunststofvervaardigingsindustrie. Drie veel voorkomende machines zijn onder meer; 

• Vacuümvormmachines voor op tafel
• Middelgrote vacuümvormmachines
• Industriële vacuümvormmachines
• DIY-thermovormmachines

Tafelblad vacuümvormmachine 

Tafelblad vacuümvormmachine

Tafelvacuümvormmachines zijn meestal ontworpen voor persoonlijke vormtoepassingen op maat. Deze machines zijn relatief eenvoudig te gebruiken, compact van vorm en bruikbaar voor het verwerken van thermoplastische platen met een dikte van minder dan 6 mm. 

Middelgrote vacuümvormplaten

Deze machines worden over het algemeen gebruikt voor het maken van kleine tot middelgrote prototypes. Ze stellen fabrikanten in staat onderdelen in kleinschalige, op maat gemaakte batches vorm te geven door eenvoudige, semi-automatische controle over het vormproces te bieden. 

Industriële vacuümvormmachine

Industriële vacuümvormmachine

Deze machines zijn specifiek ontworpen voor commerciële toepassingen. Productie-industrieën zoals de gezondheidszorg, de automobielsector, de lucht- en ruimtevaart, consumentenproducten en verpakkingen gebruiken deze machines in hun interne productielijnen. Industriële vacuümvormmachines bieden meer economische voordelen ten opzichte van andere machines, omdat ontwerpers nog kritischere en gecompliceerdere ontwerpen kunnen vormgeven. 

DIY-thermovormmachines

Zoals de naam al aangeeft, zijn doe-het-zelf-machines voornamelijk ontworpen voor onderwijsvooruitzichten voor tieners en kinderen. Ze zijn draagbaar, gemakkelijk te gebruiken en zeer geschikt voor eenvoudigere ontwerpen. 

Vacuümvormen versus. Drukvorming: belangrijkste verschillen

Vacuümvormen en drukvormen zijn vormen van kunststof thermovormen of fabricagetechnieken. Hoewel de terminologieën hetzelfde klinken, zijn er verschillen. Laten we de onderscheidende aspecten van deze technieken onderzoeken. 

Tabel: Verschil tussen vacuümvormen en drukvormen

Materialen die worden gebruikt bij het vacuümvormproces

Er zijn verschillende compatibele materialen, van thermoplastische kunststoffen tot thermoharders, die worden verwerkt via het thermovormende kunststofproces. Deze materialen staan ​​bekend om hun bijzondere eigenschappen en bieden overvloedige voordelen op het gebied van duurzaamheid en gemakkelijke maakbaarheid. Enkele van de meest voorkomende thermoplastische materialen worden hieronder vermeld;

• ABS (Acrylonitril Butadieen Styreen)
• Delrin of Acetaal
• PETG (polyethyleentereftalaatglycol)
• PMMA (acryl)
• (HDPE) Polyethyleen met hoge dichtheid 
• (PC) Polycarbonaatplaten
• (PS) Polystyreen
• Polyvinylideenfluoride (PVDF)

Gerelateerd aan: Top 9 materialen die worden gebruikt bij spuitgieten

Voordelen van op maat gemaakt vacuümvormen

Op maat gemaakt vacuümvormen biedt talloze voordelen voor fabrikanten. Sommige van hun voordelen worden gegeven door;

• Vacuümvormen vereist doorgaans lage matrijs- en gereedschapskosten. Verder kan een enkele mal worden gebruikt voor meerdere opnames. 
• Het proces kan ontwerpen snel omzetten in de gewenste vormen en producten. Daarom is het aanzienlijk tijdsefficiënt om in korte tijd grote batches onderdelen te verwerken, in tegenstelling tot traditionele technieken waarbij het meerdere dagen duurt voordat onderdelen op de markt worden gebracht. 
• Vacuümvormen biedt compatibiliteit voor het verwerken van verschillende soorten thermoplastische materialen. 
• Het is zeer aanpasbaar om onderdelen vorm te geven die gedetailleerdere functieontwerpen en snelle prototyping vereisen. 
• De fabricage van meerdere onderdelen is relatief eenvoudiger dan conventionele processen. 
• Vacuümvormen wordt beschouwd als een betaalbaar proces, omdat het ontwerpflexibiliteit en matrijsaanpassing biedt doordat ontwerpers meer texturen, kleuren en aanpassingen kunnen toevoegen tijdens de productie van onderdelen tijdens het proces. 
• Het proces levert duurzame en toch lichtgewicht producten op. Bovendien is de materiaalverspilling tijdens het vacuümvormen minimaal en kan deze later worden gerecycled. Daarom heeft het geen impact op het milieu en blijkt het een duurzaam productvormingsproces te zijn. 
• De eerste installatie vereist een minimaal budget en minimale kosten voor nutsvoorzieningen. 

