Termoformado al vacío: o cómo el vacío transforma el plástico

El termoformado al vacío es un proceso de fabricación versátil y rentable que ha ido ganando terreno en los últimos años. Esta técnica de moldeo de plástico tiene amplias aplicaciones en diversas industrias, gracias a su capacidad para crear formas complejas con excelente precisión. Es la que se usa, por ejemplo, para crear los blísters de comprimidos en un medicamento, o para crear el embalaje transparente sellado de productos informáticos que toma su forma. En esta entrada de blog, exploraremos el proceso del termoformado al vacío, sus ventajas con respecto a otros procesos similares y sus aplicaciones.

¿Qué es el termoformado?

El termoformado es un proceso de fabricación que implica calentar una lámina de termoplástico, es decir, de polímero que se vuelve flexible o moldeable calentándolo y que se solidifica al enfriarse, hasta una temperatura que permite darle forma sobre un molde por medio de fuerza o presión. El material plástico suele ser poliestireno, polietileno, PVC o ABS.

Cuando este plástico se enfría y se solidifica, el producto que se obtiene se recorta y se separa del molde. Existen diversas técnicas para el termoformado, como por ejemplo el conformado mecánico, el conformado a presión o el conformado por vacío. Las que más se usan suelen ser el vacío o la presión o una combinación entre ambas, por ejemplo, el conformado con láminas gemelas, que procesa dos láminas de forma simultánea, con dos moldes, uno en cada plato.

Termoformado, conformado en frío, moldeo por inyección y moldeo por soplado

Ya hemos explicado que el termoformado implica calentar láminas de plástico en un molde para su ajuste, enfriamiento y solidificación. Pues bien, incluso sin calentar, algunos termoplásticos pueden adoptar formas deseadas si se aplica suficiente presión, para lo que usaremos compresores. En este caso hablamos del conformado en frío, y se usa para lograr detalles finos y precisos en piezas con menos distorsión, reduciendo riesgos de deformación por calor o alteraciones en las propiedades del material.

También existen otros métodos para dar forma a los plásticos, como el moldeo por inyección, que como su nombre indica, también implica un molde o matriz, y se suele comparar con el termoformado en rendimiento. El moldeo por inyección implica introducir a presión el plástico líquido (no en láminas como en el termoformado o el conformado en frío sino ya fundido a partir de formas como pellets o gránulos) dentro del molde, cerrado a una presión elevada, es decir, ejerciendo una fuerza mayor por unidad de área contra las paredes del molde contenedor que las que están en la atmósfera. La pieza se solidifica dentro tras enfriarse, y entonces se abre el molde y se expulsa. En este caso, el resultado ofrece un nivel de detalle mayor y un acabado más fino en el producto acabado, y puede obtener geometrías complejas y detalles intrincados. Un ejemplo de piezas formadas por inyección son las piezas de LEGO o juegos parecidos, o parachoques de coche, mientras que por moldeo, en frío o caliente, se suelen fabricar artículos más grandes, como envases de plástico tipo concha, paneles de puertas, tableros de vehículos, revestimientos de neveras, etc.

Por otra parte, existe el moldeo por soplado, del que ya hablamos en otro post, que consiste en expandir un parisón (tubo de plástico fundido) para crear partes huecas.

Cómo el vacío ayuda en el termoformado

El termoformado al vacío es una variación del termoformado convencional. Implica el uso de un vacío para estirar la lámina de plástico caliente sobre un molde, asegurando un ajuste preciso y ajustado, sin burbujas de aire y con una presión uniforme en toda la superficie del plástico, lo que resulta en un producto acabado de mayor calidad. Este proceso permite formas intrincadas, detalles nítidos y un acabado superficial más suave en comparación con otros métodos de termoformado como el mecánico, aunque a veces superado por otros métodos de fabricación como el moldeo por inyección, que por otro lado, no se usa para fabricar el mismo tipo de productos, como hemos visto.

Pasos del proceso de termoformado al vacío

1. Creación del molde

Se diseña y se fabrica un molde con la forma y las dimensiones que debe tener el producto acabado. Suele ser de aluminio, madera u otros materiales según la complejidad y el tamaño de ese producto final.

