Leitfaden zum Thermoformen

Kunststoff ist ein unglaublich vielseitiges Material, das in verschiedenen Farben, Größen und Typen erhältlich ist und aufgrund seiner unterschiedlichen Materialeigenschaften in vielen Bereichen eingesetzt wird. Insbesondere im Bereich der Fertigung bietet das Thermoformen eine effektive Lösung zur Verarbeitung von Kunststoffplatten. In diesem Leitfaden erfahren Sie mehr über das Thermoformen, seine Verfahren, Materialien und die Gerätschaften, die für die Herstellung von Produkten verwendet werden

Was ist Thermoformen?

Thermoformen, auch bekannt als Tiefziehen, ist ein Fertigungsverfahren, bei dem Kunststoffplatten oder -folien erhitzt und dann in eine Form gebracht werden, um spezifische Teile herzustellen. Nach dem Erhitzen wird das flexible Kunststoffmaterial durch ein Formwerkzeug geformt und anschließend abgekühlt, um das Endprodukt zu erhalten. Dieser Prozess erfolgt mit Hilfe einer Thermoformmaschine, die die Kunststoffplatte erhitzt und diese über das Formwerkzeug zieht. Moderne Maschinen übernehmen in der Regel auch die Nachbearbeitung und den Schneidprozess, während bei herkömmlichen Maschinen diese Schritte oft extern ausgeführt werden müssen.

Die verwendeten Materialien für das Thermoformen sind vor allem Thermoplaste wie ABS, Polystyrol, Polycarbonat und PETG. Welches Material für das Thermoformen gewählt wird, hängt von den spezifischen Anforderungen des jeweiligen Projekts ab. Thermoformen findet Verwendung in zahlreichen Bereichen, von der Verpackung über Fahrzeugkomponenten bis hin zu medizinischen Geräten.

Im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren bietet Thermoformen den Vorteil, dass es für kleine bis mittlere Produktionsmengen eine kostengünstige Lösung darstellt. Ein weiteres Plus ist, dass fast alle Thermoplaste verarbeitet werden können, wodurch hochwertige Teile in kurzer Zeit produziert werden können. Dennoch gibt es auch Einschränkungen, wie die Verarbeitung nur dünnwandiger Teile und die ungleichmäßige Wanddicke, die bei komplexeren Geometrien ein Problem darstellen können.

Thermoformverfahren

Es gibt verschiedene Methoden, um Thermoformen durchzuführen, von denen jedes Verfahren seine eigenen Vor- und Nachteile hat. Die gängigsten Verfahren sind:

• Vakuumformen
  Bei diesem Verfahren wird die Kunststoffplatte erhitzt und dann unter Vakuum über eine Form gezogen. Die Vakuumformmaschine entzieht Luft, um das Material an das Formwerkzeug anzupressen. Dieses Verfahren ist kostengünstig und eignet sich besonders für schnelle Fertigungsprozesse.
• Druckformen
  Hier wird zusätzlich zum Vakuumdruck auch eine mechanische Presse eingesetzt, um die Kunststoffplatte stärker an die Form anzupressen. Dieser Prozess ist ideal, wenn mehr Detailgenauigkeit erforderlich ist.
• Mechanisches Formen
  Bei diesem Verfahren wird eine direkte mechanische Kraft verwendet, um die Kunststoffplatte zu formen. Es eignet sich für Präzisionsanforderungen und wird häufig für detaillierte Oberflächenstrukturen verwendet.
• Überlegformen
  Die Kunststoffplatte wird hier über ein Formwerkzeug gelegt, und das Muster der Form wird dann in das Material gepresst. Dieses Verfahren erfordert nur wenig Werkzeugaufwand und ist daher kostengünstig.
• Positiv-Negativ-Formung
  Diese Technik wird verwendet, wenn eine sehr hohe Präzision erforderlich ist. Eine positive und eine negative Form arbeiten zusammen, um die Kunststoffplatte in die gewünschte Form zu bringen.
• Twin-Sheet-Verfahren
  In diesem Verfahren werden zwei Kunststoffplatten gleichzeitig erhitzt und geformt, um ein Teil mit hohlen oder doppelwandigen Strukturen zu erzeugen.
• Freiblasen
  Hier wird der erhitzte Kunststoff ohne Formwerkzeug verarbeitet. Der Kunststoff wird mit Druckluft in eine Form gepresst, bis die gewünschte Form erreicht ist.

Auswahl des richtigen Thermoformmaterials

Die Wahl des richtigen Materials für das Thermoformen hängt stark von den Anforderungen des jeweiligen Projekts ab. Zu den häufig verwendeten Materialien zählen:

• Polypropylen (PP): Es ist das kostengünstigste Material und wird häufig für Verpackungen und Konsumgüter verwendet. PP ist leicht, beständig gegen Chemikalien und Hitze.
• Polystyrol (PS): Ein transparenter, spröder Kunststoff, der häufig in der Verpackungsindustrie zum Einsatz kommt.
• Polyethylen (PE): Besonders geeignet für flexible Anwendungen wie Verpackungen und Behälter.
• Polycarbonat (PC): Ein starkes, schlagfestes Material, das für Produkte verwendet wird, die hohe Festigkeit erfordern.
• PVC: Wird für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von Rohren bis zu Fensterrahmen, und kann in flexibler oder starrer Form verarbeitet werden.

Anwendung von Thermoformen

Thermoformen findet in vielen verschiedenen Bereichen Anwendung:

• Verpackungsindustrie: Für die Herstellung von Lebensmittelverpackungen, medizinischen Verpackungen und anderen Verbrauchsgütern.
• Automobilindustrie: Zur Herstellung von Innenteilen und Komponenten für Fahrzeuge.
• Medizinprodukte: Für die Herstellung von Geräten, die spezifische Form- und Präzisionsanforderungen erfüllen müssen.
• Bauindustrie: Für die Herstellung von Platten und Komponenten, die für die Konstruktion von Gebäuden und Infrastrukturen verwendet werden.

Thermoformen von Platten vs. Folien

Die Wahl zwischen Folie und Platte hängt von der Dicke des verwendeten Materials ab. Für dünnwandige Teile wie Verpackungen oder Becher wird in der Regel Folie verwendet, während dickere Materialien für robustere Anwendungen und größere Teile benötigt werden.

Das Thermoformen bietet eine kostengünstige und effiziente Lösung zur Herstellung von Kunststoffteilen und -komponenten in verschiedenen Industrien. Es ist wichtig, das richtige Verfahren und Material für jedes spezifische Projekt zu wählen, um die besten Ergebnisse zu erzielen und gleichzeitig die Produktionskosten zu optimieren.