Formage sous vide :qu'est-ce que c'est et comment ça marche

Le formage sous vide est un processus de thermoformage qui offre des avantages tels qu'un faible coût de fabrication, des coûts de moulage réduits et une efficacité élevée dans la fabrication de haute qualité. Des pièces plus petites comme les blisters pharmaceutiques aux pièces automobiles plus grandes, le formage sous vide est utilisé dans de nombreux secteurs.

Cependant, plusieurs subtilités entourent le processus, nécessitant de le comprendre avant sa sélection. Cet article explique le processus, les matériaux et machines compatibles, ainsi que ses applications.

Le formage sous vide est un processus de fabrication de plastique qui consiste à utiliser une machine pour chauffer un polymère plastique jusqu'à ce qu'il soit souple avant de le tirer sur un moule. Il s'agit d'un processus important dans la production à faible volume de pièces en plastique.

Le procédé est compatible avec les matériaux thermoplastiques et thermodurcis malgré leurs différences. Par conséquent, leur utilisation ne devrait avoir lieu qu’après une bonne compréhension de leurs propriétés. Néanmoins, la plupart des fabricants préfèrent les thermoplastiques en raison de leur recyclabilité.

Comment fonctionne le formage sous vide ?

Le formage sous vide est un processus de fabrication simple qui implique cinq étapes principales expliquées ci-dessous :

Étape 1 :Création du moule de formage sous vide

Les fabricants utilisent de la fonte d'aluminium, du bois, de la mousse structurelle ou des plastiques imprimés en 3D pour fabriquer un moule sous vide. Chaque matériau a ses avantages et ses limites. Par exemple, les plastiques imprimés en 3D sont plus faciles à fabriquer et il est possible de créer des conceptions plus complexes dans le moule. En revanche, l'aluminium peut être le choix approprié lorsque la résistance est un facteur déterminant.

La plupart du temps, les moules comportent des milliers de trous d’aération. Ces trous constituent un passage pour l'air emprisonné pendant le formage afin d'éviter le piégeage de l'air. De plus, le moule doit être capable de conduire la chaleur pour diminuer le temps de refroidissement du produit final. Tout comme pour le moulage sous vide d'uréthane, il est important de préchauffer le moule avant de commencer le processus de moulage sous vide du plastique.

Étape 2 :Processus de serrage

Après avoir placé le moule dans la machine, placez correctement la feuille de plastique sur la machine. La pince doit être suffisamment solide pour maintenir le plastique tout au long du processus de formage; sa force dépend de la machine. La plupart des pinces peuvent contenir des matériaux d'une épaisseur allant de 6 à 10 mm.

Étape 3 :Processus de chauffage

Cela consiste à utiliser un appareil de chauffage pour faire fondre la feuille de plastique en dessous de la température de transition vitreuse. Le radiateur est livré avec une source de rayonnement pour remplir sa fonction, et le temps de chauffage dépend du type de plastique avec lequel on travaille.

Remarque :il est important d'appliquer la chaleur uniformément sur toute la feuille de plastique.

Étape 4 :Processus de mise sous vide

Après avoir étiré la feuille de plastique chauffée à l’aide d’air sous pression, appliquez un vide pour la tirer et la répartir sur la surface du moule. Le vide élimine l'air emprisonné lorsque la feuille de plastique prend la forme du moule.

Il est nécessaire que la pièce refroidisse suffisamment car un refroidissement insuffisant peut entraîner la déformation de la pièce finale.

Étape 5 :Découpage et finition

Le parage consiste à couper les excédents de matières plastiques. Vous pouvez couper avec un couteau à main ou une scie à ruban en fonction de la taille et de la texture. De plus, les produits formés sous vide peuvent nécessiter des trous supplémentaires ou d'autres conceptions pour les rendre complets.

Pour cette raison, les fabricants ont recours au perçage, à la découpe au rouleau, à l'usinage CNC et bien d'autres encore pour créer des trous et des caractéristiques précis et précis. Vous pouvez également améliorer la qualité et l'apparence de la pièce en utilisant des processus de post-finition comme la métallisation sous vide.

Types de machines de formage sous vide

Chaque machine utilisée dans le processus de fabrication possède ses qualités et caractéristiques uniques. Par conséquent, vous devez comprendre les différentes machines disponibles. Vous trouverez ci-dessous les principaux types.

Machine de formage sous vide industrielle

Ce type de machine occupe un grand espace et convient particulièrement à la fabrication commerciale. En outre, il peut produire des pièces aux formes et conceptions complexes. Une caractéristique importante des machines de cette classe est que les concepteurs peuvent modifier les paramètres actuels sans interrompre le cycle de production.

Machine de formage sous vide de taille moyenne

Les fabricants utilisent des machines de cette classe pour fabriquer des pièces en plastique de petite à moyenne taille destinées au prototypage et à la production à petite échelle. Avec les machines de formage sous vide de taille moyenne, on a plus d'autonomie sur le processus grâce à la fonction semi-automatique

Machine de formage sous vide de table

Cette classe de machines est portable, facile à utiliser et conçue pour les applications de formage personnelles. Les machines de formage sous vide de table sont idéales pour les matériaux dont l'épaisseur ne dépasse pas 6 mm.

