وکیوم فرمینگ فرآیندی است که طی آن به یک ورق پلاستیکی گرما داده می‌شود تا به حالت نرم و منعطف برسد و بتواند به شکل مورد نظر تغییر پیدا کند. این فرآیند برای تولید بسیاری از لوازم همچون ظروف پلاستیکی و همچنین بسته‌بندی محصولات مختلف کاربرد دارد. وکیوم فرمینگ سه بعدی هم شیوه‌ای از این روش است که در آن از پرینت سه بعدی استفاده می‌شود. در این مطلب قصد داریم پیرامون وکیوم فرمینگ سه بعدی صحبت کنیم و با نحوه انجام آن بیشتر آشنا شویم.
وکیوم فرمینگ سه بعدی چیست؟
وکیوم فرمینگ یکی از روش‌های مقرون به صرفه جهت تولید قطعات پلاستیکی و بسته‌بندی محصولات مختلف است. در واقع این فرآیند نه تنها برای تولید بسیاری از قطعات و لوازم کاربرد دارد، بلکه برای بسته‌بندی کالاهای مختلف نیز قابل استفاده است. به طوری که در حال حاضر بسیاری از تولیدکنندگان محصولات خود نظیر لوازم آرایشی و بهداشتی، لوازم الکترونیکی، اسباب بازی و حتی مواد غذایی را با این روش بسته‌بندی می‌نمایند.
در رابطه با وکیوم فرمینگ سه بعدی هم باید اشاره کنیم که این روش مشابه با وکیوم فرمینگ معمولی است و تنها در برخی از موارد با آن تفاوت دارد. پرینت سه بعدی راهی عالی برای تولیدکنندگان جهت ایجاد قالب‌های مقرون به صرفه برای تولید یا نمونه‌سازی‌های کم حجم است.
مراحل وکیوم فرمینگ سه بعدی
برای انجام وکیوم فرمینگ سه بعدی نیاز به یک سری لوازم و تجهیزات است که بیشتر آنها مشابه با وکیوم فرمینگ معمولی می‌باشد. مهمترین لوازم عبارتند از دستگاه وکیوم فرمینگ سه بعدی، قالب پرینت سه بعدی شده، دستکش‌های مقاوم در برابر حرارت و وسیله برش. در ادامه به نحوه فرآیند وکیوم فرمینگ سه بعدی می‌پردازیم.
1. طراحی قالب
اولین مرحله برای انجام وکیوم فرمینگ، طراحی قالب است. از آنجایی که قطعات نهایی شکل قالب را به خود می‌گیرند، باید در طراحی قالب دقت زیادی کرده و آن را با ابزارهای دقیقی طراحی کرد. در زمان طراحی قالب وکیوم فرمینگ باید به عوامل زیادی توجه کرد که یکی از آنها زاویه درفت است. این زاویه به کاربر کمک می‌کند تا قطعه را در نهایت به راحتی از قالب جدا نماید و با مشکلی در این زمینه مواجه نشود. زاویه درفت بر روی تمام سطوح عمودی باید بین 3 الی 5 درجه باشد. پس از آماده کردن قالب وکیوم فرمینگ میتوان به سراغ مرحله بعدی رفت.
2. آماده سازی و پرینت مدل
در فرآیند وکیوم فرمینگ یک نمونه آماده‌سازی می‌شود تا اصلاحات و تغییرات مورد نیاز بر روی آن اعمال شود. در زمان آماده کردن نمونه، باید تعدادی تنظیمات پرینت را در حین آماده‌سازی رعایت کرد. بر این اساس باید مدل‌ها را با چگالی 25 درصد پرینت کرده و از تنظیمات لایه ضخیم استفاده کرد. ضخامت لایه و چگالی قطعه باید بالا در نظر گرفته شود تا قالب بتواند فشار فرآیند را تحمل نماید. این باعث می‌شود تا قالب دچار تغییر شکل نشود و بتواند برای تولیدات بیشتر استفاده گردد.
