真空成型：綜合指南

「從複雜的 3D 零件到大量生產，真空成型是一個有價值的過程。在這本綜合指南中探索其優點、限制和應用。

在塑膠加工產業中，真空成型是指用於小批量零件生產的短期熱成型塑膠製程。通常，由於其高效率和經濟的成型成本，它在製藥和汽車製造業中得到廣泛應用。此外，它還有助於複製從醫療保險泡罩包裝到汽車懸吊和內部組件的精緻特徵原型。然而，為了獲得最佳結果，需要考慮各種因素，包括正確選擇材料以及溫度、壓力和模仿速度等操作製程參數。 ETC。 

該部落格提供有關真空成型、其工藝、工業應用、優點、限制等的有用資訊。 

 

什麼是真空成型？ 

真空成型

真空成型塑料 是一種傳統的塑膠製造或擠出工藝，使用厚度（6-10 毫米）的熱固性塑膠或熱塑性塑膠片材來製造各種工業用途 3D 物品。在操作中，產生真空壓力，將所需的塑膠材料吸入定制模具中，該模具需要形狀和精確的零件規格。此製程所需的最佳真空氣壓和溫度為 9.8 至 12.25 psi。大約。真空度為幾英寸，溫度範圍分別為 115 – 165 ℃。 

通常需要最短的時間來建立精確的零件規格，這與傳統技術不同，傳統技術需要幾天到幾週的時間才能將其推向市場以實現預期用途。此外，工業真空成型對於批量生產要求來說是一種相對經濟的製程。 

 

真空成型：製程

這是客製化真空成型製程的分步製程指南。 

• 首先，使用 3D CAD 軟體設計所需塑膠零件或產品的預定形狀。 
• 然後，模具設計師創建穿孔和外圍或成角度的真空模具來加工熱塑性塑膠。這些有角度的模具首先要預熱，以方便塑膠產品在完成真空成型過程後彈出。通常根據所需的強度和零件的具體規格使用鑄鋁、木材、聚苯乙烯或結構泡沫等材料。 
• 模具設計階段結束後，進入真空成型機。在這裡，所需的塑膠片材被正確地夾在成型機上。此夾具夾緊板材，以避免在此過程中出現任何不準確的情況。 
• 然後，根據所加工的材料類型，透過加熱源（通常建議需要更均勻熱滲透的應用使用雙加熱器）對板材進行均勻加熱。這有助於片材在玻璃化轉變溫度以下拉伸和熔化。 
• 然後，透過產生空氣真空，將拉伸的加熱片材推至模具表面，以除去塑膠片材和模具內殘留的空氣。 
• 之後，零件被冷卻並從模具中頂出進行精加工，例如修整、陽極氧化、細化紋理等，取決於模製的材料。 

 

真空成型機有哪些類型？

塑膠製造業廣泛採用各種流行類型的真空成型機。其中三種常見的機器包括： 

• 桌上型真空成型機
• 中型真空成型機
• 工業真空成型機
• DIY熱成型機

桌上型真空成型機 

桌上型真空成型機

桌上型真空成型機通常專為個人定製成型應用而設計。這些機器相對易於使用，形狀緊湊，可用於加工厚度低於 6 毫米的熱塑性板。 

中型真空成型板材

這些機器通常用於創建中小型原型。它們使製造商能夠透過對成型過程提供簡單的半自動控制來小規模客製化批量成型零件。 

工業真空成型機

工業真空成型機

這些機器專為商業應用而設計。醫療保健、汽車、航空航太、消費品和包裝等製造業在其內部生產線中使用這些機器。工業真空成型機比其他機器具有更多的經濟優勢，因為設計人員可以塑造更關鍵和更複雜的設計。 

DIY熱成型機

顧名思義，DIY 機器主要是為青少年和兒童的教育前景而設計的。它們便攜、易於使用，非常適合更簡單的設計。 

 

真空成型與真空成型壓力成型：主要差異

真空成型和壓力成型是塑膠熱成型或製造技術的類型。儘管術語聽起來相同，但它們還是有區別的。讓我們來看看這些技術的獨特之處。 

表：真空成型和壓力成型之間的差異

方面	真空成型	壓力成型
過程	A 塑性成型 此工藝使用熱塑性片材來轉動模具的形狀，以製造 3 維塑膠零件。	它結合了真空和氣壓，將板材轉化為所需的 3D 產品。
成型方法	它使用真空在 15 psi（約）壓力下將加熱的塑膠吸到模具上。	模具、空氣和高達 100 psi 的真空壓力通常會結合在一起。
工具要求	通常，使用正或凸（凸）模具。	通常，使用陰模或凹模。
預期的應用	醫療、資訊亭設備的外殼和外殼、透射式內部組件	主要適用於複雜的汽車及電子零件。例如，管道和顯示器邊框。

 

真空成型過程中使用的材料

有幾種相容的材料，從熱塑性塑膠到熱固性材料，都可以透過熱成型塑膠工藝進行加工。這些材料以其獨特的特性而聞名，並在耐用性和易於製造方面具有豐富的優點。下面提到了一些最常見的熱塑性材料；

• ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）
• 聚甲醛樹脂或乙縮醛
• PETG（聚對苯二甲酸乙二醇酯）
• 亞克力（丙烯酸）
• (HDPE) 高密度聚乙烯 
• (PC) 聚碳酸酯板
• (PS) 聚苯乙烯
• 聚偏二氟乙烯 (PVDF)

相關： 射出成型中使用的 9 種主要材料

 

