بسیاری از مواد پلاستیکی که روزانه با آنها سروکار داریم، با استفاده از فرآیند وکیوم فرمینگ تولید می‌شوند. همچنین برای بسته‌بندی بسیاری از محصولات، از این فرآیند استفاده می‌شود. فرآیند وکیوم فرمینگ جزو فرآیندهای بسیار پرکاربرد است که در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. حال برای این فرآیند نیاز به تهیه مواد اولیه مناسب است تا بتوان وکیوم فرمینگ را به بهترین شکل ممکن انجام داد. در ادامه به بررسی مواد اولیه فرآیند وکیوم فرمینگ می‌پردازیم تا با آنها بیشتر آشنا شویم.
وکیوم فرمینگ چیست؟
وکیوم فرمینگ (Vacuum Forming) یا شکل دهی خلاء، شامل گرم کردن و شکل‌دهی مواد پلاستیکی از طریق خلاء و وکیوم است. این فرآیند از جمله قدیمی‌ترین و مقرون به صرفه‌ترین روش‌ها برای پردازش مواد پلاستیکی است و در بسیاری از صنایع چون صنعت پزشکی و داروسازی، صنعت مواد غذایی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. دلیل پرکاربرد بودن این فرآیند، مزایای زیادی است که دارد. از جمله این موارد میتوان به هزینه کم، سرعت زیاد و سهولت در شکل‌دهی به مواد مختلف اشاره کرد.
در فرآیند وکیوم فرمینگ در ابتدا به یک لایه یا ورق پلاستیکی گرما داده می‌شود و سپس با استفاده از وکیوم و مکش، پلاستیک نرم شده روی قالب قرار می‌گیرد. این کار باعث می‌شود تا پلاستیک دقیقا فرم قالب را به خود بگیرد. باید اشاره شود که وکیوم فرمینگ به عنوان ساده‌ترین شکل ترموفرمینگ پلاستیک نیز شناخته می‌شود. چرا که در آن تنها به یک قالب نیاز است و پلاستیک روی همان قالب قرار می‌گیرد. قالب‌های وکیوم فرمینگ هم به دو صورت قالب نر و ماده وجود دارند. قالب نر یا مثبت، به شکل محدب است و پلاستیک روی لایه بیرونی آن قرار می‌گیرد. در حالی که قالب ماده یا منفی، به شکل مقعر است و پلاستیک در داخل قالب قرار می گیرد تا ابعاد بیرونی پلاستیک به طور دقیق مشخص شود.
مواد مورد استفاده در فرآیند Vacuum Forming
فرآیند وکیوم فرمینگ بر روی انواع ترموپلاستیک قابل انجام است. اما معمولا از برخی مواد، بیشتر در این فرآیند استفاده می‌شود. در این رابطه هم میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
1. پلی کربنات (PC)
پلی کربنات (PC) یک پلیمر پلاستیکی است که در ساخت بسیاری از قطعات از آن استفاده می‌شود. این پلیمر پلاستیکی برای فرآیند وکیوم فرمینگ نیز بسیار پرکاربرد است. چرا که کاملا مقاوم و نشکن است و در برابر اشعه ماوراء بنفش به خوبی مقاوم می‌ماند. همچنین پلی کربنات وزن پایینی دارد و نصب و جابجایی آن در دستگاه به آسانی صورت می‌گیرد. برای همین از پی سی در فرآیند وکیوم فرمینگ استفاده زیادی می‌شود.
2. پلی استایرن (PS)
از دیگر مواد اولیه فرآیند وکیوم فرمینگ میتوان به Polystyrene اشاره کرد. PS جزو تطبیق پذیرترین مواد ترموپلاستیک در بسیاری از فرمولاسیون‌ها است. این پلیمر سخت، محکم، شیشه‌ای و براق است و استحکام کششی و خمشی خوبی دارد. از پلی استایرن میتوان در صنعت وکیوم فرمینگ و ترموفرمینگ استفاده کرده و از آن برای بسته بندی بسیاری از مواد غذایی استفاده نمود. این ماده به خاطر قابلیت بازیافت، سختی بالا و مقاومت خوب در برابر ضربه برای بسته بندی مواد غذایی مختلفی نظیر لبنیات، گوشت و فرآورده‌های گوشتی و میوه کاربرد دارد.
