Vacuum forming na fabricação de embalagens, protótipos e peças: redução de custos e eficiência

O vacuum forming, e termoformagem à vácuo, se apresenta como alternativa eficiente e vantajosa ao processo de injeção de termoplásticos

Utilizado em diferentes segmentos industriais, tais como automotivo, construção civil, brinquedos e embalagens, o vacuum forming é um processo de termomoldagem plástica por meio de sucção à vácuo. 

Enquanto o sistema de injeção termoplástica trabalha com fundição da matéria prima e posterior moldagem da peça, o vacuum forming utiliza chapas na matéria prima em aquecimento controlado. 

Com o material devidamente aquecido, é aplicada a sucção positiva (côncava) ou negativa (convexa) com a finalidade de moldar a matéria prima no formato desejado. 

Trata-se de uma alternativa eficiente para o sistema de injeção, capaz de baratear custos sem perder versatilidade e índices de resistência. 

Etapas do processo de vacuum forming

Existem variações no processo, causadas por diferenças de maquinário utilizado, características de projeto e outros fatores. 

No entanto, o processo de vacuum forming costuma apresentar as seguintes etapas: 

Posicionamento

Nesta primeira etapa do processo de vacuum forming, a chapa termoplástica é posicionada sobre a estrutura de moldagem. 

Para isso, são utilizados processos manuais ou automatizados, segundo o tipo de maquinário utilizado e a linha de produção. 

Já posicionada, a placa é submetida ao aquecimento. 

Aquecimento

Após o posicionamento, a chapa é aquecida de forma uniforme até que seja alcançada sua temperatura de transição vítrea. 

A temperatura de transição vítrea é aquela onde o material amorfo transita entre um estado de rigidez para o estado de moldagem, ou mole, o que permite sua moldagem. 

Ela é variável, em função da matéria prima utilizada. 

Geralmente, o aquecimento se dá por resistências. Os principais tipos disponíveis no mercado são: 

• Resistências de cerâmica;

• Resistências de quartzo (também conhecidas como infravermelho); e

• Resistências de cartucho. 

Conformação

Com a placa termoplástica devidamente aquecida e em sua temperatura vítrea, é aplicada a sucção à vácuo. 

Esta etapa é a responsável por moldar a peça em questão. Nela, o material é ‘puxado’ na direção adequada e se adere à superfície de moldagem, adquirindo assim sua forma. 

Resfriamento

Como o próprio nome indica, a etapa de resfriamento busca o retorno do material, já moldado, à temperatura ambiente, perdendo assim a flexibilidade que permitiu a conformação. 

Extração e acabamento

Após resfriada,a nova peça é extraída da superfície de conformação (automática ou manualmente, segundo a linha de produção) e está pronta para receber o acabamento.

O acabamento é variável, segundo a peça produzida, mas não foge ao comum aos processos do tipo, entre eles o corte e a pintura, apenas para citar exemplos. 

Matérias-primas para o vacuum forming

De acordo com Pickler (2016), as matérias primas mais comumente empregadas no processo vacuum forming são: 

• Polipropileno (PP);

• Acrilonitrila-Butadieno-Estireno (ABS);

• Polietileno (PE);

• Polietileno de alta densidade (PEAD);

• Poliestireno (PS);

• Policloreto de Vinila (PVC)

• Polietileno Tereftalato (PET)

• Polietileno Tereftalato Glicol (PETG)

Embora estes sejam os mais comuns, não são os únicos. De acordo com o mesmo autor, várias resinas termoplásticas são passíveis de utilização, incluindo os chamados blends, ou mesclas, de materiais. 

Além disso, o método permite ainda que sejam adicionados aditivos visando reforçar a matéria prima segundo seu uso, ampliando assim certas propriedades do material, tais como resistência mecânica, elasticidade, estabilidade dimensional ou leveza. (COSTA, 2019)

O fator determinante para a escolha da resina utilizada sempre será o alinhamento entre as particularidades de cada projeto e as propriedades do material. 

Vantagens do vacuum forming 

Em entrevista, o Diretor Industrial da TPU Embalagens (Limeira, SP) Leandro G. Firens, enumerou as vantagens do processo de vacuum forming:

Custo-benefício

O vacuum forming permite a redução de custos de produção quando comparado a outros processos, como a injeção. Assim, os clientes industrial e final se beneficiam de excelente qualidade com um menor investimento. 

Qualidade de acabamento

Peças conformadas através do vacuum forming são finalizadas de forma impecável, sem bolhas de ar, trincas, poros e outros problemas de qualidade apontados como responsáveis por perdas e desperdício, tanto na indústria plástica como para o cliente final. 

Rapidez de entrega

Nos processos de vacuum forming são realizados para otimizar tempo e diminuir o custo ferramental a qual uma injeção plástica teria. Sendo assim, o aceleramento do ciclo de produção se reflete no tempo de entrega para o consumidor. 

Versatilidade de acabamento

Como a resina utilizada no processo de vacuum forming pode receber cor antes de sua moldagem, os processos de acabamento podem ser otimizados. 

Isso agiliza o processo de produção e, consequentemente, os prazos de entrega do produto final. 

Além dessas vantagens, o vacuum forming ainda é um processo amigável ao meio ambiente, pois não lança gases tóxicos e/ou nocivos à atmosfera. Nele, são apenas utilizados processos de aquecimento e o vácuo. 

Embalagens em vacuum forming: Redução de custos com alta qualidade

Rápido, moderno e redutor de custos, o processo vacuum forming ganhou espaço no concorrido segmento de embalagens. 

Sua principal vantagem frente aos outros processos disponíveis no mercado é a redução de custos sem perda de qualidade. 

O mercado de embalagens blister, por exemplo, se beneficia enormemente do processo. 

“As embalagens produzidas pela TPU embalagens são muito versáteis, e se adaptam perfeitamente a qualquer tipo de linha de produção, seja ela manual ou automatizada”, comenta Firens. 

“Além disso, os projetos que desenvolvemos são feitos em CAD/CAM, o que favorece a precisão,eficiência e acabamento”, prossegue ele. 

Leandro comenta ainda a versatilidade do processo. 

“Embalagens são somente um dos produtos que podemos criar com o vacuum forming. Hoje, além delas, a TPU atua no mercado de peças técnicas, fabricando peças técnicas para uso em rotomoldagem e carenagem para diversos produtos, por exemplo.”
 

Referências

COSTA, Hamilton Nunes da. A influência de cargas na composição da matéria-prima plástica. 2019. Moldes Injeção Plásticos. Disponível em: <http://moldesinjecaoplasticos.com.br/a-influencia-de-cargas-na-composicao-da-materia-prima-plastica/>. Acesso em: 13 maio 2021

PICKLER, Guilherme de Pieri. Análise de eficiência energética de uma termoformadora de copos poliméricos descartáveis. 2016. 160 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2016. Disponível em: <https://repositorio.ufsc.br/xmlui/bitstream/handle/123456789/174696/344790.pdf?sequence=1&isAllowed=y>. Acesso em: 13 maio 2021.