La termoformatura è un processo assai diffuso in quanto estremamente preciso, efficace ed economico, se paragonato ad altri processi produttivi su scala industriale.
La termoformatura prevede il riscaldamento di una lastra, o foglio, in materiale plastico che viene applicato ad uno stampo quando è sufficientemente caldo e malleabile. L’applicazione del vacuum, o sottovuoto, completa l’operazione facendo aderire perfettamente la lastra allo stampo di cui deve riprodurre la forma.
Una volta che il foglio di plastica ha assunto, grazie all’azione di vacuum e temperatura, la forma desiderata, si passa ad un processo di rifinitura. Il pezzo viene tagliato secondo disegno: ciò può avvenire via fresa, getto d’acqua oppure robot CNC.
Con precisione millimetrica.
Di questa plastica sono costituiti molti oggetti di uso quotidiano: carter e coperture o altri componenti delle automobili, parti di elettrodomestici, parti di lampade, vassoi e tray, contenitori per l’industria, espositori, blister e confezioni imballi per alimenti, articoli farmaceutici, beni di consumo. Tuttavia, può anche essere usata per la produzione di parti per uso finale resistenti, come componenti di velivoli, attrezzature per la manipolazione dei materiali e attrezzature mediche.
Termoformatura sottopressione
Nella termoformatura sottopressione il film plastico sempre preriscaldato viene spinto sullo stampo grazie a un’alta pressione esercitata dall’esterno che migliora la formatura dei pezzi e riduce i tempi di produzione.
In entrambi i casi per migliorare la resistenza dei blister termoformati si può utilizzare un controstampo; un ausilio meccanico azionato da presse che “spinge” il materiale nelle cave più profonde.
La termoformatura per realizzare termoformati e stampi come: Confezioni, Contenitori, Vaschette, Packaging, Vassoi, Interni per cosmetica, Blister, Interni di scatole, Espositori.
Termoformatura vacuum stampo negativo
La termoformatura a stampo positivo quando si forza la materia plastica ad aderire a una forma convessa tramite la creazione del vuoto in opportuni punti dello stampo.
Questo metodo, pur avendo dei limiti nella profondità di stampaggio, consente di termoformare semilavorati a spessore maggiore in quanto, oltre al vuoto, viene applicata una pressione addizionale dovuta all’interferenza del piano della cornice premilastra con lo stampo.
Nella termoformatura a stampo negativo la materia plastica scaldata viene fatta aderire ad una forma concava tramite la creazione del vuoto, se necessario con l’ausilio della pressione dell’aria.
In alcuni casi, quando la profondità del pezzo è molto elevata viene utilizzato un controstampo in legno o in resina, a seconda delle necessità di produzione, con le seguenti funzioni:
Aiutano il materiale riscaldato a distribuirsi in cavità profonde senza stirarsi eccessivamente
Migliorano la robustezza sul fondo del termoformato, il materiale di conseguenza non risulterà troppo sottile.
Termoformatura vacuum stampo positivo e negativo
La termoformatura a stampo positivo-negativo è un compromesso dei due precedenti sistemi; in essa si forza il semilavorato ad aderire a una forma positiva e negativa rispetto al piano della cornice premilastra, sempre tramite la creazione del vuoto in opportuni punti dello stampo; il vantaggio di questo metodo risiede essenzialmente nella maggiore profondità.
La separazione del modello stampato dal resto del telaio avviene soprattutto in due modi: mediante l’uso di fustelle sagomate spesso riscaldate, (che costituisce il metodo più diffuso) o mediante l’uso della tecnica del forma-trancio. In quest’ultima la separazione avviene all’interno dello stampo grazie a delle lame che si azionano quando esso è ancora chiuso, ma comunque quando il materiale è già stato formato.
Alla precisione dimensionale finale dell’oggetto contribuiscono tempo e modo di esposizione al raffreddamento dell’oggetto termoformato ed il giusto compendio dei diversi steps di produzione.
Per garantire una struttura abbastanza rigida all’oggetto termoformato, si studiano le nervature che percorrono ed intrecciano l’oggetto stesso, mediando tra funzionalità ed estetica.
