MATERIALES Y PROCESOS INDUSTRIALES II

TERMOFORMADO O

FORMADO AL VACIO

TERMOFORMADO

DEFINICIÓN

Es un proceso de transformación secundario , en el cual una lámina de material termoplástico se moldea por la acción de temperatura y presión. La temperatura ayuda a reblandecer la lámina y por medio de moldes y la intervención de vacío o presión, se adquiere la forma final.

TERMOFORMADO (Ventajas) Por ser un proceso secundario es de

alta productividad Uso de moldes muy sencillos en

comparación de otros procesos La sencillez relativa en la construcción

de moldes ofrece al proceso una mayor agilidad e inversiones bajas cuando se cambia de diseño de producto

TERMOFORMADO(restricciones) Como se parte del uso de lámina en lugar de

pellets, el costo de la materia prima es mucho mayor que para los procesos primarios

Existe un limite en las dimensiones ( como es un proceso basado en el estiramiento, la forma final esta restringida por las propiedades mecánicas de la lámina y al espesor de la lámina)

TERMOFORMADO(restricciones)

En los espesores del producto las láminas muy gruesas no permiten el calentamiento uniforme en su parte interna debido a su baja conductividad térmica

La inserción de partes metálicas o la producción de piezas con perforaciones, no es posible directamente.

TERMOFORMADO(aplicaciones) El mayor mercado del

proceso esta en productos de vida corta, tales como, aplicaciones para envase y embalaje de alimentos y medicinas , desechables y algunas aplicaciones de tipo industrial

Envase y embalaje Artículos de oficina Artículos de consumo Otros

TERMOFORMADO(importancia en el mercado)

En 2003 el consumo de lámina para termoformado ascendió a 150,000 toneladas que fueron procesadas por transformadores que vendieron su producto a otros usuarios

TERMOFORMADO(descripción del proceso)

POSICIONAMIENTOConsiste en

sujetar firmemente lámina en el bastidor de formado mediante pinzas u otros dispositivos que impidan el desplazamiento lateral de la lámina

TERMOFORMADO(descripción del proceso) CALENTAMIENTOLa lámina se reblandece a su

respectiva temperatura de formado por tres métodos diferentes

C) Radiación• Alambres en espiral níquel

cromo• Calentadores en barras de

acero• Calentadores en tubo de

cuarzo

• Placas de cerámica con alambres empotrados como resistencia

• Lámpara de radiación infrarrojas

• b) Convección

• C) conducción

TERMOFORMADO(descripción del proceso) FORMADO

Consiste en formar la lámina previamente sujetada y calentada a tomar los contornos del molde. Para ello se requiere de una fuerza externa que puede ser de tres tipos

a) Vacío Por medio de una bomba se acciona le vacío que jala la lámina hacia la superficie del molde hasta lograr que se adhiera a el

n b) Presión A través de aire a presión, se empuja la lamina hacia el molde para que se adhiera y adopte la forma

n c) Mecánico También conocido como formado hembra macho y consiste en el uso de un molde y un contra molde y por medio del ensamble de ambos, se logra que la lámina reblandecida tome el contorno del molde

TERMOFORMADO(descripción del proceso)

El grado de estiramiento de la lamina depende de:

Temperatura de lámina Nivel de fuerza aplicada durante el proceso Grado de orientación y orden molecular del

material Comportamiento de esfuerzo estiramiento del

material

TERMOFORMADO(descripción del proceso) ENFRIAMIENTOSe deja la pieza sostenida en el paso de

formado hasta que solidifique o bien dependiendo de los requerimientos del proceso se implementa un sistema de enfriamiento, que puede ser

- Introducir agua al molde- Forzando aires sobre la pieza terminada- Rociando agua presurizada (spray) sobre la

pieza

TERMOFORMADO(descripción del proceso) DESMOLDEO Una vez enfriada la pieza se desmolda y se separa de

las pinzas sujetadoras CORTE DEL DESPERDICIOSe eliminan las partes innecesarias y se puede realizar- Compresión- Desgarre- Calor- Abrasión

TERMOFORMADO(tipos de procesos)

Procesos Básicos o de un solo paso Procesos Multipasos Procesos con ayuda de pistón Procesos especiales