3. هایمپک (HP)
هایمپک نوعی پلاستیک منعطف درجه یک است که از مصارف گوناگونی برخوردار است. از ورق پلاستیکی هایمپک میتوان برای صنایع بسته بندی و تولید ظروف یکبار مصرف با استفاده از فرآیند وکیوم فرمینگ استفاده کرد. پلاستیک HP از استحکام نسبتا خوبی برخوردار است و به راحتی شکل می‌گیرد.
4. پلی پروپیلن (PP)
از دیگر پلیمرهای پلاستیکی میتوان به پلی پروپیلن اشاره کرد. این ماده نیز با استفاده از فرآیند وکیوم فرمینگ قابل پردازش است و میتواند برای تولید بسیاری از لوازم مورد استفاده قرار بگیرد. صنایع دستی و ماکت سازی از جمله کاربردهای پلی پروپیلن است. ورق‌های پلی پروپیلن مقاومت شیمیایی بالایی دارند. همچنین این مواد از نظر ظاهری کریستالی و نیمه شفاف هستند. برای همین شفافیت خوبی برای تولید بسیاری از مواد پلاستیکی دارند.
5. پلی وینیل کلراید (PVC)
پلی وینیل کلراید (PVC) از جمله پلیمرهایی است که به آسانی در دسترس است و در مقادیر زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پلیمر نسبت به برخی از پلیمرهای پلاستیکی از استحکام کششی عالی و همچنین سختی و چگالی بالا برخوردار است و بسیار مقرون به صرفه می‌باشد. علاوه بر این پی وی سی با محیط زیست سازگاری دارد. در حال حاضر از این ماده در صنایعی چون چاپ دیجیتال، لمینیت، حروف وینیل و غیره استفاده می‌شود.
6. پلی اتیلن (PE)
پلی اتیلن یک ورق پلاستیکی تولید شده از نفت است که در برابر آب و مواد شیمیایی مقاومت خوبی دارد. همچنین این ماده در محیط‌های برودتی بسیار پایدار است و از ضریب مقاومت پایین و چکش خواری بالایی برخوردار می‌باشد. پلی اتیلن به دلیل هزینه کم کاربرد گسترده‌ای دارد و در بسیاری از صنایع قابل استفاده است.
7. پت (PET)
پت از جمله مواد پلاستیکی شفاف و روشن است که به دلیل بهداشتی بودن میتواند برای بسته بندی مواد غذایی مختلف مورد استفاده قرار بگیرد. ورق PET در برابر ضربات مقاومت خوبی دارد و برای شکل‌دهی به آن از طریق فرآیند وکیوم فرمینگ نیازی به اعمال گرمای زیاد نمی‌باشد. برای همین میتوان از ورق پت نیز به عنوان ماده اولیه فرآیند وکیوم فرمینگ استفاده کرده و آن را به راحتی شکل‌دهی کرد.
8. پلی استر کوپلیمر PETG
PETG یک ترموپلاستیک بادوام و مستحکم است که در محیط‌های خشن مقاومت و استحکام بالایی دارد. از این ماده هم میتوان به عنوان ماده اولیه فرآیند وکیوم فرمینگ استفاده کرد. چرا که پلی استر کوپلیمر میتواند به راحتی مورد قالب‌گیری، رنگ آمیزی و شکل‌دهی قرار بگیرد.
9. اکریلیک (PMMA)
اکریلیک یک هموپلیمر ترموپلاستیک شفاف است که بیشتر با عنوان پلکسی گلاس شناخته می‌شود. این ماده پلاستیکی به پلی کربنات شباهت زیادی دارد و میتواند به عنوان جایگزین مقاوم در برابر ضربات شیشه مورد استفاده قرار بگیرد.
10. اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)
ورق ABS از جمله پرکاربردترین مواد در فرآیند وکیوم فرمینگ است که از خصوصیاتی چون مقاومت شیمیایی خوب، استحکام و سختی مناسب و پایداری ابعادی بالا برخوردار است. این ماده به راحتی قابل ماشینکاری است و شکل‌دهی به آن از طریق حرارت به خوبی مهیا است. از این رو از ورق ABS در فرآیند وکیوم فرمینگ استفاده زیادی می‌شود. این ماده برای ساخت لوله‌های سفت و سخت، قطعات خودرو، چرخ خودرو و غیره مورد استفاده زیادی قرار می‌گیرد.