3. آماده‌سازی قطعه نگهدارنده
برای اینکه فرآیند وکیوم فرمینگ یا شکل‌دهی خلاء به طور مناسب انجام شود، قالب باید در جای خود از طریق یک سازه محکم شود. این باعث می‌شود تا قالب در برابر نیروهای مختلفی که به آن وارد می‌شود، مقاومت کرده و بدون حرکت و جابجایی در جای خود باقی بماند. برای محکم کردن قالب میتوان از بخش زیرین آن اقدام کرد. چرا که این قسمت بر روی شکل قطعه تولید شده تاثیری ندارد. بر این اساس میتوانید بخش زیرین قالب را سوراخ کرده و آن را بر روی یک صفحه ام دی اف محکم نمایید. پس از آن میتوان صفحه چوبی را در دستگاه وکیوم فرمینگ سه بعدی قرار داده و آن را محکم کرد.
4. آماده کردن و گرم کردن صفحات پلاستیکی
در این مرحله از فرآیند از صفحات پلی استایرن سفید استفاده می‌شود که این صفحات از اندازه 24X12 اینچ و ضخامت 0.75 میلی متر برخوردار هستند. زمانی که این صفحات برای فرآیند وکیوم فرمینگ سه بعدی استفاده می‌شوند، باید اندازه صفحه و همچنین ضخامت آن در نظر گرفته شود. هر چقدر صفحه از ضخامت بیشتری برخوردار باشد، به دمای بالاتری نیاز دارد تا گرم شود. همچنین این صفحات به قدرت خلاء یا وکیوم بیشتری برای شکل‌دهی نیاز دارند.
5. گرم کردن پلاستیک تا دمای مورد نظر
در دستگاه‌های وکیوم فرمینگ صنعتی، دستگاه به طور اتوماتیک دمای صفحات پلاستیکی را بر اساس جنس، ضخامت و چگالی بالا می‌برد. دمای 400 درجه فارنهایت به دمای ذوب PLA نزدیک است. در این زمان تنها صفحات پلاستیکی داغ می‌شوند و قالب تغییری نمی‌کند. لازم به اشاره است که اگر ماشین قادر به تولید گرمای کافی یا نیروی وکیوم نباشد، میتوان از صفحات پلاستیکی نازک‌تر استفاده کرد.
6. پرس کردن پلاستیک بر روی قالب
زمانی که پلاستیک مورد گرما قرار گرفت، میتوان آن را بر روی قالب قرار داده تا عملیات شکل‌دهی انجام شود. در این زمان خلاء یا وکیوم ایجاد شده هوا را از زیر پلاستیک داغ شده بیرون کشیده و آن را به بدنه قالب فشار می‌دهد. پس از آن پلاستیک شروع به سرد شدن می‌کند.
7. سرد شدن پلاستیک
زمانی که هوا به صورت کامل از زیر پلاستیک خارج شد و پلاستیک شکل قالب را به خود گرفت، میتوان آن را از روی قالب جدا کرده و در یک گوشه قرار داد تا سرد شود.
8. تولید قطعات بیشتر با قالب وکیوم فرمینگ
در صورتی که قطعه نهایی مورد تایید باشد، میتوان فرآیند را تکرار کرده و تعداد قطعات مورد نیاز خود را تولید کرد. اگر پس از مدتی متوجه شدید که قالب پرینت وکیوم فرمینگ سه بعدی بر اثر گرما و فشار دچار تغییر شکل شده است، باید به سراغ یک قالب دیگر بروید تا قطعه به همان شکل تولید شود. لازم به اشاره است که پرینت سه بعدی یک راه ارزان قیمت برای تولید است. برای همین با پرینت 2 الی 3 قالب اضافه هزینه زیادی بر دوش افراد اعمال نمی‌شود.
9. پرداخت سطوح
زمانی که قطعات در تعداد مورد نیاز تولید شدند، باید به جدا کردن پلاستیک‌های اضافی از روی آنها پرداخته شود. پلاستیک‌های اضافه را میتوان با استفاده از یک دستگاه برش معمولی یا یک دستگاه سی ان سی مورد برش قرار داده تا محصول به شکل ایده‌آلی آماده عرضه به بازار شود.
