真空成形してみた

こんにちは。今日は、馴染みのある卵ケースやコンビニ弁当プレートなど真空成形技術を利用して体験してみたいと思います‼︎

真空成形（Vacuum Forming)とは

熱を加えることにより、熱可塑性のプラスチックシートを軟化させた後に、真空によりシートを成形型に密着させて一定形状に成形する加工方法。例えば、卵ケースやコンビニ用弁当プレート、コロナ対策のアクリル板など。
熱可塑性プラスチックという樹脂が材料である。

真空成形の５種類の成形方法

真空成形で用いる金型には、凸型と凹型がある。型によって成形の方法が変わり、凸型はストレート真空成形、凹型はドレープ真空成形と呼ばれる。

ストレート真空成形　　：加熱して柔らかくしたシートを凹状の金型に張り付かせ
　　　　　　　　　　　　るような成形

ドレープ真空成形　　　：加熱して柔らかくしたシートを凸状の金型で突き上げ、
　　　　　　　　　　　　シートを伸張した後に型とシートの間の空気を抜き成形

プレグアシスト真空成形：加熱し柔らかくなったシートをプラグと呼ばれる型で　
　　　　　　　　　　　　突き伸ばしながら真空成形する方法

エアースリップ真空成形：ドレープ真空成形に一手間加えた成形方法のようなもの

真空圧空成形　　　　　：真空吸引していない側のシートに圧縮した空気を送り込 　　　　　　　　　　　　み、型にシートを押し付ける力もプラスした成形

真空成形で必要な材料

・熱可塑性プラスチックシート (今回はPET板0.5mm　10mm厚　幅80×100使用)
・型
・真空成形機

使用可能な材料

• ABS

• AES

• PMMA

• PC

• PP

• PE

• HIPS

• PET

• PVC

真空成形（ドレープ真空成形）の仕組み

　熱可塑性プラスチックは、透明度が高く、曲げに強く加工しやすいのが特徴。また冷えると固体になる。

１、板状の熱可塑性プラスチックシートに両面から熱を加えて柔らかくする。

満遍なく温まるとシートが柔らかくなる。

２、シートを型に合わせ成形していくが、真空成形の金型には凸型と凹型があ
　　り、どちらか一方を使ってシートを成形。
３、加熱して柔らかくしたシートを凸状の金型で突き上げ、シートを伸張した後　
　　に型とシートの間の空気を抜く。

４、真空状態になることで、シートが金型に密着し、シートに金型の形状が移る。５、金型の形になったシートを冷やし固化させる。
６、金型の形のままシートが固まり、成形の工程は完了。

熱しすぎて白くなりました💦
白いとこは、硬くて伸びが悪い。

本来は、真空成形機で行うよ。

成形する上での注意点

・冷やす過程でシートが縮むので剥がしにくい
・型によっては、横方向の強度が弱く外壁部分が薄くなる
・型に傷やゴミがついていると成形品の内側に現れる
・型が複雑な形だと外せなくなるので取り外せる形にする

感想
身の回りにある卵ケースが真空成形の技術で作られているとは知りもしなかった。真空成形にもたくさんの種類があり、それぞれ加工の仕方や注意点が違うことに驚いた。なんでも真空できると思っていたが、限度があることを知り、次回試作品を作ってより遠くに飛ぶ飛行隊を考えたいと思った。

出典 https://tsk-corp.jp/vacuum-forming/01-2/