Vacuümvormen:wat is het en hoe het werkt

Vacuümvormen is een thermovormproces dat voordelen biedt zoals lage productiekosten, lagere vormkosten en een hoge efficiëntie bij het vervaardigen van hoge kwaliteit. Van kleinere onderdelen zoals farmaceutische blisterverpakkingen tot grotere auto-onderdelen, vacuümvormen wordt in veel industrieën gebruikt.

Er zijn echter verschillende ingewikkeldheden rondom het proces, waardoor het noodzakelijk is het proces te begrijpen voordat het wordt geselecteerd. In dit artikel worden het proces, de compatibele materialen en machines en de toepassingen ervan uitgelegd.

Vacuümvormen is een kunststofproductieproces waarbij een machine wordt gebruikt om een kunststofpolymeer te verwarmen totdat het buigzaam is voordat het over een mal wordt getrokken. Het is een belangrijk proces bij de productie van kunststofonderdelen in kleine volumes.

Het proces is ondanks hun verschillen compatibel met thermoplastische en thermohardende materialen. Daarom mag het gebruik ervan alleen plaatsvinden na een goed begrip van hun eigenschappen. Toch geven de meeste fabrikanten de voorkeur aan thermoplastische kunststoffen vanwege hun recycleerbaarheid.

Hoe werkt vacuümvormen?

Vacuümvormen is een eenvoudig productieproces dat vijf belangrijke stappen omvat die hieronder worden uitgelegd:

Stap 1:De vacuümvormmal maken

Fabrikanten gebruiken gegoten aluminium, hout, structuurschuim of 3D-geprinte kunststoffen om een vacuümmal te maken. Elk materiaal heeft zijn eigen voordelen en beperkingen. Zo zijn 3D-geprinte kunststoffen eenvoudiger te maken en kunnen complexere ontwerpen in de mal worden gemaakt. Aan de andere kant kan aluminium de juiste keuze zijn als sterkte een bepalende factor is.

Meestal hebben de mallen duizenden ventilatiegaten. Deze gaten vormen een doorgang voor opgesloten lucht tijdens het vormen om luchtinsluiting te voorkomen. Bovendien moet de matrijs warmte kunnen geleiden om de koeltijd van het eindproduct te verkorten. Net als bij het vacuümgieten van urethaan is het belangrijk om de mal voor te verwarmen voordat het vacuümgietproces van kunststof begint.

Stap 2:Klemproces

Nadat u de mal in de machine heeft geplaatst, plaatst u het plastic vel op de juiste manier op de machine. De klem moet sterk genoeg zijn om het plastic tijdens het vormingsproces vast te houden; de sterkte is afhankelijk van de machine. De meeste klemmen kunnen materialen met een dikte van 6-10 mm vasthouden.

Stap 3:Verwarmingsproces

Hierbij wordt een verwarmingselement gebruikt om de kunststofplaat onder de glasovergangstemperatuur te smelten. De verwarmer wordt geleverd met een stralingsbron om zijn functie uit te voeren, en de opwarmtijd is afhankelijk van het soort plastic waarmee wordt gewerkt.

Let op:het is belangrijk om de warmte gelijkmatig door de kunststoffolie te verdelen.

Stap 4:Stofzuigproces

Nadat u de verwarmde plastic folie met perslucht hebt uitgerekt, brengt u een vacuüm aan om deze over het oppervlak van de mal te trekken en te verdelen. Het vacuüm verwijdert ingesloten lucht terwijl de plastic folie de vorm van de mal aanneemt.

Het is noodzakelijk dat het onderdeel voldoende afkoelt, omdat onvoldoende koeling kan leiden tot vervorming van het uiteindelijke onderdeel.

Stap 5:Bijsnijden en afwerken

Bij trimmen gaat het om het afsnijden van overtollig plastic materiaal. U kunt trimmen met een handmes of lintzaag, afhankelijk van de grootte en textuur. Bovendien kunnen de vacuümvormproducten extra gaten of andere ontwerpen nodig hebben om ze compleet te maken.

