La termoformatura è un processo di produzione della plastica che trasforma le lastre termoplastiche in forme specifiche utilizzando degli stampi. Il processo è semplice e prevede due fasi fondamentali: il riscaldamento e la formatura. Si possono utilizzare diversi materiali, come polistirene, acetato di cellulosa butirrato, ABS, acrilico, PVC, polipropilene e polietilene. Il processo consente di ottenere un'elevata qualità di finitura superficiale, che dipende dalle condizioni della superficie dello stampo.

Descrizione del processo

La termoformatura consiste nel riscaldare una lastra termoplastica piatta fino a renderla malleabile, per poi modellarla utilizzando il vuoto, la pressione o la forza meccanica. Il processo, noto anche come termoformatura sotto vuoto, termoformatura a pressione, soffiaggio o termoformatura meccanica, consiste nel riscaldamento (tramite riscaldatori radianti montati equidistantemente) e nella formatura. La lastra di plastica, fissata da morsetti sopra la cavità dello stampo, si ammorbidisce sotto il calore e viene aspirata nello stampo sotto vuoto o a pressione attraverso i fori alla base dello stampo. Una volta raffreddato, il pezzo formato viene rimosso.

Applicazioni della termoformatura

La termoformatura viene utilizzata per produrre un'ampia gamma di prodotti, tra cui:

- Aprire pannelli e contenitori di plastica

- Contenitori e imballaggi per alimenti

- Fodere per porte di frigoriferi

- Cartelli e display in plastica

- Elettrodomestici (ad esempio, lavandini, vasche da bagno, pannelli doccia)

- Parti di automobili, in particolare interni

- Scafi di piccole imbarcazioni

- Lucernari sagomati

- Custodie elettriche

- Pagine di testo in Braille

- Armadietti per le attrezzature  

I materiali

I materiali adatti alla termoformatura includono:

- Polistirolo

- Acetato di cellulosa butirrato

- Acetato di cellulosa

- ABS

- Acrilico

- PVC

- Polipropilene

- Polietilene

Linee guida per la progettazione

Per ottimizzare i risultati della termoformatura, considerare:

- Spessore massimo della lastra: ~3 mm; il minimo varia a seconda del materiale (0,05-0,5 mm).

- Sezione minima: 25 mm²; dimensioni massime: 7,5 m × 2,5 m.

- Angolo di sformo: ≥1°.

- Intervallo di tolleranza: 0,025-2 mm, a seconda dello stampo.

- Tolleranza di spessore: ~20%.

- Raggio d'angolo: Maggiore dello spessore del prodotto.

- Limitazioni: Non è in grado di produrre grandi superfici con fori; caratteristiche come scritte, nervature o bugnature sono costose.

- Complessità della forma: Moderata.

Variazioni di processo

La termoformatura ha diverse varianti per adattarsi a prodotti e materiali diversi:

1. Termoformatura sotto vuoto

All'interno dello stampo viene creato il vuoto per modellare il foglio di plastica. Il limite di pressione è di ~1 atm. L'aria viene rimossa tramite una pompa di aspirazione collegata a dei fori alla base dello stampo.

2. Termoformatura a pressione (stampaggio a soffiaggio)

La pressione dell'aria (3-4 atm) deforma la lastra di plastica, in modo simile alla soffiatura del vetro. Un foro nella parte superiore dello stampo elimina l'aria residua, mentre alla base sono presenti degli sfiati.

3. Stampi maschili e femminili  

Stampi maschili (convessi): La plastica si deforma sullo stampo e le dimensioni della superficie interna corrispondono a quelle dello stampo. Richiede il vuoto.

Stampi femmina (concavi): La plastica si deforma nello stampo e le dimensioni della superficie esterna corrispondono a quelle dello stampo. Compatibile con qualsiasi tipo di pressione.

4. Termoformatura meccanica

Utilizza stampi sia maschili che femminili per pressare il foglio di plastica riscaldato senza vuoto o pressione, modellandolo per compressione diretta dello stampo.

Considerazioni economiche

Velocità di produzione: 60-360 pezzi/ora, adatto alla produzione di grandi volumi.

Tempi di consegna: Misurato in giorni.

Automazione: Completamente automatizzabile per una produzione elevata.

Utensili: Stampi multipli per macchina aumentano l'efficienza; i costi degli utensili variano in base alla complessità.

Costi delle macchine: Le macchine semplici hanno un costo basso o moderato; i sistemi automatizzati sono costosi.

Costo della manodopera: Da basso a moderato, a seconda del prodotto e del volume.

Vantaggi della termoformatura

- Eccellente finitura superficiale, dipendente dalla qualità dello stampo.

- Nessuna linea di separazione, a differenza di molti processi di produzione della plastica.

- È richiesta una post-elaborazione minima.

- Supporta diversi materiali, ideale per l'imballaggio industriale.

Svantaggi della termoformatura

- La plastica in fogli è più costosa dei pellet grezzi.

- Assottigliamento eccessivo in corrispondenza degli angoli vivi.

- I parametri multipli (temperatura, pressione del vuoto, forza di serraggio) richiedono un controllo preciso.