Machine de formage sous vide DIY

C'est un outil pédagogique parfait pour les enfants et les adolescents. Il est actionné manuellement et on ne peut les utiliser que pour des pièces présentant des fonctionnalités simples.

Matériaux pour le formage sous vide

Il existe plusieurs matériaux compatibles avec le procédé de fabrication. Chacun a des propriétés uniques. Par exemple, le polycarbonate a une résistance élevée à la traction, ce qui le rend applicable dans les pièces structurelles. Les matériaux courants pour le processus comprennent :

• Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS)
• Polycarbonate (PC)
• Polypropylène (PP)
• Fluorure de polyvinylidène (PVDF)
• Polyéthylène téréphtalate glycol (PETG)
• Chlorure de polyvinyle (PVC)
• Polystyrène à fort impact (HIPS)
• Acrylique (PMMA)
• Polyéthylène haute densité (PEHD)

Avantages du formage sous vide

Les fabricants utilisent le moulage sous vide en raison des avantages suivants.

1. Rentable

Le formage sous vide est la méthode de traitement du plastique la plus abordable pour la production en faible volume. Ceci est associé à la perte de coût liée au prototypage et à la création du moule de formage sous vide. Le coût des moules est faible car les fabricants les fabriquent à partir de matériaux abordables et facilement accessibles. De plus, lors de la fabrication de pièces similaires, vous pouvez réutiliser le moule.

2. Délai d'exécution

Par rapport aux méthodes de traitement conventionnelles, le temps de production du moule d’outillage est court, et il est encore plus court si les moules sont imprimés en 3D. Avec le formage sous vide, le temps entre la création de la conception pour la fabrication et la production réelle est court. Cela augmente l'efficacité de la production et réduit le délai de commercialisation de votre produit.

3. Flexibilité et polyvalence de conception

Même si un moule produit des pièces ayant le même design, les concepteurs peuvent modifier ces moules pour mieux répondre à leurs besoins. Cela augmente la créativité car on peut expérimenter de nouvelles idées et créer des prototypes sans coûts ni retards importants. De plus, le moulage sous vide offre plus d’options de couleurs et de personnalisation. Grâce à cela, les fabricants peuvent créer des designs uniques et des pièces personnalisées à un prix équitable.

4. Exactitude et précision

Le formage sous vide du plastique est un processus de fabrication précis. La pièce finale prend la forme exacte du moule, ce qui permet d’obtenir une forme et une taille constantes d’un lot à l’autre lorsque le même moule est utilisé. L'exactitude et la précision sont cruciales pour les composants qui doivent s'insérer dans une autre pièce. En conséquence, il est applicable dans l'assemblage de pièces.

5. Compatibilité

Le moulage sous vide est compatible avec la plupart des matières plastiques. Par exemple, les fabricants peuvent produire des pièces transparentes et translucides utilisables dans les emballages alimentaires. Les matériaux courants compatibles avec le processus comprennent le polycarbonate, le propylène et le polyéthylène haute densité.

6. Respectueux de l'environnement

Le processus de formage sous vide ne nuit pas à l’environnement car il produit peu ou pas de déchets. De plus, on peut facilement recycler l'excédent de matière plastique et l'utiliser pour une production future.

Inconvénients du formage sous vide

Le moulage sous vide présente certaines limites mais offre de nombreux avantages. Ceux-ci incluent :

Simplicité

Bien que vous puissiez créer des pièces personnalisées, un moule ne produit qu'un nombre limité de détails et le formage sous vide peut ne pas être efficace pour les pièces présentant un niveau de détail élevé. Par conséquent, la forme doit être simple et les designs doivent être simples.

Ne convient pas à la production à grande échelle

Le processus de formage sous vide implique la production d’une pièce à la fois, ce qui la rend adaptée à la production de petits volumes. Cependant, cela peut prendre du temps pour une production à grande échelle.

Risque de déformation

Le formage sous vide convient aux plastiques à parois minces. Des parois plus épaisses augmentent le risque de déformation du plastique. Pour éviter cela, il faut étirer la feuille de plastique pour réduire l'épaisseur de la paroi.

Défaut continu

L'avantage de réutiliser un moule de formage sous vide pour réduire les coûts peut être une limitation, car tout dommage au moule entraîne des dommages importants au produit final, ce qui peut entraîner un rappel de produit et des pertes.

Applications du formage sous vide

Le processus de formage sous vide est utilisé pour fabriquer de nombreux produits dans tous les secteurs. Certaines des applications courantes sont :

Automobile et transports

Le formage sous vide du plastique est un moyen abordable de produire des pièces automobiles car il permet de réaliser des conceptions détaillées sur les pièces et est compatible avec les petites et grandes pièces automobiles. En outre, la matière plastique est étirée en une feuille très fine, réduisant ainsi le poids de la pièce et augmentant le rendement énergétique.

