وکیوم فرمینگ قدیمیترین روش شکلدهی حرارتی (ترمو فرمینگ) است. وکیوم فرمینگ یک تکنیک تولیدی است که در آن یک ورق پلاستیکی تا دمای شکلدهی انعطاف پذیر، حرارت داده میشود و به کمک وکیوم (خلأ) شکل روی قالب را به خود میگیرد. سپس برای تولید محصول نهایی، سرد میشود.
با استفاده از وکیوم، هوای بین مواد پلاستیکی گرم شده و قالب، حذف میشود. وکیوم باعث میشود که ورق پلاستیکی به طور کامل بر قالب منطبق شود و جزئیات، شکل و سایر ویژگیهای ظاهری قالب را به خود بگیرد.
وکیوم فرمینگ اساساً از چهار مرحله کلیدی تشکیل شده است:
سرد کردن: به قطعه تولیدی اجازه داده میشود تا خنک شود؛ بنابراین شکل قالب را حفظ میکند. پس از خنک شدن، هر گونه اصلاح اضافی، مانند برش یا سوراخ کردن، میتواند انجام شود.
آمادهسازی و جاسازی متریال: ابتدا، متریال (ماده پلاستیکی) که معمولاً به شکل یک ورق یا رول است، بر روی (نوار نقاله) دستگاه وکیوم فرمینگ قرار داده میشود. معمولاً در صنایع بزرگ، این کار به صورت خودکار انجام میشود.
حرارت دهی متریال: سپس ورق پلاستیکی حرارت داده میشود تا زمانی که انعطافپذیر و آماده شکلدهی شود. انواع مختلف پلاستیک به دمای حرارت متفاوتی نیاز دارند و دستیابی به دمای مناسب برای کیفیت محصول نهایی بسیار مهم است.
ایجاد وکیوم و فرمدهی: هنگامی که متریال به اندازه کافی حرارت دید و نرم شد، متریال به قالب نزدیکتر میشود. پس از آن، یک پمپ وکیوم، خلاء ایجاد میکند و ورق را به سمت قالب دستگاه وکیوم فرمینگ میکشد. از وکیوم برای خارج کردن هوای بین قالب و ورق استفاده میشود و ورق را مجبور میکند تا با شکل قالب مطابقت داشته باشد.
قالب مورد استفاده برای وکیوم فرمینگ
در طی فرآیند فرمینگ، از قالب هایی برای تولید قطعات استفاده میشود که این قالبها میتوانند نر یا ماده باشند:
قالب نر محدب است که ورق پلاستیکی گرم شده، روی آن قرار میگیرد؛ قالب ماده مقعر است که ورق پلاستیکی گرم شده، داخل آن قرار میگیرد.
در وکیوم فرمینگ، از آنجایی که معمولاً متریالهای مصرفی نازک هستند و در بسیاری از کاربردها (مانند بستهبندی) جزئیات حائز اهمیت نیست، قالبهای نر بیشتر استفاده میشوند.
مزایای وکیوم فرمینگ
از مزایای به کارگیری روش فرمینگ برای تولیدکنندگان میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقرون به صرفه است؛ برای تولیدهایی با مقیاس کم، وکیوم فرمینگ اغلب هزینه کمتری نسبت به فرآیندهایی مانند قالبگیری تزریقی دارد؛ به این دلیل که خرید ابزارهای وکیوم فرمینگ آسان و به صرفه است.
- سریع است؛ فرآیند وکیوم فرمینگ (از جمله طراحی، ساخت قالب و نمونهسازی) اغلب سریعتر از روشهای دیگر ساخت مانند قالبگیری تزریقی است. با وکیوم فرمینگ میتوان به نرخ تولید سریعتری دست یافت؛ در صنایعی که زمان یک عامل حیاتی است، این قابلیت بسیار مهم است.
- منعطف است؛ از آنجایی که روش ارزان و سریعی است، تولیدکنندگان و طراحان، قابلیت آزمایش و تکرار با نمونههای اولیه را خواهند داشت.
- پایداری و ثبات دارد؛ از آنجا که در فرآیند وکیوم فرمینگ قطعات با کمک قالب ایجاد میشوند، تفاوت بسیار کمی بین قطعات تولیدی مشابه وجود دارد.