客製化真空成型的優點

客製化真空成型為製造商提供了許多好處。它們的一些優點是：

• 真空成型通常需要較低的模具和加工成本。此外，單一模具可用於多次注射。 
• 該過程可以快速將設計轉化為所需的形狀和產品。因此，與傳統技術不同，傳統技術需要幾天時間才能將零件推向市場，而在短時間內整合大批量零件的時間效率相當高。 
• 真空成型提供了加工各種等級熱塑性塑膠的兼容性。 
• 它非常適合塑造需要更詳細特徵設計和快速原型製作的零件。 
• 多個部件的製造比傳統工藝相對容易。 
• 真空成型被認為是一種經濟實惠的工藝，因為它允許設計人員在零件製造過程中添加更多紋理、顏色和修改，從而提供設計靈活性和模具客製化。 
• 該工藝生產出耐用且輕質的產品。此外，真空成型過程中的材料浪費極少，並且可以在以後回收。因此，它對環境沒有影響，被證明是一種可持續的產品形成過程。 
• 初始設定需要最低的預算和公用事業成本。 

 

客製化真空成型的缺點

然而，真空成型也有一些限制。讓我們找出它們的缺點；

• 真空成型僅限於要求高度精密精度和準確度的零件。它僅適應更簡單的零件幾何形狀。 
• 對於大批量生產來說，這個過程成本高且效率低下，因為模具可以同時處理一種設計。 
• 真空成型通常足以滿足粗糙表面的要求。因此，可能需要額外的工藝，如零件後修整、拋光等，以獲得最佳的表面光潔度，這會增加工藝的額外成本。
• 在真空成型過程中重複使用單一模具可能會導致模具設計缺陷，最終影響零件的製造。這些預設值日後恢復起來可能很複雜，並且會影響整個專案預算。 
• 真空成型通常用於熱塑性塑膠薄片。透過熱成型來整合凸台和肋等特徵具有挑戰性。此外，較厚的板材在加工過程中可能容易出現翹曲和氣蝕問題。因此，塑膠片材必須保持拉伸，以減少形成薄壁的風險。

 

真空成型的應用 

真空成型過程廣泛應用於許多行業，因為它可以生產輕質但高品質的零件。一些最熟悉的行業包括：

汽車產業

客製化真空成型有助於塑造汽車內部和外部零件。這是一種經濟的流程，可幫助 OEM 設計師打造輕質耐用的汽車零件，例如：備胎、內裝板、毛坯和引擎內部零件。 

醫療行業

真空成型醫療產品

為了患者的安全，常用的多個消毒部件是透過真空成型製成的。醫療保險專業人員受益於生產設備，例如植入式機器的外殼和外殼、注射器組件和包裝托盤。此外，真空成型零件還具有耐化學物質、耐污染物和防銹等特性。

航空航天業

飛機內部和外部部件通常需要緊湊、防火和失重的部件，以提高部件功能和整體性能。這些零件符合行業嚴格的品質標準。一些常見的真空成型零件包括內裝板、座椅殼、小桌板和空氣管道。 

消費品行業

日用塑膠配件

真空成型有助於生產多種日常消費品。它賦予零件一些功能，例如增強的視覺效果、美觀性和紋理，並提高耐用性和壽命。一些例子包括旅行配件、嬰兒玩具、儲物盒、一次性塑膠瓶、家居裝飾、銷售點攤位 (POP) 和電子設備外殼。 

包裝行業

真空成型在包裝領域發揮重要作用，可製造衛生且可消毒的零件以保持新鮮度。它尤其是一種提高產品壽命、可見性和保護性的有效技術。例如翻蓋式包裝、泡罩包裝等。

 

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加起來

真空成型已成為廣泛使用的工藝，用於製造具有高重複性和高性能的零件。由於其與許多工程級塑膠和聚合物的兼容性，它將實業家的注意力轉向了零件製造。此外，它在客製化和個人化製造方面提供了極大的靈活性。 

然而，該過程存在一些限制，例如翹曲和空化。儘管如此，它仍然具有多種優勢，可以透過在最少的周轉時間內提供高品質的零件，為從航空航太到消費品行業的許多製造業提供幫助。 

 

常見問題

Q1.在決定真空鑄造是否是您專案的正確製程選擇時需要考慮哪些決定因素？

雖然真空成型具有多種優勢，但在以下情況下它可能不是一個合適的選擇：複雜的設計模式以及當您需要大批量零件時。在這些過程中，可以選擇真空成型的替代工藝，例如注塑成型或數控加工。 

Q2。真空鑄造與真空成型：它們相同嗎？

然而， 真空澆注和成形，甚至在過程上都有相似之處。材料利用上有差。在真空成型中，通常使用塑膠片材來成型零件。相較之下，真空鑄造使用液態樹脂來製造零件。 

Q3。真空成型過程中常見的問題有哪些？

由於真空壓力不足和過熱原因，零件或產品在加工過程中可能會產生翹曲和氣蝕。 

Q4。可以真空成型多厚的材料板材？

一般而言，根據預期應用和真空成型的材料，可以使用厚度在0.0005至0.50英吋之間的熱塑性片材。 

Q5.真空成型在食品工業有哪些應用？

真空成型透過提供經過消毒的食品級產品（例如卡通塑膠蛋和水果容器）在整個食品行業中廣泛應用。

 

資源中心

Jim Throne 顧問，(2011)，熱成型：應用塑膠工程手冊；從...獲得 科學直接