El documento describe el proceso de termoformado o formado al vacío. Explica que es un proceso secundario donde una lámina termoplástica se moldea por calor y presión/vacío para adoptar la forma final de un molde. Ofrece ventajas como alta productividad y bajos costos de moldeo. Sin embargo, tiene limitaciones como el espesor y tamaño de la pieza final. Se detallan varios tipos de procesos de termoformado como formado a vacío directo, con molde macho, a presión libre o

1. MATERIALES Y PROCESOS INDUSTRIALES II TERMOFORMADO O FORMADO AL VACIO

2. TERMOFORMADO DEFINICIÓN Es un proceso de transformación secundario , en el cual una lámina de material termoplástico se moldea por la acción de temperatura y presión. La temperatura ayuda a reblandecer la lámina y por medio de moldes y la intervención de vacío o presión, se adquiere la forma final.

3. TERMOFORMADO (Ventajas) Por ser un proceso secundario es de alta productividad Uso de moldes muy sencillos en comparación de otros procesos La sencillez relativa en la construcción de moldes ofrece al proceso una mayor agilidad e inversiones bajas cuando se cambia de diseño de producto

4. TERMOFORMADO (restricciones) Como se parte del uso de lámina en lugar de pellets, el costo de la materia prima es mucho mayor que para los procesos primarios Existe un limite en las dimensiones ( como es un proceso basado en el estiramiento, la forma final esta restringida por las propiedades mecánicas de la lámina y al espesor de la lámina)

5. TERMOFORMADO (restricciones) En los espesores del producto las láminas muy gruesas no permiten el calentamiento uniforme en su parte interna debido a su baja conductividad térmica La inserción de partes metálicas o la producción de piezas con perforaciones, no es posible directamente.

6. TERMOFORMADO (aplicaciones) El mayor mercado del proceso esta en productos de vida corta, tales como, aplicaciones para envase y embalaje de alimentos y medicinas , desechables y algunas aplicaciones de tipo industrial Envase y embalaje Artículos de oficina Artículos de consumo Otros

7. TERMOFORMADO (importancia en el mercado) En 2003 el consumo de lámina para termoformado ascendió a 150,000 toneladas que fueron procesadas por transformadores que vendieron su producto a otros usuarios

8. TERMOFORMADO (descripción del proceso) POSICIONAMIENTO Consiste en sujetar firmemente lámina en el bastidor de formado mediante pinzas u otros dispositivos que impidan el desplazamiento lateral de la lámina

9. TERMOFORMADO (descripción del proceso) CALENTAMIENTO La lámina se reblandece a su respectiva temperatura de formado por tres métodos diferentes Radiación Alambres en espiral níquel cromo Calentadores en barras de acero Calentadores en tubo de cuarzo Placas de cerámica con alambres empotrados como resistencia Lámpara de radiación infrarrojas b) Convección C) conducción

10. TERMOFORMADO (descripción del proceso) FORMADO Consiste en formar la lámina previamente sujetada y calentada a tomar los contornos del molde. Para ello se requiere de una fuerza externa que puede ser de tres tipos a) Vacío Por medio de una bomba se acciona le vacío que jala la lámina hacia la superficie del molde hasta lograr que se adhiera a el b) Presión A través de aire a presión, se empuja la lamina hacia el molde para que se adhiera y adopte la forma c) Mecánico También conocido como formado hembra macho y consiste en el uso de un molde y un contra molde y por medio del ensamble de ambos, se logra que la lámina reblandecida tome el contorno del molde

11. TERMOFORMADO (descripción del proceso) El grado de estiramiento de la lamina depende de: Temperatura de lámina Nivel de fuerza aplicada durante el proceso Grado de orientación y orden molecular del material Comportamiento de esfuerzo estiramiento del material

12. TERMOFORMADO (descripción del proceso) ENFRIAMIENTO Se deja la pieza sostenida en el paso de formado hasta que solidifique o bien dependiendo de los requerimientos del proceso se implementa un sistema de enfriamiento, que puede ser Introducir agua al molde Forzando aires sobre la pieza terminada Rociando agua presurizada (spray) sobre la pieza

13. TERMOFORMADO (descripción del proceso) DESMOLDEO Una vez enfriada la pieza se desmolda y se separa de las pinzas sujetadoras CORTE DEL DESPERDICIO Se eliminan las partes innecesarias y se puede realizar Compresión Desgarre Calor Abrasión

