Thermoformen

Beim Thermoformen wird eine flache Platte aus thermoplastischem Kunststoff erwärmt, bis sie erweicht und dehnbar wird. Die heiße Platte wird dann mittels Vakuum, Druck, mechanischen Methoden oder einer Kombination dieser Verfahren gegen die Konturen eines Formwerkzeugs gedrückt. Nach dem Abkühlen bildet die Kunststoffplatte die Form des Werkzeugs bis ins Detail nach.

Das Thermoformen, auch Warmformen genannt, wird meist zur Herstellung von Massenerzeugnissen für die Verpackungsindustrie eingesetzt. Darüber hinaus findet dieses Verfahren bei der Fertigung großer Teile in geringer Stückzahl Anwendung, die durch Spritzgießen nicht wirtschaftlich hergestellt werden können. Die Werkzeugkosten für die Herstellung von warmgeformten Teilen sind im Vergleich zu spritzgegossenen Teilen erheblich niedriger.

Zur Erzielung qualitativ hochwertiger Teile ist die Optimierung des Verarbeitungsfensters von entscheidender Bedeutung. Hierfür müssen Temperaturverteilung, Wanddickenverteilung, kleinste Formteildicke, Oberflächenbeschaffenheit und möglicher Qualitätsverlust des Werkstoffs berücksichtigt werden. Die Größe der Formteile ist durch die Größe der als Ausgangsmaterial verwendeten Kunststoffplatten und die Geometrie der Thermoformmaschine begrenzt. Aspekte wie Tiefzieh- und Streckverhältnis, Verzugswinkel, Versteifungsdetails, Schnittlinien und Hinterschneidungen sind bei diesem Verfahren ebenso zu beachten.

Die zum Warmformen verwendeten Kunststoffe müssen über eine ausreichende Schmelzefestigkeit verfügen, um während des Formprozesses nicht zu zerfließen. Amorphe Thermoplaste wie Topas® COC (Cycloolefin-Copolymer) weisen keine exakt definierten Schmelzpunkte auf, sondern erweichen nach und nach mit steigender Temperatur und sind daher für das Thermoformen besonders geeignet.

Halbkristalline Werkstoffe mit klar definierten Schmelzpunkten sind zwar auch warmformbar, ihr Verarbeitungsfenster ist jedoch enger. Die Erfahrungen von Ticona mit dem Warmformen von Kunststoffen reichen von amorphen bis hin zu halbkristallinen Werkstoffen und betreffen insbesondere Fortron^® Polyphenylensulfid, Polyester, Acetalcopolymere und flüssigkristalline Polymere.