TERMOFORMADO(Formado a Vacío Directo) Este es un proceso

que tiene un molde hembra sobre el que se coloca la lámina previamente calentada y bajo el que se aplica vacío, así la lámina baja y adquiere la forma final

TERMOFORMADO(Formado a Vacío Directo) VentajasSencillez de moldesFacilidad de

procesamientoBajo costo DesventajasNo se logra uniformidadProfundidad limitadaFondo y esquinas

delgadas y borde grueso

AplicacionesCharolasPlatos desechablesProtectores y separadores

de frutasProtecciones de

cosméticosProtecciones de fármacosLa gran mayoría de blister

pack

TERMOFORMADO(Formado a Vacío Molde macho)

Para este caso la lámina reblandecida, se coloca sobre un molde macho y debajo de este se aplica el vacío para que el material tome la forma del mismo

TERMOFORMADO(Formado a Vacío Molde macho) VentajasFácil desmoldeoSe pueden utilizar moldes

mas complicadosMoldes mas económicos

que en el caso anterior DesventajasNo se logra uniformidad

en el espesorFondo y esquinas gruesas

y paredes delgadas

Aplicaciones

Blister en los que se desee proteger el producto

Blister unido con cartón

TERMOFORMADO(Formado a Presión libre) En este proceso se

carecen de moldes, un sensor determina el tamaño de la burbuja, se fija la lámina reblandecida sobre la cámara de presión y se le inyecta aire hasta que al burbuja alcanza la altura deseada

TERMOFORMADO(Formado a Presión libre) Ventajas Muy bajo costoFacilidad de moldeoNo se requieren moldes Desventajas Solo se pueden obtener

burbujasEl control del tamaño de la

burbuja depende de la exactitud del sensor y la habilidad del operario

Aplicaciones

Todo el bubble pack y protecciones que sean medio esfericas

TERMOFORMADO(Formado a Presión)

Este proceso sigue el principio de vacío. Para ayudar a bajar la lamina hasta el fondo del molde se coloca sobre ésta una cámara de presión y se inyecta aire; de esta forma la lámina alcanza la profundidad total y se puede reducir un poco el adelgazamiento de las paredes, al ejercer dos fuerzas en el momento del formado

TERMOFORMADO(Formado a Presión) Ventajas

Se alcanzan mayores profundidades

La dif. con el espesor de las paredes se reduce

Desventajas

Se requieren dos sistemas (Vacío e inyección de aire)

Costoso

Aplicaciones

Para piezas de superficies muy detalladas

Para materiales difíciles de procesar como el PP

TERMOFORMADO(Formado Mecánico) Se logra al presionar

la lámina reblandecida entre un juego de moldes hembra macho. La presión que se aplica es de casi 50 PSI y puede llegar hasta 150 PSI

TERMOFORMADO(Procesos multipasos) Estos son procesos de dos o mas

pasos, en los cuales se involucran fuerzas para el formado, obteniendo productos de mayor calidad. Esto en función de que una primera fuerza estira la lámina y una segunda lo forma, logrando que el producto terminado tenga uniformidad en el espesor de sus paredes

TERMOFORMADO(Formado al vacio con colchon de aire)

Sigue el principio de formado a vacío directo, antes de aplicarlo se forma una burbuja inyectando aire que estira la lámina

TERMOFORMADO(Formado a Presión con colchón de aire)

Se forma una burbuja y cuando la lámina toca el molde, este baja hasta cerrar la cámara y logra que la presión haga que la lámina se adhiera a él

TERMOFORMADO(Formado a vacío con retorno)

Se genera una burbuja que en lugar de generarse por presión, se produce al aplicar vacío y esta no toca el molde hasta que se cierra la cámara; es entonces cuando nuevamente se aplica vacío, pero en sentido inverso para lograr que el material se adhiera al molde

TERMOFORMADO(Formado a presión con retorno)

La presión crea la burbuja y la fuerza que logra que la lámina adquiera la forma del molde. Genera una cavidad inversa a la cavidad final del recipiente

TERMOFORMADO(Procesos con ayuda de pistón)

En algunos casos además del uso de aire ay sea como presión o fuerza de vacío para lograr un previo estiramiento, el proceso se auxilia de medios mecánicos como un pistón, para alcanzar grandes profundidades antes de efectuar el proceso de formado total

TERMOFORMADO(Procesos con ayuda de pistón)