وکیوم فرمینگ با ترموفرمینگ و فرم‌دهی تحت فشار چه تفاوتی دارد؟
به طور کلی به فرآیندهایی که طی آن به پلاستیک گرما داده شده تا به حالت منعطف و قابل شکل‌دهی از طریق قالب برسد، فرآیند ترموفرمینگ گفته می‌شود. بر این اساس میتوان گفت وکیوم فرمینگ و فرم‌دهی تحت فشار نوعی فرآیند ترموفرمینگ هستند. تنها تفاوت موجود میان آنها در تعداد قالب‌هایی است که در هر یک از آنها استفاده می‌شود.
وکیوم فرمینگ ساده‌ترین روش ترموفرمینگ است. در این روش تنها از یک قالب استفاده شده و با ایجاد مکش و فشار شکل‌دهی انجام می‌شود. این عمل باعث می‌شود تا پلاستیک منعطف شده به شکل قالب برسد. روش وکیوم فرمینگ برای قطعاتی که نیاز دارند تنها از یک طرف شکل قالب را بگیرند، بسیار ایده‌آل است. برای مثال ظروف بسته‌بندی لوازم الکترونیکی یا مواد غذایی به این شکل هستند. در رابطه با فرآیند فرم‌دهی تحت فشار هم باید عنوان کنیم که این فرآیند برای شکل‌دهی به قطعاتی که در هر دو طرف دارای جزئیات هستند و یا در هر دو طرف نیاز به فرورفتگی عمیق دارند، مناسب است.
مهمترین مزایای وکیوم فرمینگ سه بعدی
وکیوم فرمینگ سه بعدی همچون وکیوم معمولی دارای یک سری مزایا است که در اینجا به بررسی آنها می‌پردازیم.
– مقرون به صرفه بودن: این فرآیند برای تولید یا بسته‌بندی، خصوصا در مقادیر کم، بسیار مقرون به صرفه است. به طوری که هزینه‌های آن نسبت به روش تزریق پلاستیک بسیار پایین است. دلیل کم هزینه بودن فرآیند وکیوم فرمینگ به خاطر هزینه‌های کم جهت ابزارسازی و نمونه‌سازی اولیه است.
– انعطاف‌پذیری: وکیوم فرمینگ یک فرآیند انعطاف‌پذیر است. چرا که به طراحان و تولیدکنندگان اجازه می‌دهد طرح‌های خود را بدون هیچ اتلاف وقتی بسازند. برای ساخت قالب وکیوم فرمینگ میتوان از متریالی چون چوب، آلومینیوم، فوم سازه‌ای مخصوص و یا چاپ سه بعدی استفاده کرد. ساخت قالب زمان کمی برده و حتی میتوان پس از آن تغییرات مورد نظر خود را در آن اعمال کرد.
– شفاف بودن بسته‌ها: بسته‌بندی به روش وکیوم فرمینگ یک مزیت بسیار خوب دارد و آن امکان مشاهده محصولات است. شفافیت بسته‌ها باعث می‌شود تا مشتریان بدون نیاز به خروج محصول از بسته بتوانند آن را مشاهده کرده و از وضعیت آن برای خرید مطلع شوند.
– محافظت از محصول: از دیگر مزایای بسته‌بندی به روش وکیوم فرمینگ باید به افزایش ماندگاری از محصول و محافظت از آن اشاره کرد. دلیل آن هم این است که طی این فرآیند هوای موجود در بسته حذف شده و مقدار اکسیژن به حداقل خود می‌رسد. با حذف اکسیژن و رطوبت میزان ماندگاری محصول افزایش پیدا می‌کند.
جمع بندی
وکیوم فرمینگ سه بعدی شیوه مناسبی برای بسته‌بندی یا تولید قطعات مختلف است. همانطور که مشاهده کردید این روش نیاز به یک سری تجهیزات و لوازم خاص دارد. پرینت سه بعدی یک راه عالی برای تولیدکنندگان جهت ایجاد قالب‌های مقرون به صرفه برای تولید یا نمونه‌سازی‌های کم حجم است. برای دریافت خدمات در این زمینه میتوانید با کارشناسان شرکت خاور وکیوم در تماس باشید و از شرایط وکیوم فرمینگ سه بعدی به خوبی مطلع شوید.
