تفاوت وکیوم فرمینگ و ترموفرمینگ
وکیوم فرمینگ و ترموفرمینگ دو روش پرکاربرد در صنعت پلاستیک هستند که برای شکل دهی به پلاستیکهای گرم شده به کار میروند. هر دو روش دارای مزایا و معایب خاص خود هستند و انتخاب روش مناسب به عوامل مختلفی همچون نوع پلاستیک، پیچیدگی قطعه، حجم تولید و کیفیت سطح مورد نیاز وابسته است. در وکیوم فرمینگ نیازمند استفاده از تجهیزات وکیوم مانند پمپ وکیوم و.. هستیم، اما در ترموفرمینگ موارد دیگری کاربرد دارند. (از اینجا میتوانید این تجهیزات را ببینید sanati118.ir)
انتخاب روش مناسب برای تولید قطعات پلاستیکی به عوامل مختلفی بستگی دارد. برخی از عوامل مهم در انتخاب روش عبارتند از نوع پلاستیک، پیچیدگی قطعه، حجم تولید، کیفیت سطح مورد نیاز و هزینه تولید. اگر به دنبال تولید قطعات پلاستیکی با هزینه کم و سرعت بالا هستید، وکیوم فرمینگ گزینه مناسبی است. اما اگر به دنبال تولید قطعات پلاستیکی با کیفیت سطح بالا و دقت ابعادی بیشتر هستید، ترموفرمینگ گزینه مناسبی است.
در این مقاله، به بررسی تفاوتهای بین این دو روش و کاربردهای آنها خواهیم پرداخت.
وکیوم فرمینگ و ترموفرمینگ چه فرقی دارند؟
وکیوم فرمینگ و ترموفرمینگ، هرچند شباهتهایی دارند، اما تفاوتهای کلیدی نیز بین آنها وجود دارد. یکی از تفاوتهای اصلی، نوع پلاستیکی است که در هر روش استفاده میشود. وکیوم فرمینگ معمولاً برای پلاستیکهای ترموپلاستیک مانند پلی استایرن، پلی اتیلن و پلی پروپیلن استفاده میشود، در حالی که ترموفرمینگ برای طیف وسیعی از پلاستیکها، از جمله پلی کربنات، ABS و PETG، قابل استفاده است.
همچنین، روش اعمال فشار نیز در این دو روش متفاوت است. در وکیوم فرمینگ، از فشار هوا برای کشیدن پلاستیک روی قالب استفاده میشود. در حالی که در ترموفرمینگ، از فشار هوا یا خلاء برای شکل دهی پلاستیک استفاده میشود. علاوه بر این، پیچیدگی قالب نیز در این دو روش متفاوت است. وکیوم فرمینگ برای تولید قطعات با شکلهای ساده و متوسط مناسب است، در حالی که ترموفرمینگ برای تولید قطعات با شکلهای پیچیده و دقیقتر مناسب است.
مقایسه مزایا و معایب
وکیوم فرمینگ و ترموفرمینگ، هر دو دارای مزایا و معایبی هستند. از مزایای وکیوم فرمینگ میتوان به هزینه کمتر، انعطاف پذیری بیشتر و سرعت تولید بالاتر اشاره کرد. اما از معایب آن میتوان به محدودیت در پیچیدگی قطعه و کیفیت سطح پایینتر اشاره کرد. از مزایای ترموفرمینگ میتوان به کیفیت سطح بالاتر، دقت ابعادی بیشتر و امکان تولید قطعات پیچیده اشاره کرد. اما از معایب آن میتوان به هزینه بالاتر و سرعت تولید پایینتر اشاره کرد.
فرآیند وکیوم فرمینگ چیست؟
وکیوم فرمینگ یک فرآیند ساده و کم هزینه است که برای تولید قطعات پلاستیکی با شکلهای مختلف استفاده میشود. در این روش، یک ورقه پلاستیکی گرم شده روی یک قالب کشیده میشود و سپس با استفاده از فشار هوا خنک و شکل داده میشود. ابتدا، ورقه پلاستیکی در یک کوره گرم میشود تا به حالت نرم و قابل شکل دهی برسد. سپس، ورقه پلاستیکی گرم شده روی یک قالب کشیده میشود و با اعمال فشار هوا به زیر ورقه پلاستیکی، آن را به شکل قالب درمیآورند. در نهایت، ورقه پلاستیکی خنک میشود و به شکل نهایی خود میرسد.
وکیوم فرمینگ به دلیل سادگی و کم هزینه بودن، در صنایع مختلفی استفاده میشود. از جمله کاربردهای اصلی وکیوم فرمینگ میتوان به تولید قطعات داخلی خودرو مانند داشبورد، قطعات تزئینی و قطعات فنی، تولید قطعات الکترونیکی مانند قابهای تلویزیون، مانیتور و تلفن همراه، تولید قطعات پزشکی مانند ظروف آزمایشگاهی، قطعات دستگاههای پزشکی و بسته بندی تجهیزات پزشکی، و تولید بسته بندیهای پلاستیکی برای محصولات مختلف اشاره کرد.