Nadelen van op maat gemaakt vacuümvormen

Vacuümvormen heeft echter ook enkele beperkingen. Laten we hun nadelen uitzoeken;

• Vacuümvormen is beperkt tot onderdelen die zeer delicate precisie en nauwkeurigheid vereisen. Het biedt alleen plaats aan eenvoudigere onderdeelgeometrieën. 
• Bij grote batches is het proces duur en inefficiënt omdat een matrijs één ontwerp tegelijkertijd kan verwerken. 
• Vaak volstaat vacuümvormen op ruwe oppervlakken. Daarom kunnen aanvullende processen zoals bijsnijden, polijsten enz. nodig zijn om de optimale oppervlakteafwerking te verkrijgen, wat extra kosten aan het proces met zich meebrengt.
• Het herhaalde gebruik van een enkele mal tijdens het vacuümvormen kan ontwerpfouten in de mal veroorzaken, wat uiteindelijk de fabricage van het onderdeel kan beïnvloeden. Deze standaardfouten kunnen complex zijn om later terug te verdienen en het totale projectbudget te beïnvloeden. 
• Vacuümvormen wordt over het algemeen gebruikt voor dunne platen thermoplastische kunststoffen. Functies, zoals nokken en ribben, zijn een uitdaging om te integreren bij thermovormen. Bovendien kunnen dikkere platen tijdens het proces gevoelig zijn voor kromtrekken en cavitatieproblemen. Daarom moeten kunststofplaten gestrekt blijven om het risico op dunne wandvorming te verminderen.

Toepassingen van vacuümvormen 

Het vacuümvormproces is wijdverspreid in veel industrieën omdat het lichtgewicht onderdelen van hoge kwaliteit produceert. Enkele van de meest bekende industrieën zijn onder meer;

Automotive Industry

Op maat gemaakt vacuümvormen helpt bij het vormgeven van auto-interieur- en exterieuronderdelen. Het is een economisch proces en helpt OEM-ontwerpers lichtgewicht en duurzame onderdelen voor auto's te creëren, zoals; reservewielen, interieurpanelen, plano's en interne motoronderdelen. 

Gezondheidszorgindustrie

Vacuümgevormde medische producten

Meerdere gesteriliseerde onderdelen die gewoonlijk worden gebruikt voor de veiligheid van patiënten, worden gemaakt door middel van vacuümvormen. Medicare-professionals profiteren van het produceren van apparaten zoals behuizingen en behuizingen voor implanteerbare machines, spuitonderdelen en verpakkingstrays. Bovendien brengen vacuümgevormde onderdelen eigenschappen met zich mee zoals weerstand tegen chemicaliën, verontreinigingen en roest.

Luchtvaartindustrie

De interne en externe onderdelen van het vliegtuig vereisen over het algemeen compacte, brandwerende en gewichtloze onderdelen om de functionaliteit van de componenten en de algehele prestaties te verbeteren. Deze onderdelen voldoen aan strenge kwaliteitsnormen in de sector. Enkele van de gebruikelijke vacuümgevormde onderdelen zijn binnenpanelen, zitschalen, dienbladtafels en luchtkanalen. 

Consumptiegoederenindustrie

Dagelijks gebruikte plastic accessoires

Vacuümvormen helpt bij het produceren van meerdere consumentenproducten voor dagelijks gebruik. Het verleent kenmerken aan onderdelen, zoals verbeterde beelden, esthetiek en texturen, en verhoogt de duurzaamheid en levensduur. Enkele voorbeelden zijn reisaccessoires, babyspeelgoed, opbergdozen, plastic wegwerpflessen, woondecoratie, point-of-purchase stands (POP's) en behuizingen voor elektronische apparaten. 

