Technieken | Vacuümvormen Vacuümvormen op maat

Vacuümvormen in het heel kort

Vacuümvormen is een kunststof productietechniek waarbij een plastic plaat wordt vervormd door middel van warmte, een matrijs en lucht (vacuüm). De techniek wordt ook wel thermoforming of dieptrekken genoemd.

Vacuümvormen iets uitgebreider

1. Elke vacuümvorm begint als plastic plaat
2. De plastic plaat wordt verwarmd totdat deze ‘week en vervormbaar’ wordt (de glas-temperatuur)
3. De plastic plaat wordt gevormd over een matrijs.
4. De gevormde plastic plaat wordt van de matrijs gehaald
5. De gevormde plastic plaat wordt nabewerkt op een CNC-machine met behulp van een freesmal

Vacuümvormen zeer uitgebreid

1. Elke vacuümvorm begint als plastic plaat

Bij vacuümvormen wordt altijd gewerkt met een thermoplastisch materiaal. Dat wil zeggen dat deze kunststof oneindig vervormd kan worden door middel van warmte, zonder dat daarbij de chemische structuur van het materiaal verandert.

‘Verwarm maar eens een klassiek wit plastic koffiebekertje en je zal zien dat het zich weer terug vormt tot een wit plastic plaatje; de basis van elke vacuümvorm’

Niet alle materialen zijn thermoplastisch. Sommige plastics zijn ‘thermoharders’; deze materialen zijn niet te vervormen door middel van warmte (of slechts eenmalig). Bekende thermoplastische materialen zijn ABS, PS, PC, PMMA (plexiglas), PVC en PET. Afhankelijk van eisen die aan een vacuümvorm product worden gesteld, zal een materiaal advies worden uitgebracht door de vacuümvormende partij.

Materiaal advies zal veelal betrekking hebben op:

• UV-bestendigheid
• Slagvastheid
• Helderheid
• Krasvastheid
• Levensduur
• Kostprijs
• Brandveiligheid

In specifieke gevallen is het nodig met een laminaat materiaal te werken; dit betekent dat er twee of meerdere soorten kunststoffen gecombineerd worden om tot de gewenste eigenschappen te komen. De kunststof plaat, de basis van elke vacuümvorm, bestaat dan dus uit meerdere lagen.

Een bekend voorbeeld is ABS/PMMA; dit materiaal combineert de eigenschappen van ABS en PMMA waardoor het uitermate geschikt is voor bijvoorbeeld de daken van golfkarretjes. ABS/PMMA is relatief stootvast, zeer UV-bestendig en krasvast.

Let op: Bij zeer dunne vacuümvorm producten zoals frietbakjes, koffiebekertjes of koekbakjes is het basismateriaal zo dun dat het vanaf een rol gevormd wordt. In dit geval is het basismateriaal dus in feite een hele dunne plaat die is opgerold.

2. Afhankelijk van het soort plastic wordt de plastic plaat verwarmd tot 65 à 150 graden. De plastic plaat wordt dan elastisch en kan vervormd worden. Het moment dat de kunststof plaat elastisch is, noemen we de glasfase. Het materiaal is dan niet vast maar ook niet vloeibaar; tijdens de glasfase vindt het vacuümvorm proces plaats.
Vacuümvorm producten zijn dus niet bestand tegen extreem hoge temperaturen; simpelweg omdat ze gemaakt worden van thermoplastische materialen.

3. Een vacuümvorm matrijs wordt gemaakt van PU of aluminium. Afhankelijk van het te vormen materiaal, de vorm en de aantallen wordt gekozen voor een PU matrijs of een aluminium matrijs. Vroeger werd er nog wel eens gekozen voor een houten matrijs; door de arbeidsintensiviteit is dit echter niet meer gebruikelijk en wordt er, bijvoorbeeld voor prototyping, tegenwoordig een PU matrijs gebruikt.

Wanneer kies je voor een PU matrijs?

• Bij relatief kleine oplages (- 200 stuks)
• Wanneer er minder complexe producten gevormd dienen te worden (lees: mooie afgeronde en niet te hoge vormen)
  

Wanneer kies je voor een aluminium (watergekoelde) matrijs:

• Bij complexe vormen (lees: scherpe en hogen vormen)
• Bij vormen die glashelder dienen te zijn
• Bij een hoge oplage producten (+ 200)
• Bij het vormen van polycarbonaat (PC)

Daaraan kan worden toegevoegd dat een watergekoelde matrijs, waarbij een koelleiding in de aluminium matrijs zit verwerkt, een goede toevoeging is om de maximale controle over het thermovorm proces te krijgen. Door een betere controle kan er nauwkeuriger en sneller gevormd worden.

De kosten van een aluminium matrijs zijn ongeveer 3,5 maal hoger dan de kosten van een PU matrijs.

4. Zodra de plastic plaat zich om de matrijs heeft gevormd, wordt de plaat gekoeld. Vervolgens wordt de gevormde plaat van de matrijs ‘afgeblazen’. De vacuümvorm dient alleen nog nabewerkt te worden. Het nabewerken van het gevormde product gebeurt op een computer gestuurde freesmachine.

5. Nadat de plastic plaat gevormd is tot de gewenste vorm wordt deze, indien nodig, nabewerkt op een CNC-machine (een computer gestuurde freesmachine). De vorm wordt gepositioneerd op een freesmal en dan worden er gaten of gleuven gefreesd in de vacuümvorm. Deze gaten en gleuven dienen bijvoorbeeld ter bevestiging van de vacuümvorm.

---

Neem contact op