A termoformagem consiste no aquecimento de uma placa termoplástica plana, previamente extrudada, a fim de que amoleça sobre um molde macho ou fêmea, onde o ar é sugado por entre a placa e o molde para que o material adquira o contorno da peça.
A termoformagem é um dos mais simples e econômicos processos de transformação de plásticos e, apesar de todas as variações de processo citadas acima (e que serão detalhadas aqui), consiste basicamente de cinco passos:
1) A placa é fixada na máquina;
2) A placa é aquecida;
3) A placa toma a forma do(s) molde(s) com o auxílio de vácuo, ar comprimido ou algum componente mecânico;
4) A peça é resfriada o suficiente para ser removida sem distorcer;
5) As rebarbas, principalmente as da área onde a placa foi fixada, são removidas.
Usa-se a termoformagem principalmente para a produção de peças de grandes dimensões e que não possuam desenhos complexos, como caiaques, caixas de ar automotivas, gavetas de geladeira etc; ou então, para embalagens descartáveis que não teriam um custo compensador se fossem produzidas via injeção, por exemplo. Peças com insertos (parafusos, roscas), túneis, castelos, dobras acentuadas, furos, paredes internas, entre outras coisas, não podem ser produzidas via termoformagem, pois o plástico na forma de placa usado no processo não consegue assumir detalhes como esses em um molde, ao contrário da moldagem por injeção onde o plástico é trabalhado no estado fundido (líquido).
No geral, qualquer material termoplástico pode ser termo-formado, contudo, a maior parte das peças produzidas por termoformagem são de poliestireno ou ABS. As placas são produzidas na maioria das vezes por extrusão e em menor escala por calandragem. Um bom material para termoformagem deve ter a capacidade de ser estampado em um molde sem rasgar ou afinar excessivamente, ser mole quando aquecido a ponto de moldar-se aos detalhes da cavidade sem chegar próximo à temperatura de fusão.
Existem algumas variações desse processo, incluindo: vacuum forming, vacuum snap back, pressure forming, twin sheet forming, plug assist, billow forming, free forming, drape forming, stretch forming, matched die forming e inline thermoforming.
Vacuum Forming (Moldagem a Vácuo) e Drape Forming (Moldagem Forçada)
Drape Forming
Vacuum forming é um processo de termoformagem que envolve a transformação de uma chapa termoplástica em uma peça tridimensional através da aplicação de calor e pressão. A grosso modo, o vacuum forming refere-se a todas as técnicas de termoformagem incluindo a drape forming, que é uma das técnicas mais populares. A principal diferença entre elas é que no vacuum forming a placa é forçada pelo vácuo contra o molde ou contra a caixa de molde, conforme o caso, sendo então, aquecida. Já no drape forming, a chapa presa por garras é colocada na posição de descida, pré-aquecida e forçada contra o molde (pode ser que a gravidade sozinha faça esse trabalho dependendo do molde), só então é aplicado o vácuo.
Pressure Forming (Moldagem a Pressão)
Pressure Forming
Parecido com o vacuum forming, exceto pela adição de pressão de ar, a qual comprime a placa na superfície do molde. Este processo permite a produção de peças muito detalhadas e com apelo estético, como superfícies texturizadas.
Twin Sheet Forming (Moldagem com Duas Placas)
Twin Sheet Forming
Nesse processo são usadas duas placas termoplásticas ao mesmo tempo, uma para o molde de baixo e outra para o molde de cima. Os plásticos aquecidos tomam a forma de cada molde e, ainda quentes, as duas partes são unidas sob alta pressão a fim de obter uma única peça oca.
Plug Assist (Moldagem com Plug ou Contramolde Auxiliar)
Moldagem com plug ou contramolde auxiliar
Nessa técnica a placa é aquecida acima do molde para que um contramolde (também conhecido como plug ou placa de pressão) desça e faça o pré-estiramento da placa já dentro de um molde fêmea (mas sem contato com as paredes da cavidade), com o objetivo de melhorar a uniformidade da espessura e deixar o material mais próximo da área de vácuo, que completará a conformação da peça no molde. Esta técnica é ideal para a produção de peças com profundidades, como a de um balde.
Vacuum Snap Back (Moldagem com Contramolde e Vácuo)
Moldagem com contramolde e vácuo
Aqui quem faz o pré-estiramento da placa termoplástica é o vácuo, antes mesmo que o plástico entre em contato com as paredes do molde. É uma técnica mais complexa que a
plug assist e que permite a produção de peças de profundidade com melhor uniformidade na espessura e menos marcas na superfície do produto.
Billow Forming (Moldagem com Balão)
Moldagem com balão
Técnica de moldagem onde a placa termoplástica é aquecida e recebe pressão de ar (sopro) no sentido contrário ao molde com o objetivo de estirá-la. Feito isso, vácuo é gerado para que a placa estirada tome a forma da cavidade. Existem casos onde ao invés do vácuo é empregado um molde macho (se o molde de baixo for fêmea, e vice-versa) para realizar esse trabalho.
Free Forming (Moldagem Livre)
Este método de termoformagem não utiliza molde. A placa termoplástica pré-aquecida recebe ar comprimido, formando um balão, que cresce até uma determinada altura, onde um sensor ao reconhecer a altura do balão faz o corte da pressão de ar.
Stretch Forming (Moldagem com Alongamento da Placa)
A placa termoplástica aquecida é esticada sobre o molde e resfriada em seguida. É um processo rápido, eficiente e que permite um alto grau de repetibilidade.
Matched Die Forming (Moldagem Combinada)
Moldagem combinada
Nesse processo, ambos os lados da peça são produzidos em moldes sem qualquer tipo de vácuo ou pressão de ar. A chapa é aquecida até amolecer e então prensada por esses dois moldes para formar a peça. Essa técnica é utilizada principalmente em produtos de pequenas dimensões.
Inline Thermoforming (Linha de Termoformagem)
Linha de termoformagem
Aqui um rolo de filme termoplástico alimenta uma linha de produção, onde ele é aquecido antes de chegar na seção onde o ar comprimido e/ou vácuo força(m) o material contra um molde, em seguida o material é cortado e separado. É o processo utilizado para a produção de embalagens.
Nota: não existe convenção para a nomenclatura desses processos em português, portanto, as traduções contidas aqui não devem ser consideradas como definitivas.
Bibliografia:
HARPER, Charles A.; PETRIE, Edward M. Plastics Materials and Process: A Concise Encyclopedia. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2003.
CANEVAROLO JR., Sebastião V. Ciência dos Polímeros: Um texto básico para tecnólogos e engenheiros. 2.ed. São Paulo: Artliber Editora, 2002.
WIEBECK, Hélio; HARADA, Júlio. Plásticos de Engenharia: Tecnologia e Aplicações. São Paulo: Artliber Editora, 2005.
Sobre o autor: Daniel Tietz Roda é Tecnólogo em Produção de Plásticos formado pela FATEC/ZL e Técnico em Projetos de Mecânica pela ETEC Aprígio Gonzaga. Trabalhou na área de assistência técnica e desenvolvimento de plásticos de 2008 até 2013 e atualmente é proprietário do Tudo sobre Plásticos.