Om deze reden gebruiken fabrikanten boren, rollensnijden, CNC-bewerkingen en nog veel meer om nauwkeurige en nauwkeurige gaten en functies te creëren. Ook kunt u de kwaliteit en het uiterlijk van het onderdeel verbeteren met behulp van nabewerkingsprocessen zoals vacuümmetalliseren.

Soorten vacuümvormmachines

Elke machine die in het productieproces wordt gebruikt, heeft zijn unieke kwaliteiten en kenmerken. Daarom moet u de verschillende beschikbare machines begrijpen. Hieronder staan de belangrijkste typen.

Industriële vacuümvormmachine

Dit machinetype neemt een grote ruimte in beslag en is het meest geschikt voor commerciële productie. Het kan ook onderdelen produceren met complexe vormen en ontwerpen. Een belangrijk kenmerk van machines uit deze klasse is dat ontwerpers de huidige parameters kunnen wijzigen zonder de productiecyclus te onderbreken.

Middelgrote vacuümvormmachine

Fabrikanten gebruiken machines uit deze klasse om kleine tot middelgrote plastic onderdelen te vervaardigen voor prototyping en kleinschalige productie. Met middelgrote vacuümvormmachines heeft men meer autonomie over het proces vanwege de semi-automatische functie

Tafelvormvacuümmachine

Deze machineklasse is draagbaar, eenvoudig te gebruiken en ontworpen voor persoonlijke vormtoepassingen. Tafelvacuümvormmachines zijn het beste voor materialen met een dikte van maximaal 6 mm.

DIY-vacuümvormmachine

Dit is een perfect educatief hulpmiddel voor kinderen en tieners. Het wordt handmatig bediend en je kunt ze alleen gebruiken voor onderdelen met eenvoudige functies.

Materialen voor vacuümvormen

Er zijn verschillende materialen die compatibel zijn met het productieproces. Elk heeft unieke eigenschappen. Polycarbonaat heeft bijvoorbeeld een hoge treksterkte waardoor het toepasbaar is in structurele onderdelen. Gebruikelijke materialen voor het proces zijn onder meer:

• Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS)
• Polycarbonaat (PC)
• Polypropyleen (PP)
• Polyvinylideenfluoride (PVDF)
• Polyethyleentereftalaatglycol (PETG)
• Polyvinylchloride (PVC)
• High Impact Polystyreen (HIPS)
• Acryl (PMMA)
• Hogedichtheidpolyethyleen (HDPE)

Voordelen van vacuümvormen

Fabrikanten gebruiken vacuümgieten vanwege de volgende voordelen.

1. Kosteneffectief

Vacuümvormen is de meest betaalbare kunststofverwerkingsmethode voor productie in kleine volumes. Dit houdt verband met de verloren kosten van het maken van prototypen en het maken van de vacuümvormmatrijs. De matrijskosten zijn laag omdat fabrikanten ze maken van betaalbare en gemakkelijk toegankelijke materialen. Wanneer u soortgelijke onderdelen maakt, kunt u de mal ook hergebruiken.

2. Doorlooptijd

In vergelijking met conventionele verwerkingsmethoden is de productietijd van de gereedschapsmatrijs kort, en nog korter als de matrijzen in 3D worden geprint. Bij vacuümvormen is de tijd tussen het maken van het ontwerp voor productie en de daadwerkelijke productie kort. Dit verhoogt de productie-efficiëntie en verkort de tijd dat uw product op de markt komt.

3. Ontwerpflexibiliteit en veelzijdigheid

Hoewel één mal onderdelen met hetzelfde ontwerp produceert, kunnen ontwerpers deze mallen aanpassen om beter aan hun behoeften te voldoen. Dit vergroot de creativiteit omdat men met nieuwe ideeën kan experimenteren en prototypes kan maken zonder noemenswaardige kosten of vertragingen. Bovendien biedt vacuümgieten meer kleurmogelijkheden en maatwerk. Hiermee kunnen fabrikanten unieke ontwerpen en gepersonaliseerde onderdelen creëren tegen een eerlijke prijs.

