Welche Arten von Produkten oder Formen sind für das Thermoformverfahren geeignet?

Thermoformen ist ein vielseitiges Herstellungsverfahren, bei dem thermoplastische Platten erhitzt und durch Anlegen von Vakuum oder Druck zu einer Vielzahl von Produkten geformt werden, die anschließend abkühlen, um die Form zu fixieren. Dieses Verfahren ist für seine Kosteneffektivität und Effizienz bekannt und wird daher in Branchen wie der Verpackungs-, Automobil- und Haushaltsgeräteindustrie eingesetzt. Seine Eignung hängt jedoch stark von der Art der Produkte und Formen ab, die es effektiv herstellen kann.

Thermoformung ist ideal für Produkte wie Verpackungsschalen¹, Automobilverkleidungen²und Geräteauskleidungen mit relativ flachen Formen, die sanft geschwungen sind und keine scharfen Ecken oder Hinterschneidungen aufweisen.

In diesem Blogbeitrag gehen wir auf die gängigen Produkte und Formen ein, die sich gut mit Thermoformung³Sie lernen die wichtigsten Designüberlegungen kennen und vergleichen es mit anderen Fertigungsmethoden. Ganz gleich, ob Sie ein neues Produkt entwerfen oder die Produktion optimieren wollen, dieser Leitfaden zeigt Ihnen, wo das Thermoformen seine Stärken hat.

Welche Produkte werden üblicherweise durch Thermoformung hergestellt?

Das Thermoformen eignet sich hervorragend für die Herstellung von leichten, haltbaren Gegenständen mit großen Oberflächen, die in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt werden. Seine Anpassungsfähigkeit an dünne und dicke Materialien macht es zu einer ersten Wahl für Anwendungen, bei denen Kosten und Geschwindigkeit die Notwendigkeit ultrapräziser Toleranzen überwiegen.

Zu den gängigen thermogeformten Produkten gehören Verpackungsschalen, Automobil-Innenverkleidungen⁴, Kühlschrankauskleidungen und Gehäusen für medizinische Geräte, die alle von der Fähigkeit des Verfahrens profitieren, große, flache Designs effizient zu verarbeiten.

Produkttyp	Industrie	Anmerkungen
Verpackungsschalen	Lebensmittel, Elektronik	Dünnwandig, Einweg
Automobil-Paneele	Transport	Starke Stärke, langlebig
Geräteauskleidungen	Haushaltsgeräte	Hitzebeständig, groß
Medizinische Hüllen	Gesundheitswesen	Steril, präzise

Verpackungsschalen

Das Thermoformen dominiert bei der Herstellung von Verpackungsschalen, Blisterverpackungen und Clamshells, wobei in der Regel dünne Bleche (unter 0,060 Zoll) verwendet werden. Diese Artikel eignen sich perfekt für hochvolumige Einweganwendungen in der Lebensmittel- und Elektronikbranche, da sie schnell produziert werden können und nur wenig Material verbrauchen. Unternehmen wie Amcor Nutzen Sie das Thermoformen für individuelle, schützende Verpackungslösungen.

Automobil-Innenverkleidungen

Im Automobilsektor werden durch Thermoformung Innenraumkomponenten wie Türverkleidungen und Armaturenbrettabdeckungen aus Grobbleche⁵ (über 0,060 Zoll). Diese Teile erfordern Langlebigkeit und Ästhetik, die oft durch Druckformung⁶ für detaillierte Texturen. Faurecia nutzt dieses Verfahren, um leichte, robuste Platten herzustellen, die strenge Normen erfüllen.

Geräteauskleidungen

Beim Thermoformen werden nahtlose Auskleidungen für Kühlschränke und Öfen hergestellt, wobei Materialien wie ABS für Hitzebeständigkeit und Isolierung verwendet werden. Die Fähigkeit, große, einteilige Komponenten kosteneffizient zu formen, ist ein entscheidender Vorteil. Whirlpool setzt auf diese Methode für eine effiziente Geräteherstellung.

Gehäuse für medizinische Geräte

Im Gesundheitswesen werden durch Thermoformung präzise, sterile Gehäuse und Schalen aus Materialien wie PETG hergestellt. Seine Kompatibilität mit Sterilisationsverfahren macht es unschätzbar wertvoll. Tek Pak ist auf solche Lösungen spezialisiert und gewährleistet Funktionalität und Sicherheit.

Welche Formen sind für das Thermoformen geeignet?

Die Formen, die sich am besten für das Thermoformen eignen, richten sich nach dem Verfahren, bei dem eine flache Platte über oder in eine Form gestreckt wird. Geometrische Beschränkungen wie Tiefe, Winkel und Krümmung spielen eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Machbarkeit.

Geeignete Formen für das Thermoformen sind relativ flache Formen mit sanften Kurven, ein Ziehverhältnis bis zu 3:1⁷und Entnahmewinkel von 1,5-5 Grad⁸ um eine leichte Entformung zu gewährleisten.

