WAS IST THERMOFORMEN?
Thermoformen ist ein Herstellungsverfahren, bei dem Flachfolien oder -platten zunächst auf die kunststoffspezifische Temperatur erwärmt und dann zu einem Produkt mit einer räumlich gewünschten Form geformt werden. Ein relativ billiger und hocheffektiver Prozess führt dazu, dass Thermoformen häufig für die Herstellung von sowohl Verpackungen als auch großformatigen Produkten verwendet wird. Die angebotenen Lösungen berücksichtigen viele unterschiedliche Varianten: von der Fertigung von Einzelstücken und Prototypen bis hin zur industriellen Großserienfertigung.
Das Thermoformen besteht aus zwei grundlegenden Prozessen: dem Erwärmen des Halbzeugs und dem Formen (Umformen). Das Kunststoffmaterial wird an den Kanten zwischen Klemmrahmen (oberer) und formender (unterer) Rahmen befestigt. Die elektrische Beheizung erfolgt durch Heizkörper, die sich auf einer oder beiden Seiten des Materials befinden. Die Erhitzungszeit, die erforderlich ist, um eine geeignete Plastifizierung des gegebenen Materials zu erreichen, hängt von der Art des Polymers, der Dicke und der Farbe ab. Die Art des Polymers und des Füllstoffs, falls vorhanden, hängen von der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit des Materials ab, das einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Weiße Platten absorbieren die thermische IR-Strahlung schwerer und benötigen eine längere Aufheizzeit als dunkel getönte Elemente. Der Vorteil des Thermoformverfahrens gegenüber der Spritzgusstechnik liegt auf der Hand. Beim Thermoformen werden relativ billige Geräte und Formen bei relativ niedriger Verarbeitungstemperatur und niedrigem Druck verwendet.
Zum Vakuumformen werden folgende Formen verwendet:
• Negativformen (die genaue Abbildung der Textur und der Abmessungen der Form befindet sich auf der Außenseite des Produkts),
• Positivformen (die genaue Abbildung der Textur und Abmessungen der Form befindet sich auf der Innenseite des Produkts).
Thermoplastische Platten zum Thermoformen. Abhängig von den geforderten Produkteigenschaften (mechanische Festigkeit, chemische Beständigkeit, Witterungsbeständigkeit, Transparenz, Stanztiefe, akzeptabler Preis) werden Platten aus unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen verarbeitet. Einige Thermoplaste erfordern vor der Verarbeitung eine Vortrocknung. Dazu gehören: ABS, ASA, PMMA, PA, PC, PSU, PES und PET. Temperatur und Trocknungszeit hängen von der Art und Dicke des Kunststoffs ab.
Folgende spezielle Multimaterialplatten werden immer häufiger verwendet:
• aus Polymermischungen: PC + ABS, PC + PBT, PC + ASA;
• mehrschichtig: ABS/PMMA, ABS/ASA, ABS/PVC, ABS/PMMA, PS/PE, gefülltes PP/PP, PP/EVA, PETG/PETA/PETG, PETG/PP;
• Hochbarriere: PS/EVOH/PE, PE/EVOH/PE, PP/EVOH/PP, PP/EVOH/PA.
Zum Tiefziehen von großformatigen Produkten werden Hartfolien mit 2÷4 mm Dicke oder Platten mit 3÷15 mm Dicke verwendet.
Heizung. Die Strahler sind mit elektrischen IR-Strahlern ausgestattet: Keramik, Quarz oder Halogen. Sie ermöglichen das Erhitzen von Kunststoffmaterial von einer Seite oder von beiden: oben und unten gleichzeitig. Keramikstrahler sind einfach und am beliebtesten, während Halogene die effektivste und schnellste Wärmequelle sind, wodurch Energie gespart und die Aufheizzeit verkürzt werden kann.
Die Umformung erfolgt durch Anlegen eines Vakuums an der Unterseite des erwärmten und plastifizierten Materials. Weicher Kunststoff wird gezogen und legt sich auf der Form ab, die die Form abbildet. Bei komplizierten Formen und/oder asymmetrisch ovalen Teilen kann die richtig gewählte Steckhilfe (Stempel) verwendet werden, um das Material vorzudehnen und den Umformprozess zu erleichtern.
Kühlung. Die Abkühlung des Produkts in einer Form erfolgt, indem die Wärme in die Umgebung abgestrahlt wird, kalte Luft durch Strahldüsengebläse geblasen wird und die Wärme von der Form aufgenommen wird. Manchmal wird Wassernebel über die heiße Produktoberfläche gesprüht, um das Abkühlen zu beschleunigen. Die Abkühlzeit hängt ähnlich wie die Aufheizzeit von der Art des Kunststoffs ab, insbesondere von seiner Wärmeleitfähigkeit. Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit benötigen eine längere Kühl- (und Heiz-) Zeit. Bei einer angenommenen Wärmeleitfähigkeit von Polystyrol (PS) von 1 wären PVC und PET ähnlich, ABS und PP hätten kleinere Werte (0,67) und die von PE-LD und PE-HD deutlich höher (>2,2 .). ). Nach dem Abkühlen wird das Formteil steif und kann zur Weiterverarbeitung entformt und transportiert werden.