4. Nauwkeurigheid en precisie

Kunststof vacuümvormen is een nauwkeurig productieproces. Het laatste deel neemt de exacte vorm van de mal aan, wat leidt tot een consistentie in vorm en grootte van batch tot batch bij gebruik van dezelfde mal. Nauwkeurigheid en precisie zijn cruciaal voor componenten die in een ander onderdeel moeten passen. Hierdoor is het toepasbaar bij de montage van onderdelen.

5. Compatibiliteit

Vacuümvormen is compatibel met de meeste plastic materialen. Fabrikanten kunnen bijvoorbeeld zowel transparante als doorschijnende onderdelen produceren die toepasbaar zijn in voedselverpakkingen. Veelgebruikte materialen die compatibel zijn met het proces zijn polycarbonaat, propyleen en hogedichtheidpolyethyleen.

6. Milieuvriendelijk

Het vacuümvormproces is niet schadelijk voor het milieu, omdat er weinig tot geen afval ontstaat. Ook kan men het overtollige plastic materiaal gemakkelijk recyclen en gebruiken voor toekomstige productie.

Nadelen van vacuümvormen

Vacuümvormen heeft enkele beperkingen, maar biedt veel voordelen. Deze omvatten:

Eenvoud

Hoewel u op maat gemaakte onderdelen kunt maken, produceert een matrijs slechts een beperkt aantal details, en vacuümvormen is mogelijk niet effectief voor onderdelen met een hoog detailniveau. Daarom moet de vorm eenvoudig zijn en moeten de ontwerpen eenvoudig zijn.

Niet geschikt voor productie op grote schaal

Het proces van vacuümvormen omvat de productie van één onderdeel tegelijk, waardoor het geschikt is voor productie in kleine volumes. Bij grootschalige productie kan het echter tijdrovend zijn.

Risico op kromtrekken

Vacuümvormen is geschikt voor kunststoffen met dunne wanden. Dikkere wanden vergroten het risico op kromtrekken van plastic. Om dit te voorkomen moet men de kunststoffolie uitrekken om de wanddikte te verkleinen.

Continu fout

Het voordeel van het hergebruiken van een vacuümvormmatrijs om kosten te besparen kan een beperking zijn, aangezien elke schade aan de matrijs aanzienlijke schade aan het eindproduct tot gevolg heeft, en dit kan leiden tot het terugroepen van producten en verliezen.

Toepassingen van vacuümvormen

Het vacuümvormproces wordt gebruikt om veel producten in verschillende industrieën te vervaardigen. Enkele veel voorkomende toepassingen zijn:

Automobiel en transport

Kunststof vacuümvormen is een betaalbare manier om auto-onderdelen te produceren, omdat er gedetailleerde ontwerpen op onderdelen kunnen worden gemaakt en het compatibel is met kleine en grote auto-onderdelen. Daarnaast wordt het plastic materiaal uitgerekt tot een zeer dunne plaat, waardoor het gewicht van het onderdeel afneemt en de brandstofefficiëntie toeneemt.

Fabrikanten van auto-onderdelen gebruiken vacuümvormen om raamplaten, bumpers, bakken, interieurpanelen, reservewieldoppen en nog veel meer te produceren.

Voedselverpakking

Vacuümvormen is toepasbaar in de voedselverpakkingsindustrie omdat het gemakkelijk voedselveilige kunststoffen kan vormen. Omdat deze kunststofkwaliteit, net als polycarbonaat, gemakkelijk steriliseerbaar is, besmetting voorkomt, voedselschade vermindert en de versheid behoudt.

Consumptiegoederen

Er is een eindeloze lijst met vacuümvormproducten die worden gebruikt bij het maken van consumptiegoederen. Dit komt omdat vacuümvormen ideaal is voor onderdelen die lichtgewicht, duurzaam en esthetisch aantrekkelijk moeten zijn. Voorbeelden hiervan zijn kinderspeelgoed, bad- en douchebakken, opbergdozen en nog veel meer.

Aangepaste onderdelen en speciale effecten

Fabrikanten in veel industrieën gebruiken vacuümgieten om unieke onderdelen aan te passen, en dit is belangrijk voor het toevoegen van ontwerpen en eigenschappen voor speciale effecten. Bij vacuümvormen worden complexe logo's en symbolen op een onderdeel aangebracht.

