Quels types de produits ou de formes conviennent au processus de thermoformage ?

Le thermoformage est une technique de fabrication polyvalente qui consiste à chauffer des feuilles thermoplastiques et à les mouler en divers produits en appliquant un vide ou une pression, puis à les refroidir pour fixer la forme. Ce procédé est réputé pour sa rentabilité et son efficacité, ce qui en fait un produit de base dans des secteurs tels que l'emballage, l'automobile et l'électroménager. Toutefois, sa pertinence dépend fortement des types de produits et de formes qu'il peut produire efficacement.

Le thermoformage est idéal pour les produits tels que plateaux d'emballage¹, panneaux automobiles²et les revêtements d'appareils, avec des formes relativement peu profondes, des courbes douces et en évitant les angles vifs ou les contre-dépouilles.

Dans cet article de blog, nous allons nous pencher sur les produits et les formes les plus courants qui s'intègrent parfaitement dans les systèmes d'information. thermoformage³Le thermoformage est un procédé de fabrication qui permet de réduire les coûts, d'explorer les principales considérations de conception et de comparer le thermoformage à d'autres méthodes de fabrication. Que vous conceviez un nouveau produit ou que vous optimisiez votre production, ce guide vous éclairera sur les points forts du thermoformage.

Quels sont les produits les plus courants fabriqués par thermoformage ?

Le thermoformage excelle dans la production d'articles légers et durables de grande surface, destinés à un large éventail d'industries. Sa capacité d'adaptation aux matériaux fins et épais en fait une solution de choix pour les applications où le coût et la rapidité l'emportent sur la nécessité d'obtenir des tolérances ultra-précises.

Les produits thermoformés les plus courants sont les plateaux d'emballage, panneaux intérieurs automobiles⁴Le procédé permet de traiter efficacement des conceptions de grande taille et peu profondes.

Type de produit	L'industrie	Notes
Plateaux d'emballage	Alimentation, Électronique	Jauge fine, jetable
Panneaux automobiles	Transport	Jauge lourde et durable
Revêtements pour appareils ménagers	Appareils ménagers	Résistant à la chaleur, grand
Boîtiers médicaux	Soins de santé	Stérile, précis

Plateaux d'emballage

Le thermoformage domine la production de plateaux d'emballage, de blisters et de coquilles, en utilisant généralement des feuilles de faible épaisseur (moins de 0,060 pouce). Ces articles sont parfaits pour les applications à volume élevé et à usage unique dans les secteurs de l'alimentation et de l'électronique, car ils permettent une production rapide et une utilisation minimale de matériaux. Des entreprises comme Amcor le thermoformage pour des solutions d'emballage personnalisées et protectrices.

Panneaux intérieurs automobiles

Dans le secteur automobile, le thermoformage permet de fabriquer des composants intérieurs tels que les panneaux de porte et les couvercles de tableau de bord à partir d'une seule pièce. tôles de fort calibre⁵ (plus de 0,060 pouce). Ces pièces requièrent durabilité et esthétique, souvent améliorées par formation sous pression⁶ pour des textures détaillées. Faurecia utilise ce processus pour créer des panneaux légers et robustes répondant à des normes rigoureuses.

Revêtements pour appareils ménagers

Le thermoformage produit des revêtements sans soudure pour les réfrigérateurs et les fours, en utilisant des matériaux tels que l'ABS pour la résistance à la chaleur et l'isolation. Sa capacité à former de grands composants en une seule pièce de manière rentable est un avantage clé. Whirlpool s'appuie sur cette méthode pour fabriquer efficacement des appareils électroménagers.

Boîtiers de dispositifs médicaux

Dans le domaine de la santé, le thermoformage permet de créer des enveloppes et des plateaux précis et stériles à l'aide de matériaux tels que le PETG. Sa compatibilité avec les processus de stérilisation lui confère une valeur inestimable. Tek Pak est spécialisé dans ce type de solutions, garantissant la fonctionnalité et la sécurité.

Quelles sont les formes adaptées au thermoformage ?

Les formes les mieux adaptées au thermoformage correspondent à l'étirement d'une feuille plate sur ou dans un moule. Les contraintes géométriques telles que la profondeur, les angles et la courbure jouent un rôle essentiel dans la détermination de la faisabilité.

Les formes adaptées au thermoformage sont relativement peu profondes, avec des courbes douces, un rapport de tirage jusqu'à 3:1⁷et angles de dépouille de 1,5 à 5 degrés⁸ pour faciliter le démoulage.

Taux de tirage

Le ratio d'étirage - la surface du moule divisée par la surface de la feuille d'origine - ne doit pas dépasser 3:1 dans l'idéal. Cela signifie que la profondeur d'une pièce ne doit pas être supérieure à trois fois sa largeur afin d'éviter un amincissement excessif. Par exemple, un plateau d'une profondeur de 6 pouces doit avoir une largeur d'au moins 2 pouces.