Verpakkingsindustrie

Vacuümvormen speelt een belangrijke rol in de verpakkingssector en creëert hygiënische en steriliseerbare onderdelen om de versheid te behouden. Het is met name een efficiënte techniek om de levensduur, zichtbaarheid en bescherming van een product te verbeteren. Voorbeelden hiervan zijn clamshells, blisterverpakkingen, enz.

Ontvang geavanceerde kwaliteit vacuümvormdiensten bij Prolean

Bent u op zoek naar hoogwaardige en betaalbare oplossingen om uw projecten vacuüm te vervormen? Vertrouw op prolean voor hulp. Onze logistieke en verkoopafdeling biedt u de beste on-demand onderdelenproductieoplossingen voor bevredigende klantrelaties. 

Onze diensten voldoen aan de ISO 9001 kwaliteitsmanagementsystemen. Wij zijn toonaangevend Vacuümgietservice China, dat vacuümvormdiensten aanbiedt, van snelle prototyping tot kleinschalige productievolumes. Bovendien begeleiden onze ingenieurs en productontwikkelaars u vanaf het eerste ontwerp tot de productontwikkeling om er zeker van te zijn dat u de juiste materiaalkeuze heeft gemaakt, en dit alles binnen uw budgetbereik, zonder concessies te doen aan strenge kwaliteitsnormen. 

Neem nu contact met ons op en ontvang direct een offerte!

Opsommen

Vacuümvormen is een veelgebruikt proces geworden om onderdelen met hoge herhaalbaarheid en prestaties te vervaardigen. Het verlegde de focus van industriëlen naar de productie van onderdelen vanwege de compatibiliteit ervan met veel kunststoffen en polymeren. Bovendien biedt het een grote flexibiliteit op het gebied van maatwerk en personalisatieproductie. 

Er zijn echter een paar beperkingen verbonden aan het proces, zoals kromtrekken en cavitatie. Desondanks heeft het veelzijdige voordelen en helpt het veel productiesectoren, van de lucht- en ruimtevaart- tot de consumptiegoederenindustrie, door onderdelen van topkwaliteit te leveren met een minimale doorlooptijd. 

Veelgestelde vragen

Q1. Wat zijn de bepalende factoren waarmee u rekening moet houden bij de beslissing of vacuümgieten de juiste proceskeuze is voor uw project?

Hoewel vacuümvormen veelzijdige voordelen biedt, is het mogelijk geen geschikte keuze in de volgende scenario's: ingewikkelde ontwerppatronen en wanneer u onderdelen in bulkvolume nodig heeft. Kies hierbij voor een alternatief proces voor vacuümvormen, zoals spuitgieten of CNC-bewerking. 

Vraag 2. Vacuümgieten versus vacuümvormen: zijn ze hetzelfde?

Echter, vacuüm gieten, en vormen, delen zelfs overeenkomsten in het proces. Er zijn verschillen in materiaalgebruik. Bij het vacuümvormen worden meestal kunststofplaten gebruikt om onderdelen te vormen. Bij vacuümgieten wordt daarentegen vloeibare hars gebruikt voor het maken van onderdelen. 

Q3. Wat zijn de meest voorkomende problemen bij het vacuümvormproces?

De onderdelen of producten kunnen tijdens het proces kromtrekken en cavitatie veroorzaken als gevolg van onvoldoende vacuümdruk en oververhitting. 

Q4. Welke dikte materiaalplaten kunnen vacuümgevormd worden?

Over het algemeen kan een thermoplastische plaat met een dikte tussen 0.0005 en 0.50 inch worden gebruikt, afhankelijk van de beoogde toepassing en het materiaal dat vacuüm wordt gevormd. 

Vraag 5. Wat zijn de toepassingen van vacuümvormen in de voedingsindustrie?

Vacuümvormen vindt enorme toepassingen in de voedingsindustrie door het leveren van gezuiverde voedselveilige producten zoals cartoonachtige plastic eieren en fruitcontainers.

Informatiebronnen

Jim Throne Consultant, (2011), Thermovormen: Handboek voor toegepaste kunststoftechniek; Opgehaald van Science Direct