Thermoformen

Das Thermoformen ist ein Verfahren zur Umformung von thermoplastischen Kunststoffen. Früher wurde es auch mit den Begriffen Warmformen, Tiefziehen oder Vakuumtiefziehen bezeichnet.

Man unterscheidet die Thermoformverfahren nach dem Halbzeug: Dünnere Halbzeuge werden Folien genannt, dickere (ab ca. 1,5 mm) Platten. Folien-Halbzeuge können auf grossen (bis Ø 1,8 m) Rollen den Thermoformautomaten zugeführt werden.

Daneben sind die Thermoformen die Werkzeuge für das Thermoformen.

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Thermoformen „ab der Rolle“

Artikel aus Dünnfolien (0,2 bis 1 mm) wie Pralinenschachteleinlagen, Schaumküsse-Verpackung, Spielekartoneinsätze, Klappblister für alle möglichen Kleinartikel an Lochrasterwänden im Einzelhandel, Joghurt- oder Magarinebecher usw. begegnen uns täglich. Schiebekartenblister und Siegelhauben und nicht zuletzt die schwer zu öffnenden Klappblister, in denen oft Kleinteile verkauft werden, und die mittels HF-Elektroden per Hochfreqenztechnik verschweißt sind gehören auch dazu.

Das Verfahren

Von großen Rollen wird die Folie an den Folienbahnkanten in sogenannten Stachelketten geführt. Die noch harte kalte Folie wird so dem Formautomaten zugeführt. In einer Aufwärmstation wird mittels Heizstrahler die Folie ein- oder beidseitig erwärmt. Die warme, jetzt weichere Folie wird in den Stachelführungen dabei leicht auseinander gezogen, damit sie nicht so stark durchhängt. In der Werkzeugstation wird die Folie mittels Spannrahmen fest gehalten, Vorstrecker und das Thermoformwerkzeug fahren durch die Folienebene hindurch und geben die fertige Kontur schon grob vor. Dann kommt Druckluft von der einen und Vakuum von der anderen Seite, um die Folie rasch und stark an die wassergekühlte Wandung (Kontur) des Aluminiumformwerkzeuges zu bringen. Durch 0,5 bis 0,8 mm kleine Löcher und Schlitze entweicht die Luft zwischen Folie und Aluminiumwerkzeug. Die erkaltete, nun feste Folie wird von dem Formwerkzeug getrennt und im nächsten Arbeitstakt der Ausstanzstation zugeführt. Dort werden mittels Bandstahlschnitt die Außenmaße, oder auch Löcher in das fertige Werkstück gestanzt.

Im nächsten Arbeitstakt wird der Artikel manuell der Thermoformmaschine entnommen, oder mittels Stapelschacht, Klemmbrett, Ausheber und Rakel automatisiert gestapelt. Die fertigen Folienartikel werden dann stapelweise manuell entnommen und in Kartons gelegt.

Dies ist nur eine Art des Thermoformens, es gibt noch einige andere, die hier noch nicht ausgeführt, sondern nur erstmals stichpunktweise Erwähnung finden sollen. Hochleistungsautomaten arbeiten mit gehärteten Stahlwerkzeugen und stanzen die Folienartikel im selben Moment der Formgebung aus. Mittelserienautomaten werden z. T. auch nur mit Vakuum oder Druckluft betrieben. Kleinserien werden fallweise von einer kleinen Rolle oder aus Folienplatten in Halbautomaten erzeugt und die Teile werden dann per Rollenstanze und Bandstahlschnitt abgetrennt.

Mit Schiebern, Klapp- und Drehkernen lassen sich auch schwierigste Designwünsche realisieren. Gestanzt werden kann auch in mehr als nur einer Ebene. Früher waren Verpackungen quaderförmig; heute sind sie fast immer den oft komplexen Geometrien der zu verpackenden Artikel angepasst oder nur deswegen mit geschwungenen Flächen und Kanten versehen, um individuelle "moderne" Verpackungen zu erhalten.

Thermoformen von Plattenware

Platten zwischen 1 bis 2 mm Dicke werden verarbeitet für Sortiertabletts, Transporttabletts, KLT-Einlagen, einfache technische Teile u. v. a. m.. Materialstärken von 2 bis 10 mm finden Anwendung bei Kühlschrankwänden, Badewannen, Armaturenbrettern, Leuchten usw.. Dieses Verfahren funktioniert ähnlich dem oben beschriebenen, mit der Einschränkung, dass mit Plattenware (Verschnitt) nicht so rationell produziert werden kann.

Die Materialien

Monofolien waren früher aus PVC, sind heute aber aus PET, PS und PP hergestellt. Auch mehrschichtige Folien (PSEVOHPE / PPEVOHPE…) mit besseren Heißsiegeleigenschaften oder Dampfsperren für bessere Haltbarkeit von Lebensmitteln usw. finden oft Anwendung. Beflockte Folien: Zirkelkasteneinsätze, Besteckkasteneinsätze u. a.

Literatur

• Adolf Illig (Hrsg.): Thermoformen in der Praxis. Hanser, München 1997, ISBN 3-446-19153-4
• James L. Throne, Joachim Beine: Thermoformen. Hanser, München 1999, ISBN 3-446-21020-2