فرآیند ترموفرمینگ چیست
ترموفرمینگ یک روش پیچیدهتر و گرانتر از وکیوم فرمینگ است که برای تولید قطعات پلاستیکی با کیفیت سطح بالا و دقت ابعادی بیشتر استفاده میشود. در این روش، یک ورقه پلاستیکی گرم شده با استفاده از یک قالب مثبت یا منفی شکل داده میشود. ابتدا، ورقه پلاستیکی در یک کوره گرم میشود تا به حالت نرم و قابل شکل دهی برسد. سپس، ورقه پلاستیکی گرم شده روی یک قالب کشیده میشود و با اعمال فشار هوا یا خلاء به زیر ورقه پلاستیکی، آن را به شکل قالب درمیآورند. در نهایت، ورقه پلاستیکی خنک میشود و به شکل نهایی خود میرسد.
ترموفرمینگ به دلیل کیفیت سطح بالا و دقت ابعادی، در صنایع مختلفی استفاده میشود. از جمله کاربردهای اصلی ترموفرمینگ میتوان به تولید ظروف بسته بندی برای مواد غذایی مانند ماست، سالاد و غذاهای آماده، تولید بسته بندیهای پلاستیکی برای محصولات مختلف، تولید قطعات پزشکی با دقت بالا مانند ظروف آزمایشگاهی، قطعات دستگاههای پزشکی و ایمپلنتها، و تولید قطعات الکترونیکی با کیفیت سطح بالا مانند قابهای تلفن همراه، تبلت و لپ تاپ اشاره کرد.
تفاوت وکیوم فرمینگ و ترموفرمینگ بر اساس مراحل انجام کار
- ایجاد خلاء: در وکیوم فرمینگ، ایجاد خلاء نقش اصلی را در شکلدهی ورق پلاستیک دارد. در حالی که در ترموفرمینگ، ممکن است از فشار هوا یا نیروی مکانیکی نیز استفاده شود.
- نوع قالب: در وکیوم فرمینگ، معمولاً از قالبهای منفی استفاده میشود. در ترموفرمینگ، میتوان از قالبهای مثبت یا منفی استفاده کرد.
- عمق کشش: در وکیوم فرمینگ، عمق کشش ورق پلاستیک محدودتر است، در حالی که در ترموفرمینگ میتوان قطعات با عمق کشش بیشتری تولید کرد.
تفاوت وکیوم فرمینگ و ترموفرمینگ از نظر قالب سازی و ابزار
قالبسازی در وکیوم فرمینگ
- قالب منفی: در وکیوم فرمینگ، معمولاً از قالبهای منفی استفاده میشود. این قالبها به شکل معکوس قطعه نهایی ساخته میشوند و ورق پلاستیک گرم شده بر روی آنها کشیده میشود.
- سادگی ساخت: ساخت قالبهای منفی در وکیوم فرمینگ نسبتاً ساده و کمهزینه است. اغلب از مواد مانند چوب، گچ یا رزینهای پلیاستر استفاده میشود.
- تغییرات آسان: در صورت نیاز به تغییر در طراحی قطعه، میتوان قالبهای منفی را به راحتی اصلاح یا تعویض کرد.
قالبسازی در ترموفرمینگ
- قالب مثبت یا منفی: در ترموفرمینگ، میتوان از هر دو نوع قالب مثبت و منفی استفاده کرد. قالب مثبت دقیقاً مشابه شکل قطعه نهایی است و ورق پلاستیک گرم شده به داخل حفره قالب فشرده میشود. قالب منفی نیز مشابه وکیوم فرمینگ عمل میکند.
- دقت بالا: برای تولید قطعات با دقت بالا و جزئیات زیاد، از قالبهای مثبت با کیفیت بالا استفاده میشود که معمولاً از آلومینیوم، مس یا فولاد ساخته میشوند.
- هزینه ساخت بالاتر: ساخت قالبهای مثبت با دقت بالا، به ویژه برای قطعات پیچیده، هزینه بیشتری نسبت به قالبهای منفی در وکیوم فرمینگ دارد.
تفاوت وکیوم فرمینگ و ترموفرمینگ بر اساس ابزار قالب مورد استفاده
وکیوم فرمینگ (Vacuum Forming)
- قالب منفی: در وکیوم فرمینگ، معمولاً از قالبهای منفی استفاده میشود. این قالبها به صورت معکوس قطعه نهایی ساخته شده و ورق پلاستیکی گرم شده بر روی آنها کشیده میشود.
- سادگی ساخت قالب: قالبهای منفی در وکیوم فرمینگ به نسبت ساده و ارزانتر هستند. اغلب از مواد مانند چوب، گچ، رزینهای پلیاستر و یا حتی فومهای قالبگیری استفاده میشود.
- تغییرات آسان قالب: در صورت نیاز به تغییر در طراحی قطعه، میتوان قالبهای منفی را به راحتی اصلاح یا تعویض کرد.
