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真空成型機的使用心得

作者:林允涵

 

真空成型機是一種製造塑膠製品的製程設備,通常用於生產大批量的塑料製品,因為它可以迅速重複地製造相同形狀的產品,而且成本相對低廉。這個技術廣泛應用在不同產品的製造,如:包裝、玩具、電子元件的外殼、汽車、航空航天、醫療設備和其他行業中,以製造各種塑料部件和產品。YouTube上也可以看到拍攝工廠用來製造浴缸或是行李箱。

真空成型機的發明可以追溯到20世紀初期,1920年代初期美國工程師威廉·B·喬伊(William B. Joy)被認為是真空成型機的早期發明者之一,他開發了一種稱為”熔融吸塑”(thermoforming)的過程,該過程類似於現代真空成型,將熱軟化的塑料拉伸到模具中。這種技術後來成為真空成型的基礎。1930年代至二戰期間則大量用於飛機零件以及軍用品的製造。

由於真空成型的原理很單純,將薄片塑膠均勻加熱後,用真空吸力將其塑形成與原型相似的塑膠殼。故在近年來的maker風潮中也不乏有人DIY製作真空成型,也陸續在募資網站上可以看到小型機型的研發,這部分可以參考這篇文章:【自造進化論】真空成型機募資史與規格迭代。

台灣最著名的家用真空成型機就屬邁雅的 FORMART ,幾年前推出了第一代機款,在抽真空的功能是需要外接吸塵器來運作,今年他們又推出了最新的  FORMART ,不需外接吸塵器就可操作,在使用者體驗上大大加分,這台也是我首次試用的真空成型機,用完後歸納了一些特點與注意事項。

1.真空成型機用途多樣且特性難以取代

塑膠加工對於獨立創作的maker來說一直是比較難著手的媒材,但塑膠的特性是其他材料都難以取代的,如:透明、輕盈、堅固、有彈性等等,當我們需要使用兼具這些特性的材料時,家用的真空成型機就是最好的幫手。它的用途除了成型的塑膠殼可直接用於包裝殼之外;各種造型的中空塑膠殼也可作為燈罩或面具、模型,成型後適合塗裝、打磨、上色。

另外用於各種材質的翻模也是非常方便,它可以最快速簡單的做出灌注用的外模,因此是高度客製化翻模的最佳選項,如:融蠟、皂液、環氧樹脂、石膏、水泥等,且搭配食品級塑膠更可以製作果凍、巧克力等等的灌注塑形。在我的經驗中,以上的每個用途都沒有比真空成型更優秀的製法。

2.不同塑膠特性各異

在真空成型的塑膠有許多不同的材質,每個塑膠特性的不同適用於不同的用途,這次我試用了三種塑膠。

① PET

它是透明而堅韌的塑膠,我使用0.5mm的 PET 做水泥灌膜,覺得外模太硬增加脫模的難度,除非造型原先就設計得非常好脫模,不然會建議改用0.3mm的於灌模用,或換成別款塑膠,PET 堅硬的特性使得它在反覆脫模幾次後容易變形毀損,且若過度加熱會有白化的狀況。它的特性非常適合用在包裝外殼或立體小模型、公仔、配件。

② TPU(熱塑性聚氨酯)

霧面半透明的軟塑膠 TPU 是翻模的絕佳選擇,比起PET它更軟且有彈性方便脫模,經過多次反覆使用也不會變形。我們測試水泥翻模時 PET 一直失敗的造型改成 TPU 就順利翻模成功了!

③ LDPE

它是白色半透光的塑膠板,廠商資料是說也適合翻模,但我看到它半透光的特性,就直覺得把它做成了燈罩,成品效果非常好!

3.模具製作小技巧:拔模角、倒圓角、小圓孔

真空成型的塑膠殼用於灌模時有很多小訣竅讓過程更加順利,前述的塑膠特性之外,在原型的造型上做拔模角以及在各種直角都儘量改成圓角會更幫助脫模。另外若是有很精細的小起伏造型,可以在凹洞的邊邊角角做一些 1mm 左右的小孔洞,在抽真空時可以幫助更精細的塑型。

4.小限制

①太窄的縫隙不易成型

家用機器的真空壓力以及塑膠加熱的精細度有限,故這次測試中比較窄又高的縫隙就沒有完整的成型。

②高低落差大塑膠會變薄

若是造型比較高,那塑膠在成型時會有一定程度的拉長,導致塑膠變薄。

③拉絲

拉絲是真空成型的特性,遇到過高的物件時,邊角處的塑膠會產生拉絲的狀況,FORMART 在配件中提供了拉絲消除器,放在物件四周可一定程度的消除拉絲。

 

對於我們試用過程有興趣的話可以看這支影片喔!

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林 允涵

透過拍攝影片紀錄創作過程並提供開源設計,讓更多人對於自造運動產生興趣並開始自己動手實現自己的想法

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