Les fabricants de pièces automobiles utilisent le formage sous vide pour produire des ébauches de vitres, des pare-chocs, des plateaux, des panneaux intérieurs, des enjoliveurs de roue de secours et bien d'autres encore.

Emballage alimentaire

Le moulage sous vide est applicable dans l’industrie de l’emballage alimentaire car il permet de mouler facilement des plastiques de qualité alimentaire. Parce que cette qualité de plastique, comme le polycarbonate, est facilement stérilisable, prévient la contamination, réduit les dommages alimentaires et préserve la fraîcheur.

Biens de consommation

Il existe une liste interminable de produits de formage sous vide utilisés dans la fabrication de biens de consommation. En effet, le formage sous vide est idéal pour les pièces qui doivent être légères, durables et esthétiques. Les exemples incluent les jouets pour enfants, les receveurs de bain et de douche, les boîtes de rangement et bien d'autres encore.

Pièces personnalisées et effets spéciaux

Les fabricants de nombreux secteurs utilisent le moulage sous vide pour personnaliser des pièces uniques, ce qui est important pour ajouter des conceptions et des propriétés pour des effets spéciaux. Avec le formage sous vide, on ajoute des logos et symboles complexes sur une pièce.

Quelles sont les différences entre le formage sous vide, le thermoformage et le formage sous pression ?

Le thermoformage est le terme générique qui décrit la fabrication d'une pièce 3D à partir d'une feuille de plastique. Le formage sous vide et le formage sous pression sont les deux principaux types de thermoformage. La différence réside dans le principe de formage, les types et le nombre de moules utilisés.

Principe

Le formage sous pression consiste à utiliser de l'air sous pression pour pousser la feuille de plastique chauffée dans un moule avant de placer l'autre sur le plastique formé. D'un autre côté, le formage sous vide utilise une pression sous vide pour tirer le plastique chaud sur ou dans le moule.

Types et nombre de moules

Il existe deux types de moules utilisés un mâle (qui a une forme convexe) et un femelle (qui a une forme concave) en thermoformage. Lors de l'utilisation d'un moule mâle, la feuille de plastique est placée dessus pour s'insérer à l'intérieur de la pièce. Lors de l'utilisation d'un moule femelle, celui-ci s'adapte autour de la feuille thermoplastique et forme avec précision ses dimensions extérieures.

Généralement, on peut utiliser le moule mâle ou femelle dans le formage sous vide qui utilise un seul moule et une pression sous vide pour donner aux pièces la forme souhaitée.

Le formage sous pression fonctionne différemment. Au lieu d'aspirer autour d'un moule, une feuille de plastique chauffée est pressée entre deux moules. Ceci est utile pour fabriquer des pièces en plastique qui doivent être façonnées avec précision des deux côtés ou lorsqu'un emboutissage profond est requis.

Conculsion

Le formage sous vide est la méthode la plus simple pour fabriquer des pièces en plastique reproductibles de manière économique. Il utilise le vide et la chaleur pour effectuer son fonctionnement. Les fabricants combinent souvent ce formage sous vide avec d'autres processus de fabrication pour améliorer la fonctionnalité et l'esthétique.

Plusieurs aspects du formage sous vide déterminent le succès de l’opération. Par exemple, choisir le meilleur moule et le meilleur matériau. En conséquence, cet article traite d’une partie du formage sous vide. Chez WayKen, nos ingénieurs et concepteurs peuvent répondre à vos besoins de production de pièces en faible volume, du prototypage aux séries complètes de production.

De plus, nous sommes un fabricant de prototypage rapide certifié ISO et augmentons vos bénéfices en raccourcissant les délais et en offrant nos services à un prix compétitif. Avez-vous des projets d'aide ? N'hésitez pas à nous contacter dès aujourd'hui.

FAQ

Quand le formage sous vide n'est-il pas le bon choix ?

Bien que le formage sous vide offre de nombreux avantages, ce processus n'est peut-être pas le meilleur si les pièces que vous souhaitez produire ont des conceptions et des caractéristiques très complexes, si le produit prévu est à grande échelle et si le temps de mise sur le marché des produits est court. Dans chacune de ces situations, envisagez d'autres alternatives appropriées.

Qu'est-ce qui peut mal se passer avec le formage sous vide ?

Comme pour d’autres procédés de fabrication, il est important de prendre certaines précautions lors du formage des pièces. Des défauts tels que des déformations et une épaisseur de paroi inégale de la pièce finale peuvent survenir. Ces défauts peuvent affecter la fonctionnalité de la pièce. Par conséquent, il faut les éviter en ajustant la pression de l'air et d'autres paramètres.

La coulée sous vide et le formage sous vide sont-ils la même chose ?

Bien que le principe soit le même dans les deux cas, il existe une différence. En coulée sous vide, le matériau de départ est une résine liquide alors qu'il s'agit d'une feuille de plastique solide en formage sous vide.