14. TERMOFORMADO (tipos de procesos) Procesos Básicos o de un solo paso Procesos Multipasos Procesos con ayuda de pistón Procesos especiales

15. TERMOFORMADO (Formado a Vacío Directo) Este es un proceso que tiene un molde hembra sobre el que se coloca la lámina previamente calentada y bajo el que se aplica vacío, así la lámina baja y adquiere la forma final

16. TERMOFORMADO (Formado a Vacío Directo) Ventajas Sencillez de moldes Facilidad de procesamiento Bajo costo Desventajas No se logra uniformidad Profundidad limitada Fondo y esquinas delgadas y borde grueso Aplicaciones Charolas Platos desechables Protectores y separadores de frutas Protecciones de cosméticos Protecciones de fármacos La gran mayoría de blister pack

17. TERMOFORMADO (Formado a Vacío Molde macho ) Para este caso la lámina reblandecida, se coloca sobre un molde macho y debajo de este se aplica el vacío para que el material tome la forma del mismo

18. TERMOFORMADO (Formado a Vacío Molde macho ) Ventajas Fácil desmoldeo Se pueden utilizar moldes mas complicados Moldes mas económicos que en el caso anterior Desventajas No se logra uniformidad en el espesor Fondo y esquinas gruesas y paredes delgadas Aplicaciones Blister en los que se desee proteger el producto Blister unido con cartón

19. TERMOFORMADO (Formado a Presión libre ) En este proceso se carecen de moldes, un sensor determina el tamaño de la burbuja, se fija la lámina reblandecida sobre la cámara de presión y se le inyecta aire hasta que al burbuja alcanza la altura deseada

20. TERMOFORMADO (Formado a Presión libre ) Ventajas Muy bajo costo Facilidad de moldeo No se requieren moldes Desventajas Solo se pueden obtener burbujas El control del tamaño de la burbuja depende de la exactitud del sensor y la habilidad del operario Aplicaciones Todo el bubble pack y protecciones que sean medio esfericas

21. TERMOFORMADO (Formado a Presión ) Este proceso sigue el principio de vacío. Para ayudar a bajar la lamina hasta el fondo del molde se coloca sobre ésta una cámara de presión y se inyecta aire; de esta forma la lámina alcanza la profundidad total y se puede reducir un poco el adelgazamiento de las paredes, al ejercer dos fuerzas en el momento del formado

22. TERMOFORMADO (Formado a Presión ) Ventajas Se alcanzan mayores profundidades La dif. con el espesor de las paredes se reduce Desventajas Se requieren dos sistemas (Vacío e inyección de aire) Costoso Aplicaciones Para piezas de superficies muy detalladas Para materiales difíciles de procesar como el PP

23. TERMOFORMADO (Formado Mecánico ) Se logra al presionar la lámina reblandecida entre un juego de moldes hembra macho. La presión que se aplica es de casi 50 PSI y puede llegar hasta 150 PSI

24. TERMOFORMADO (Procesos multipasos ) Estos son procesos de dos o mas pasos, en los cuales se involucran fuerzas para el formado, obteniendo productos de mayor calidad. Esto en función de que una primera fuerza estira la lámina y una segunda lo forma, logrando que el producto terminado tenga uniformidad en el espesor de sus paredes

25. TERMOFORMADO (Formado al vacio con colchon de aire) Sigue el principio de formado a vacío directo, antes de aplicarlo se forma una burbuja inyectando aire que estira la lámina

26. TERMOFORMADO (Formado a Presión con colchón de aire) Se forma una burbuja y cuando la lámina toca el molde, este baja hasta cerrar la cámara y logra que la presión haga que la lámina se adhiera a él

27. TERMOFORMADO (Formado a vacío con retorno) Se genera una burbuja que en lugar de generarse por presión, se produce al aplicar vacío y esta no toca el molde hasta que se cierra la cámara; es entonces cuando nuevamente se aplica vacío, pero en sentido inverso para lograr que el material se adhiera al molde

28. TERMOFORMADO (Formado a presión con retorno) La presión crea la burbuja y la fuerza que logra que la lámina adquiera la forma del molde. Genera una cavidad inversa a la cavidad final del recipiente

29. TERMOFORMADO (Procesos con ayuda de pistón) En algunos casos además del uso de aire ay sea como presión o fuerza de vacío para lograr un previo estiramiento, el proceso se auxilia de medios mecánicos como un pistón, para alcanzar grandes profundidades antes de efectuar el proceso de formado total

30. TERMOFORMADO (Procesos con ayuda de pistón)