بررسی مزایا و معایب وکیوم فرمینگ
وکیوم فرمینگ جزو فرآیندهای بسیار پرکاربرد است و مزایای زیادی دارد. با این حال این روش نیز معایبی دارد که بهتر است به آنها توجه شود. در این بخش به بررسی مزایا و معایب فرآیند وکیوم فرمینگ می‌پردازیم.
مزایای وکیوم فرمینگ:
- مقرون به صرفه بودن: این فرآیند نسبت به بسیاری از فرآیندها از جمله قالب‌گیری مقرون به صرفه‌تر است. با اینکه فرآیند وکیوم فرمینگ با هزینه کمی همراه است، اما بهره‌وری و کارایی خوبی دارد. تمام ابزارها و مواد اولیه فرآیند وکیوم فرمینگ به راحتی در دسترس هستند و نیاز به هزینه زیادی برای تهیه آنها نمی‌باشد. همچنین میتوان دستگاه وکیوم فرمینگ را بر اساس بودجه و سرمایه موجود خریداری کرد.
- انعطاف پذیر بودن: فرآیند وکیوم فرمینگ به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد طرح‌های خود را بدون هیچ اتلاف زمانی پیاده‌سازی کنند. در این فرآیند میتوان به ساخت قالب وکیوم فرمینگ چوبی، آلومینیومی و غیره پرداخته و محصولات را خیلی سریع از طریق آن تولید کرد. همچنین امکان تغییرات در قالب با سرعت بالا وجود دارد.
- شفافیت بسته‌ها: بسته بندی وکیوم فرمینگ از شفافیت زیادی برخوردار است و محصول درون خود را به خوبی نشان می‌دهد. برای همین با این روش میتوان کالاها را به صورت بهتری روانه بازار کرده و توجه مشتریان را به آن جلب نمود.
- ثبات و پایداری: وکیوم فرمینگ از روش‌هایی است که به ثبات و استحکام شناخته شده است. زمانی که تولیدکنندگان از قالب مشابهی برای یک محصول استفاده می‌کنند، نتیجه مشابهی را در تمام طول تولید به دست می‌آورند.
- ساخت مواد استریل و گرید مواد غذایی: وکیوم فرمینگ از بهترین گزینه‌های موجود برای ساخت مواد استریل و گرید مواد غذایی همچون ظروف پلاستیکی یکبار مصرف و تجهیزات پزشکی است. در واقع موادی که با استفاده از این فرآیند تولید می‌شوند، از بهترین مواد هستند و میتوانند مورد استریل قرار بگیرند و برای طولانی مدت استفاده شوند.
معایب فرآیند وکیوم فرمینگ:
شاید بتوان گفت مهمترین ایرادی که این فرآیند دارد این است که از آن تنها میتوان برای مواد پلاستیکی نازک و مستحکم استفاده کرد. این یعنی وکیوم فرمینگ برای مواد ضخیم مناسب نمی‌باشد. همچنین فرآیند وکیوم فرمینگ بری تولید در حجم کم مناسب است و زمانی که به تولیدات انبوه نیاز باشد، بهتر است از سایر فرآیندها استفاده شود.
جمع بندی
فرآیند وکیوم فرمینگ از روش‌های قدیمی برای تولید بسیاری از محصولات پلاستیکی است. این روش از ساده‌ترین روش‌ها برای شکل‌دهی به مواد پلاستیکی است و با استفاده از پمپ‌های خلاء انجام می‌شود. همانطور که مشاهده کردید برای انجام این فرآیند میتوان از مواد اولیه مختلفی استفاده کرد که از جمله آنها میتوان به پلی کربنات، پلی اتیلن، اکریلیک، PMMA و PVC اشاره کرد. شما میتوانید برای تولید محصولات و یا بسته بندی کالاهای خود به این روش از خدمات شرکت خاور وکیوم استفاده نمایید.