- دقت پایینتر: به دلیل سادگی ساخت، دقت ابعادی قالبهای منفی نسبت به قالبهای مثبت کمتر است.
ترموفرمینگ (Thermoforming)
- قالب مثبت یا منفی: در ترموفرمینگ، هم از قالبهای مثبت و هم منفی میتوان استفاده کرد.
- قالب مثبت: دقیقاً مشابه شکل قطعه نهایی است و ورق پلاستیکی گرم شده به داخل حفره قالب فشرده میشود.
- قالب منفی: مشابه وکیوم فرمینگ عمل میکند.
- دقت بالا: برای تولید قطعات با دقت بالا و جزئیات زیاد، از قالبهای مثبت با کیفیت بالا استفاده میشود. این قالبها معمولاً از آلومینیوم، مس یا فولاد ساخته میشوند و نیاز به ماشینکاری دقیق دارند.
- هزینه ساخت بالاتر: ساخت قالبهای مثبت با دقت بالا، به ویژه برای قطعات پیچیده، هزینه بیشتری نسبت به قالبهای منفی در وکیوم فرمینگ دارد.
- پایداری بیشتر: قالبهای فلزی در ترموفرمینگ مقاومت بیشتری در برابر حرارت و سایش دارند و عمر مفید بیشتری دارند.
تفاوت وکیوم فرمینگ و ترموفرمینگ از نظر هزینه
انتخاب بین وکیوم فرمینگ و ترموفرمینگ به عوامل مختلفی از جمله هزینه بستگی دارد. هر دو روش دارای مزایا و معایب خاص خود هستند که بر هزینه نهایی تولید تأثیر میگذارند.
هزینههای اولیه
- قالبسازی:
- وکیوم فرمینگ: ساخت قالبهای منفی در وکیوم فرمینگ به طور کلی سادهتر و ارزانتر است.
- ترموفرمینگ: ساخت قالبهای مثبت، به خصوص برای قطعات پیچیده، هزینه بیشتری دارد. مواد اولیه با کیفیت بالاتر و فرآیند ساخت دقیقتر باعث افزایش هزینهها میشود.
- تجهیزات:
- وکیوم فرمینگ: تجهیزات مورد نیاز برای وکیوم فرمینگ معمولاً سادهتر و ارزانتر هستند.
- ترموفرمینگ: تجهیزات ترموفرمینگ، به ویژه برای تولید حجم بالا، پیچیدهتر و گرانتر هستند.
هزینههای تولید
- مواد اولیه: هزینه مواد اولیه در هر دو روش مشابه است، اما میزان مصرف مواد در ترموفرمینگ ممکن است به دلیل دقت بالاتر و ضایعات کمتر، کمی کمتر باشد.
- نیروی کار: فرآیند وکیوم فرمینگ به نیروی کار ماهر کمتری نیاز دارد و در نتیجه هزینههای نیروی کار پایینتری دارد.
- انرژی: مصرف انرژی در وکیوم فرمینگ به دلیل سادگی فرآیند کمتر است.
- ضایعات: میزان ضایعات در وکیوم فرمینگ به دلیل دقت کمتر قالبها ممکن است بیشتر باشد.
عوامل موثر بر هزینهها
- پیچیدگی قطعه: هرچه قطعه پیچیدهتر باشد، هزینه ساخت قالب و تولید در هر دو روش افزایش مییابد.
- حجم تولید: برای تولید انبوه، هزینههای ثابت تقسیم بر تعداد قطعات میشود و در نتیجه هزینه واحد کاهش مییابد.
- دقت ابعادی: برای قطعات با دقت ابعادی بالا، ترموفرمینگ هزینه بیشتری دارد.
- مواد اولیه: نوع و ضخامت مواد اولیه نیز بر هزینهها تأثیرگذار است.
کاربرد پمپ وکیوم در فرایند وکیوم فرمینگ
پمپ وکیوم یکی از اجزای اصلی و حیاتی در فرایند وکیوم فرمینگ به شمار میرود. نقش اصلی این پمپ، ایجاد خلاء یا خلأ نسبی در فضای بین ورق پلاستیکی گرم شده و قالب است. این خلأ باعث میشود که ورق پلاستیکی نرم شده به شکل قالب کشیده شود و به آن بچسبد.
مکانیزم عملکرد پمپ وکیوم در وکیوم فرمینگ:
- گرم کردن ورق پلاستیکی: ابتدا ورق پلاستیکی تا دمایی مشخص گرم میشود تا نرم و شکلپذیر شود.
- ایجاد خلاء: پمپ وکیوم با مکش هوا از فضای بین ورق و قالب، خلأ ایجاد میکند. این عمل باعث ایجاد نیرویی میشود که ورق پلاستیکی را به سمت قالب میکشد.
- شکلدهی: تحت تأثیر این نیرو، ورق پلاستیکی به شکل قالب در میآید و به آن میچسبد.
- خنکسازی: پس از شکلدهی، قطعه خنک میشود و شکل خود را حفظ میکند.