La termoformatura sottovuoto è un processo che offre numerosi vantaggi e una certa versatilità:
-Pressioni molto basse, se confrontate con quelle di altri metodi di stampaggio come quello a iniezione. L’impiego di basse pressioni che determina un minor costo e una maggiore semplicità di uno stampo.
-La possibilità di creare stampi provvisori con spese contenute, quindi una prototipazione rapida ed efficiente.
-Possibilità di lavorare materiali coestrusi, e cioè composti di strati di materiali differenti per caratteristiche strutturali e funzionali.
-Alta precisione.
Il processo produttivo della termoformatura sottovuoto
La termoformatura sottovuoto prevede diversi stadi di lavorazione industriale, molti dei quali dipendono in maniera diretta dal tipo di macchinario che l’azienda è in grado di utilizzare.
Il serraggio: è l’ancoraggio della lastra di materia plastica al sistema di stampaggio;
Il riscaldamento: per una termoformatura ottimale, è fondamentale che la lastra sia riscaldata uniformemente su tutta la superficie e per tutto il suo spessore; di solito le macchine per il riscaldamento funzionano ad infrarossi e sono dotate di zone riscaldanti con regolatori di energia.
L’aspirazione, o il vuoto: la formatura vera e propria avviene grazie all’effetto vacuum, o vuoto. Una pompa estrae l’aria che separa la lastra dallo stampo, facendola aderire perfettamente alla forma desiderata.
La finitura: una volta che la lastra termoformata si è raffreddata e stabilizzata, viene separata dallo stampo. È in questa fase che è possibile rifinire il prodotto con l’esecuzione di tagli, scalanature o con l’applicazione di elementi decorativi.
La termoformatura sottovuoto consente una precisione millimetrica ed una rapidità d’esecuzione maggiore rispetto ad altre tecniche produttive.
Materiali usati nella termoformatura
La termoformatura è un processo di produzione industriale adatto alla lavorazione di molti e differenti polimeri di materiale termoplastici: ABS, Polipropilene PP, Polistirene PS, PETG, Plexiglass, Polistirolo EPS, Policarbonato PC, Polimetilmetacrilato PMMA, Cloruro di polivinile PVC, Polietilene tereftalato PET, Polietilene a bassa densità LDPE, Polietilene ad alta densità HDPE, biodegradabili (PLA).
La termoformatura della plastica non è soggetta a grandi differenziazioni in fase di messa in produzione: ciò la rende un processo estremamente economico e veloce, specie se messo a confronto con gli altri metodi utilizzati per la lavorazione delle plastiche a livello industriale, come lo stampaggio per iniezione.
Le materie plastiche sono composti organici derivati dal petrolio, che hanno la peculiare caratteristica di avere un alto peso molecolare: i polimeri plastici sono composti cioè da grandi molecole, o macromolecole.
Ai polimeri così composti, possono essere aggiunti degli additivi specificatamente studiati per modificarne e migliorarne determinate caratteristiche.
Elastomeri: gli elastomeri sono delle materie plastiche allo stato gommoso, in cui i legami chimici conducono a comportamenti tipici, ad esempio, del caucciù e delle altre gomme; si tratta di materiali che possono subire deformazioni e tornare allo stato originario;
Polimeri termoindurenti: le plastiche cosiddette termoindurenti hanno la caratteristica peculiare di diventare malleabili e lavorabili ad alte temperature, ma non possono, una volta portate a temperatura, essere ulteriormente lavorate.
Una plastica termoindurente, infatti, dopo il primo indurimento reagisce alla temperatura decomponendosi, il più delle volte viene carbonizzata al secondo tentativo di riscaldamento;
Polimeri termoplastici: i materiali termoplastici risalgono agli anni Cinquanta, e come i termoindurenti possono essere lavorati grazie all’azione del calore; a differenza di quelli, però, possono essere raffreddati e riscaldati molte volte prima di perdere la loro malleabilità. È bene sapere che nel processo di riutilizzo alcune caratteristiche tecniche ed estetiche possono essere soggette a diminuire mano a mano che si procede con le sessioni di temperatura.