Angles d'ébauche

Les angles de dépouille (1,5 à 5 degrés) réduisent les parois latérales pour faciliter le démoulage des pièces. Les caractéristiques plus profondes nécessitent des angles plus importants - par exemple, une pièce de 4 pouces de profondeur peut nécessiter 3 degrés, tandis qu'une pièce peu profonde peut nécessiter 1,5 degré.

Éviter les angles vifs et les contre-dépouilles

Les angles vifs amincissent le matériau de manière inégale et les contre-dépouilles compliquent le démoulage. Les rayons généreux et les conceptions simplifiées sont préférables, bien que les pièces mobiles du moule puissent supporter les contre-dépouilles, moyennant un coût supplémentaire. Un plateau aux bords arrondis se forme mieux qu'un plateau aux angles vifs.

Formes complexes avec le formage sous pression

Le formage sous vide, quant à lui, convient aux formes simples, le formage sous pression utilise une pression plus élevée⁹ pour les pièces détaillées et texturées, comme les panneaux automobiles aux motifs complexes. Produits Ray met en valeur cette capacité de manière efficace.

Quelles sont les considérations en matière de conception pour le thermoformage ?

La réussite du thermoformage dépend d'une conception réfléchie qui permet d'équilibrer la fabrication et les performances. Des paramètres clés guident ce processus.

Les principales considérations de conception pour le thermoformage comprennent le maintien d'un rapport d'étirage allant jusqu'à 3:1, l'incorporation d'angles d'étirage de 1,5 à 5 degrés, et le maintien d'un rapport d'étirage de 3:1. éviter les angles vifs et les contre-dépouilles¹⁰.

Paramètres de conception	Valeur recommandée	Notes
Taux de tirage	Jusqu'à 3:1	Éviter l'amincissement excessif
Angles d'ébauche	1,5-5 degrés	Plus grand pour des caractéristiques plus profondes
Rayon de l'angle	≥ Épaisseur du matériau	Assure une distribution uniforme
Sous-coupes	Éviter ou utiliser des noyaux mobiles	Augmentation des coûts et de la complexité

Sélection des matériaux

Des matériaux tels que le PET (pour la clarté de l'emballage), l'ABS (pour la résistance aux chocs) et le PP (pour la résistance à la chaleur) déterminent la formabilité et les propriétés. Le choix du bon matériau s'aligne sur les besoins du produit.

Épaisseur de la paroi

L'amincissement se produit dans les zones étirées, c'est pourquoi le fait de commencer par une tôle plus épaisse (par exemple, 0,125 pouce pour une épaisseur finale de 0,060 pouce) ou d'ajouter des nervures garantit la solidité sans excès de matériau.

Tolérances

Avec des tolérances de l'ordre de ±0,020 pouce, le thermoformage convient aux applications moins précises. Des spécifications plus strictes peuvent nécessiter un usinage secondaire, comme c'est le cas pour certains boîtiers médicaux.

Comment le thermoformage se compare-t-il aux autres procédés de fabrication ?

Les atouts et les limites du thermoformage apparaissent clairement lorsqu'on le compare à d'autres solutions telles que le moulage par injection et le moulage par soufflage.

Les offres de thermoformage réduction des coûts d'outillage¹¹ et des délais plus courts¹² que le moulage par injection, mais il est moins précis et ne convient pas aux pièces très complexes ou creuses.

Thermoformage et moulage par injection

• Coûts d'outillage : L'outillage du thermoformage est 50-90% moins cher-$10 000 contre $100 000 pour un grand panneau.

• Délais d'exécution : Des semaines contre des mois pour la création d'outils.

• Précision : Le moulage par injection l'emporte pour les tolérances serrées et la complexité.

• Utilisation des matériaux : Le thermoformage est idéal pour les pièces de grande taille et à parois minces.

Thermoformage et moulage par soufflage

• Géométrie : Le moulage par soufflage convient aux articles creux (par exemple, les bouteilles) ; le thermoformage convient aux pièces ouvertes et peu profondes.

• Efficacité : Le thermoformage permet de mieux traiter les pièces de grande taille.

• Vitesse : Les deux sont rapides, mais le thermoformage est plus efficace pour les dessins plats.

Conclusion

Le thermoformage brille pour la production des pièces grandes et légères¹³ comme les plateaux d'emballage, les panneaux automobiles et les revêtements d'appareils électroménagers, en particulier pour des volumes faibles à moyens. Sa rentabilité et sa rapidité en font un outil de choix, même s'il est moins adapté aux conceptions complexes, précises ou creuses. En maîtrisant les produits, les formes et les considérations de conception appropriés, vous pouvez exploiter tout son potentiel.