- متریال ایمن برای مواد غذایی؛ از آنجایی که میتوان از وکیوم فرمینگ برای پلاستیکهایی که قابلیت استریل شدن دارند استفاده کرد، یک گزینه مناسب برای ایجاد ظروف ایمن برای مواد غذایی است.
از روش وکیوم فرمینگ در چه زمینههایی استفاده میشود؟
چندین مورد از رایجترین موارد استفاده از روش وکیوم فرمینگ عبارتند از:
- صنعت بسته بندی: بستهبندی پلاستیکی ایمن و مناسب برای مواد غذایی در صنعت غذا و نوشیدنی، حیاتی است. بسیاری از محصولات مصرفی، اغلب با وکیوم فرمینگ در پلاستیک بستهبندی میشوند. مواد غذایی را به سادگی بستهبندی کرد. بنابراین مواد غذایی دیرتر فاسد میشوند و برای مدت زمانی طولانی، تازگی خواهند داشت.
- صنعت خودرو و حمل و نقل: روشی مقرون به صرفه برای تولید قطعات خودرو است؛ زیرا میتواند طرحهای دقیقی روی قطعات ایجاد کند. برای تولید قطعات مختلفی مانند سپرها، کفپوشها، روکشها، اجزای مختلف کابین داخل، کاور تایر زاپاس، کفی، باربند، گلگیر و … در انواع خودروها (سواری، کامیون، کاروانهای مسافرتی و …) از آن استفاده میشود. فلاپ موتورسیکلت نیز که معمولاً از جنس پلاستیک سخت و فایبرگلاس میباشد، با همین روش تولید میشود.
- صنعت تجهیزات پزشکی: بسیاری از انواع تجهیزات پزشکی (مانند قطعات دستگاهها و ماشین آلات پزشکی) پلاستیکی با استفاده از همین روش ساخته میشوند. سینیهای ترموفرم شده، بستهبندی بلیستر (حبابی) یا بستههای تاول، اجزای دستگاه سی تی اسکن (CT SCAN)، اجزای دستگاه ام آر آی (MRI)، اجزای دستگاه ایکس رِی (X-ray)، ترولی بیمارستان، کیتهای جراحی و … از جمله تجهیزاتی هستند که با روش فرمینگ تولید شدهاند.
- کالاهای مصرفی: بسیاری از محصولات مصرفی وجود دارند که با استفاده از وکیوم فرمینگ تولید میشوند و این روش برای تولید قطعاتی با دوام، سبک و با ظاهر زیبا، ایدهآل است. به عنوان نمونه میتوان به اسباب بازیهای کودکان، زیر دوشی و وان حمام، جعبهها و ظروف پلاستکی، بدنه یخچال و فریزر، پوسته کلاه ایمنی، سینک و … اشاره کرد که با وکیوم فرمینگ تولید میشوند.
- قطعات سفارشی و تابلوهای تبلیغاتی: تولیدکنندگان در بسیاری صنایع از وکیوم فرمینگ برای سفارشی کردن قطعات منحصر به فرد استفاده میکنند. با فرمینگ میتوان لوگوها، تابلوها و نمادهای پیچیده روی یک قطعه را ایجاد کرد که نمونههای آن را میتوان در ورودی برخی فروشگاهها و ساختمانها دید.
انواع پلاستیکهای مورد استفاده برای وکیوم فرمینگها
از دیگر مزیتهای آن میتوان به امکان استفاده از طیف گستردهای از متریال با خواص مکانیکی متفاوت اشاره کرد. تعدادی از متریالهای مورد استفاده عبارتند از:
- ABS
- PP
- PC
- PVDF
- PETG
- PVC
- HIPS
- PMMA
- HDPE
نتیجهگیری
در این مقاله مروری کلی بر تولید به روش وکیوم فرمینگ داشتیم. جنبههای مختلفی مانند انتخاب پمپ وکیوم، قالب، متریال و سایر تجهیزات و ملاحظات در تولید وجود دارد که باعث میشود فرآیند درست و تولید موفقی را داشته باشیم. شرکت صنایع خلأ دزپارت از مرحله نمونهسازی تا تولید محصول در کنار شماست تا بتوانید با موفقیت محصول مورد نظر خود را تولید کنید.