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Schematische Darstellung des Thermoformprozesses
Das Thermoformen oder auch Tiefziehen genannt, ist eine seit langem bewährte Methode, dünnwandige Bauteile mit dennoch hoher Belastbarkeit kosteneffizient herzustellen. Es ist geeignet für kleine bis mittlere Stückzahlen und besticht vor allem durch die im Vergleich zum Spritzguss geringen Werkzeugkosten.
Zunächst wird dabei eine Folie in Form von Platten- oder Rollenware erhitzt.Anschließend wird das nun verformbare Material mittels Vakuum auf eine Form gezogen. Der Vorformstempel, auch Oberstempel genannt, dient der Materialverteilung und unterstützt die Formgebung somit. Nach dem Abkühlen kann mit Hilfe von Druckluft entformt werden.Je nach Kundenanforderung wird abschließend das Bauteil vom restlichen Halbzeug getrennt. Ebenfalls können in diesem Schritt zusätzliche, komplexe Bearbeitungen wie bspw. ein Einfügen von Ablauföffnungen oder Lüftungsschlitzen durchgeführt werden.
Materialarten
ABS
Strapazierfähiges Material mit hoher thermischer Belastbarkeit
PS-HI
Kostengünstiges Material mit guten mechanischen Eigenschaften
PS-PE
Besonders weiches, schonendes Material
A-PET / NRN / HQ
Kostengünstiges Material. Begrenzt Verstreckbar. In Transparent verfügbar. Hoher Messerverschleiß
PS leitfähig
Leitfähiges PS, unabdingbar in elektrisch geschützten Bereichen. Kann unter Umständen Abrieb verursachen
uvm.
Weitere Materialien sowie ergänzende Eigenschaften wie UV-Stabilität, Hochglanz oder Schlagzähigkeit auf Anfrage
FAQ
Was kostet ein thermogeformtes Bauteil?
Die Kosten sind abhängig von
o Materialart
o Materialausgangsstärke
o Bauteilgröße
o Komplexität der Nachbearbeitung (Stanzen, Fräsen, Lasern, etc.)
Da jedes Bauteil individuell auf die Bedürfnisse des Kunden angepasst wird, ist eine pauschale Aussage nicht möglich. So gibt es Bauteile im Cent-Bereich, aber auch zweistellige Euro-Beträge sind möglich.
Was kostet ein Thermoformwerkzeug?
Auch hier gilt die Abhängigkeit von Größe und Komplexität. Je nach Ihren individuellen Anforderungen kann es sich um drei- bis fünfstellige Beträge handeln.
Was ist ein Vorformstempel?
Der Vorformstempel, auch Oberstempel genannt unterstützt den Formprozess. Ähnlich wie die Form wird er zu Beginn des Formprozesses hin zur Formebene bewegt. Entscheidend ist jedoch das Timing Form zu Vorformstempel. Mithilfe dieses Timings kann die Verteilung der Wandstärke beeinflusst werden. So können beispielsweise die Bodenbereiche eines Trays dicker und die Wände dünner geformt werden, wenn der Vorformstempel seine Endlage vor der Form erreicht. Den gegenteiligen Effekt erzielt man mit umgekehrtem Timing.
Welche Vorteile bietet der Thermoformprozess gegenüber dem Spritzguss?
Hier können drei entscheidende Vorteile bei kleinen bis mittleren Losgrößen genannt werden:
o Deutlich geringere Werkzeugkosten, da nur eine Werkzeughälfte benötigt wird (bis zu 90%)
o Schnellere Entwicklungszeit
o Dünnwandige Bauteile lassen sich im Thermoformprozess deutlich stabiler und einfacher formen
Aus welchen Komponenten besteht ein Werkzeugsatz?
Je nach Anforderung werden mehrere individuelle Komponenten zur Herstellung eines Thermoformbauteils benötigt. In der Regel sind dies:
o Form
o Vorformstempel (bei Bedarf)
o Stanzmesser
Es können jedoch noch viele Zusatzkomponenten notwendig werden, wie bspw. Vorrichtungen für die Nachbearbeitung.
Wie lang ist die Lebensdauer eines Thermoformwerkzeugs?
Generell ist die Lebensdauer einer Form aufgrund der niedrigen Verarbeitungsdrücke nahezu unbegrenzt. Lediglich das Stanzmesser unterliegt einem gewissen Verschleiß. Dieser ist jedoch wiederum abhängig von Bauteilgeometrie, Materialart und -Stärke und kann daher nur schwer berechnet werden. Zudem ist der Grad des Verschleißes eine verhältnismäßig subjektive Einschätzung. In der Regel sind Stanzmesser jedoch durchaus in der Lage mehrere 10.000-100.000 Takte zu überstehen, bevor die Klingen als stumpf angesehen werden können. Besonders zu erwähnen sind hier noch die abrasiven Eigenschaften von A-PET Material, welches die Lebensdauer doch erheblich reduzieren kann.
Wie lange werden Thermoformwerkzeuge gelagert?
Generell werden Ihre Werkzeuge bei uns bis 5 Jahre nach der letztmaligen Bestellung kostenlos eingelagert. Eine Verlängerung dieses Zeitraumes ist in Absprache mit uns gegen Kostenübernahme natürlich möglich.
Welche Prozessparameter gibt es beim Thermoformen?
Es lässt sich eine grobe Unterteilung in drei Arten vornehmen:
o Zeiten: Timing von Vorformstempel und Form, Heiz- und Kühlzeit, Entformzeit, etc.
o Temperaturen: Heizleistung, Werkzeugtemperierung
o Geschwindigkeiten: Geschwindigkeit von Form, Vorformstempel, Vakuumaufbau, etc
In welchen Fällen wird Rollenware und in welchen Fällen wird Plattenware verwendet?
Aufgrund der Rollenneigung kann nur Material bis ca. 2mm Ausgangsmaterialstärke von Rolle gefahren werden. Bei mehr als 2-2,5mm würde sich das Material nicht mehr auf- bzw. abwickeln lassen. Material über 2mm ist daher meist Plattenware.