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真空成形は熱成形の簡略版であり、低衝撃製品用の高耐衝撃性ポリスチレンシート（HIPS）、浴室シャワートレイ用のABS、自動車外装部品用のHDPE、その他様々な真空成形可能な材料など、様々な形状のプラスチックシートを成形温度まで加熱し、単一面の金型に伸ばし、真空によって金型に押し付けます。このプロセスは、高速道路の標識や保護カバーなどの恒久的な物体をプラスチックから成形するために使用できます。通常、成形されたプラスチック部品を金型から容易に取り外せるように、金型の設計には抜き勾配（推奨最小値3°）が設けられています。
成形可能なシートを金型表面に接触させて真空をかける前に、機械的または空気圧で延伸すれば、比較的深い部品を成形することができる。 [ 1 ]
真空成形に適した材料は、従来は熱可塑性樹脂です。最も一般的で使いやすい熱可塑性樹脂は、高耐衝撃性ポリスチレンシート（HIPS）です。これは、木材、構造用発泡体、鋳造または機械加工されたアルミニウムの型に成形され、ほぼあらゆる形状に成形できます。この高耐衝撃性材料は衛生的で、温水をかけると熱と形状を保持できるため、味や臭いに敏感な製品の包装によく使用されます。[ 2 ]真空成形は、アクリルなどの透明材料にも適しており、軍用固定翼機の旅客キャビン窓キャノピーや回転翼機のコンパートメントなど、航空宇宙用途で広く使用されています。真空成形は、成形の簡単な方法として、初級技術クラスでよく使用されます。
現代の真空成形装置は、1950年、1964年、1974年に取得された一連の米国特許に基づいている。[ 3 ]
相手先ブランド製造業者(OEM) は、年間 250 ～ 3000 個の生産量で厚手の真空成形部品を使用します。真空成形部品は、複雑な加工板金、グラスファイバー、またはプラスチック射出成形の代わりに使用できます。製品のパッケージ以外の典型的な業界例としては、屋外キオスクやATMの前面パネル、医療画像診断機器の筐体、トラックのキャブや建設機械のエンジンカバー、鉄道車両の内装トリムやシート部品などがあります。[ 4 ]真空成形機は、マスクやラジコンカーなどの用途で趣味の人もよく使用します。20 世紀には、真空成形は軍事目的で立体地図を大量生産するために使用されました。[ 5 ]
真空成形プロセスでは、いくつかの問題が発生する可能性があります。吸収された水分が膨張し、プラスチックの内部層に気泡が形成されることがあります。これにより、プラスチックの強度が著しく低下します。しかし、これはプラスチックを高温（ただし融点以下）で長時間乾燥させることで解決できます。金型の周囲にウェブ状の膜が形成されることがありますが、これはプラスチックの過熱が原因であるため、注意深く監視する必要があります。また、金型が大きすぎる場合や、金型の各部品が近すぎる場合にもウェブ状の膜が発生することがあります。最後に、成形された物体が金型に付着することがよくありますが、これは金型に3度以上の抜き勾配を設けることで解決できます。
真空成形では、数多くのパターンを作成できます。真空成形の最も独創的な使い方は、小さな部品を複数個複製し、その新しいパターンを真空成形して、より一体感のある形状を作り出すことです。真空成形によって個々の部品が一体化し、多数の部品から簡単に複製できる1つの型を作ることができます。そこから、石膏やコンクリートなどをプラスチックの型に流し込むことができます。
木型は比較的安価で、顧客がデザインを簡単に変更できるため、真空成形によく使われる材料です。 1つの型から得られるサンプルの数は、部品のサイズと材料の厚さによって異なります。 部品の仕様が満たされると、その型を使用してセラミック複合型または鋳造アルミニウム型を作成し、通常生産を行います。 真空成形で作られた複製型が十分に深く、プラスチックが入り込むための隙間が残されていれば、真空成形で石膏に穴を開ける方法もあります。 その後、プラスチックを使用して石膏型を鋳造すると、型が完全に満たされていない場合、深いプラスチック部分に穴が残ります。
鋳造アルミニウム型は鋳造工場で鋳造され、通常は内部に温度制御ラインが設けられています。これにより、成形されるプラスチックの温度を一定に保ち、製造工程を迅速化することができます。アルミニウム型は雄型と雌型があり、加圧成形用途にも使用できます。このタイプの型の主な欠点はコストが高いことです。
機械加工アルミニウム金型は鋳造アルミニウムに似ていますが、 CNCマシンとCADプログラムを使用してアルミニウムの塊から切り出されます。一般的に、機械加工アルミニウムは薄板材料から浅絞り加工を行う部品に使用されます。用途としては、包装材やトレイなどが挙げられます。このタイプの金型では、コストが重要な要素となります。
複合材金型は、鋳造または機械加工されたアルミニウム金型に比べて低コストな代替品です。複合材金型は通常、液体状から始まり時間とともに硬化する充填樹脂から作られます。用途によっては、複合材金型は非常に長持ちし、高品質の部品を生産できます。
プラスチックシートから真空成形品が作成された後、ほとんどの場合、それを使用可能な製品にするために仕上げ加工が必要になります。一般的な真空成形品の仕上げ方法には、以下のようなものがあります。