Wat zijn de verschillen tussen vacuümvormen, thermovormen en drukvormen?

Thermovormen is de overkoepelende term die het vervaardigen van een 3D-onderdeel uit een kunststofplaat beschrijft. Vacuümvormen en drukvormen zijn de twee belangrijkste vormen van thermovormen. Het verschil ligt in het vormprincipe, de soorten en het aantal gebruikte mallen.

Principe

Bij drukvormen wordt lucht onder druk gebruikt om het verwarmde plastic vel in de ene mal te duwen voordat de andere op het gevormde plastic wordt geplaatst. Aan de andere kant wordt bij vacuümvormen gebruik gemaakt van vacuümdruk om het warme plastic over of in de mal te trekken.

Typen en aantal mallen

Er worden twee soorten mallen gebruikt:een mannetje (die een convexe vorm heeft) en een vrouwtje (die een concave vorm heeft) bij thermovormen. Bij gebruik van een mannelijke mal wordt het plastic vel eroverheen geplaatst zodat het in het onderdeel past. Bij gebruik van een vrouwelijke mal past deze rond de thermoplastische plaat en vormt de buitenafmetingen nauwkeurig.

Over het algemeen kan men de mannelijke of vrouwelijke mal gebruiken bij vacuümvormen, waarbij gebruik wordt gemaakt van een enkele mal en vacuümdruk om de onderdelen de gewenste vorm te geven.

Drukvormen werkt anders. In plaats van rond één mal te zuigen, wordt een verwarmd vel plastic tussen twee mallen geperst. Dit is handig bij het maken van kunststof onderdelen die aan beide zijden nauwkeurig moeten worden gevormd of wanneer dieptrekken vereist is.

Conculsie

Vacuümvormen is de eenvoudigste methode om herhaalbare kunststof onderdelen economisch te maken. Het maakt gebruik van vacuümdruk en warmte om zijn werking uit te voeren. Fabrikanten combineren dit vacuümvormen vaak met andere productieprocessen om de functionaliteit en esthetiek te verbeteren.

Er zijn verschillende aspecten van vacuümvormen die het succes van de operatie bepalen. Bijvoorbeeld het kiezen van de beste mal en materiaal. Als gevolg hiervan werd in dit artikel een deel van vacuümvormen besproken. Bij WayKen kunnen onze ingenieurs en ontwerpers tegemoetkomen aan uw behoeften op het gebied van de productie van kleine onderdelen, van prototyping tot volledige productieruns.

Bovendien zijn wij een ISO-gecertificeerde rapid prototyping fabrikant en verhogen wij uw winst door de doorlooptijd te verkorten en onze diensten tegen een concurrerende prijs aan te bieden. Heeft u projecten waar u hulp bij kunt gebruiken? Neem gerust vandaag nog contact met ons op.

Veelgestelde vragen

Wanneer is vacuümvormen niet de juiste keuze?

Hoewel vacuümvormen veel voordelen biedt, is dit proces misschien niet het beste als de onderdelen die u wilt produceren zeer complexe ontwerpen en kenmerken hebben, het beoogde product op grote schaal is en de tijd om producten op de markt te brengen kort is. Overweeg in elk van deze situaties andere geschikte alternatieven.

Wat kan er misgaan bij vacuümvormen?

Net als bij andere productieprocessen is het belangrijk om enkele voorzorgsmaatregelen te nemen bij het vormen van onderdelen. Er kunnen defecten optreden zoals kromtrekken en ongelijkmatige wanddikte van het laatste onderdeel. Deze gebreken kunnen de functionaliteit van het onderdeel beïnvloeden. Daarom moet men ze vermijden door de luchtdruk en andere parameters aan te passen.

Zijn vacuümgieten en vacuümvormen hetzelfde?

Hoewel het principe voor beide hetzelfde kan zijn, is er een verschil. Bij vacuümgieten is het uitgangsmateriaal een vloeibare hars, terwijl het bij vacuümvormen een stevige kunststofplaat is.