2. Calentamiento de la lámina de plástico

Se toma una lámina de termoplástico con las propiedades deseados, como resistencia al impacto, transparencia, flexibilidad, etc., y el grosor adecuado, muy delgado para envoltorios, por ejemplo, y más grueso para partes de automóviles, carcasas de electrodomésticos, etc. Esta lámina se calienta hasta alcanzar una temperatura adecuada para moldearla. Este proceso de calentamiento también se puede hacer al vacío para requerir menos energía y liberar menos calor a la atmósfera.

3. Creación de la forma

Se coloca la lámina de plástico caliente sobre el molde con la forma deseada y se aplica un vacío para estirar el plástico firmemente contra los contornos del molde. Esto ocurre porque al eliminarse el aire entre el plástico y el molde, se crea una diferencia de presión donde la presión atmosférica, mayor, presiona el plástico hacia el molde. Así, se garantiza una superficie uniforme y sin burbujas.

4. Enfriamiento y solidificación

El plástico moldeado se enfría (algo que se puede hacer más rápido también al vacío, como explicamos en este post, en un proceso usado sobre todo en alimentos) y se endurece hasta volverse sólido con su nueva forma.

5. Recorte y acabado

Al presionar el plástico contra el molde suele producirse un exceso de material, por lo que éste se recorta y si es preciso se aplican toques finales acorde con las necesidades del producto.

Aplicaciones del termoformado al vacío

Algunas de las aplicaciones del termoformado al vacío incluyen:

• Prototipado rápido: a menudo en la industria se necesita fabricar un primer ejemplar de un producto para evaluar su funcionalidad y su diseño antes de producirlo en masa. Hacerlo vía termoformado al vacío es una forma barata y rápida de hacerlo ya que no implica el mismo material y el mismo tiempo para hacerlo que otras técnicas de fabricación.
• Herramientas y accesorios: el termoformado es ampliamente usado en contenedores como bandejas, armarios, cajas, empuñaduras, elementos de agarre, etc.
• Piezas finales: es habitual producir componentes de la industria automotriz (paneles interiores, parachoques, etc.), médica (envoltorios para instrumental estéril, bandejas, etc.), electrónica, de embalaje (para empaquetar alimentos, medicamentos, accesorios electrónicos, etc.), juguetes de todo tipo, dispositivos electrónicos (carcasas, paneles, etc.)y mucho más., con termoformado de plásticos.

Ventajas sobre otros procesos similares

Como hemos visto al principio, el termoformado al vacío a menudo se compara con otros métodos de moldeo de plástico, como el moldeo por inyección y el moldeo por soplado. Todos estos procesos se usan industrialmente porque tienen ventajas específicas de cada uno, y las del termoformado incluyen:

• Moldes y herramientas más económicos: fabricar un molde para termoformado generalmente es menos costoso que uno para inyección, así que es una opción atractiva para producciones de tirada pequeña o media.
• Tiempos de producción rápidos: el tiempo de respuesta desde que se solicita el producto hasta que se entrega suele ser menor en el caso del termoformado al vacío que en otras técnicas de moldeo de plástico.
• Diseño flexible: las piezas que puede fabricar el termoformado pueden ser de formas y con detalles complejos, de manera que su versatilidad en este sentido es muy alta, pudiéndose usar para infinidad de aplicaciones.
• Variedad de plásticos: existe una amplia gama de termoplásticos que pueden moldearse con está técnica, como el PET, el PVC, el ABS o el poliestireno, de manera que ofrece a los fabricantes un sinfín de posibilidades para muchas aplicaciones.
• Impacto medioambiental más reducido: aunque genera más desperdicio que otros procesos de moldeo, el material resultante del recorte final puede reciclarse y reutilizarase para la misma aplicación en otra tirada.

Marpa Vacuum, proveedor de equipos de vacío para termoformado

El termoformado al vacío requiere un equipo que retire el aire entre la lámina de termoplástico y el molde para adherirla mejor y adaptarla al contorno con el máximo ajuste, y según la aplicación concreta debe ser capaz de manejar vapor de agua, contaminantes, etc. Pueden ser de utilidad las bombas de paletas rotativas, que generan vacíos moderados y son aptas para la mayoría de aplicaciones, además de eficientes y confiables, las bombas de anillo líquido, muy usadas para aplicaciones a gran escala que requieran manejo de vapores, bombas de pistón, que tienen un tiempo de respuesta muy reducido permitiendo altas producciones, etc. Pídanos información sin compromiso.