Ziehungsverhältnis

Das Ziehverhältnis - Formfläche geteilt durch die ursprüngliche Blechfläche - sollte idealerweise 3:1 nicht überschreiten. Das bedeutet, dass die Tiefe eines Teils nicht mehr als das Dreifache seiner Breite betragen sollte, um eine übermäßige Ausdünnung zu vermeiden. Zum Beispiel sollte ein 6-Zoll tiefes Tablett mindestens 2 Zoll breit sein.

Entwurfswinkel

Entformungswinkel (1,5-5 Grad) verjüngen die Seitenwände, um die Entnahme des Teils aus der Form zu erleichtern. Tiefer liegende Teile benötigen größere Winkel, z. B. könnte ein 4-Zoll tiefes Teil 3 Grad benötigen, während ein flaches Teil 1,5 Grad benötigt.

Vermeidung von scharfen Ecken und Hinterschneidungen

Scharfe Ecken dünnen das Material ungleichmäßig aus, und Hinterschneidungen erschweren die Entformung. Großzügige Radien und vereinfachte Konstruktionen sind zu bevorzugen, obwohl bewegliche Formteile Hinterschneidungen mit zusätzlichen Kosten bewältigen können. Ein Tablett mit abgerundeten Kanten lässt sich besser formen als eines mit scharfen Ecken.

Komplexe Formen mit Druckumformung

Das Vakuumformen eignet sich für einfache Formen, beim Druckformen wird ein höherer Druck verwendet⁹ für detaillierte, strukturierte Teile, z. B. Autoverkleidungen mit komplizierten Mustern. Strahlenprodukte stellt diese Fähigkeit wirksam unter Beweis.

Was sind die Designüberlegungen für das Thermoformen?

Erfolgreiches Thermoformen hängt von einem durchdachten Design ab, das ein Gleichgewicht zwischen Herstellbarkeit und Leistung herstellt. Wichtige Parameter leiten diesen Prozess.

Zu den wichtigsten Designüberlegungen für das Thermoformen gehören die Beibehaltung eines Ziehverhältnisses von bis zu 3:1, die Berücksichtigung von Entformungswinkeln von 1,5-5 Grad und Vermeidung von scharfen Ecken und Hinterschneidungen¹⁰.

Entwurfsparameter	Empfohlener Wert	Anmerkungen
Ziehungsverhältnis	Bis zu 3:1	Vermeiden Sie übermäßiges Ausdünnen
Entwurfswinkel	1,5-5 Grad	Größer für tiefere Funktionen
Eckradius	≥ Materialstärke	Gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung
Unterschneidet	Vermeiden oder verwenden Sie bewegliche Kerne	Erhöht Kosten und Komplexität

Auswahl des Materials

Materialien wie PET (für klare Verpackungen), ABS (für Schlagfestigkeit) und PP (für Hitzebeständigkeit) bestimmen die Formbarkeit und die Eigenschaften. Die Wahl des richtigen Materials richtet sich nach den Anforderungen des Produkts.

Wanddicke

In gestreckten Bereichen kommt es zu einer Ausdünnung, so dass der Beginn mit einem dickeren Blech (z. B. 0,125 Zoll für eine Enddicke von 0,060 Zoll) oder das Hinzufügen von Rippen die Festigkeit ohne überschüssiges Material gewährleistet.

Toleranzen

Mit Toleranzen von etwa ±0,020 Zoll eignet sich das Thermoformen für weniger präzise Anwendungen. Engere Spezifikationen können eine sekundäre Bearbeitung erfordern, wie dies bei einigen medizinischen Gehäusen der Fall ist.

Wie schneidet das Thermoformen im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren ab?

Die Stärken und Grenzen des Thermoformens werden im Vergleich zu Alternativen wie Spritzgießen und Blasformen deutlich.

Thermoformung bietet geringere Werkzeugkosten¹¹ und schnellere Durchlaufzeiten¹² als das Spritzgießen, ist aber weniger präzise und eignet sich nicht für sehr komplexe oder hohle Teile.

Thermoformung vs. Spritzgießen

• Werkzeugkosten: Die Werkzeuge für das Thermoformen sind 50-90% billiger - $10.000 im Vergleich zu $100.000 für eine große Platte.

• Vorlaufzeiten: Wochen statt Monate für die Werkzeugerstellung.

• Präzision: Spritzgießen ist die beste Lösung für enge Toleranzen und Komplexität.

• Verwendung des Materials: Thermoformung eignet sich hervorragend für große, dünnwandige Teile.

Thermoformen vs. Blasformen

• Geometrie: Blasformen eignet sich für hohle Gegenstände (z. B. Flaschen), Thermoformen für offene, flache Teile.

• Effizienz: Das Thermoformen eignet sich besser für größere Teile.

• Geschwindigkeit: Beide sind schnell, aber das Thermoformen skaliert effizient für flache Designs.

Schlussfolgerung

Thermoformung glänzt bei der Herstellung von große, leichte Teile¹³ wie z. B. Verpackungsschalen, Automobilverkleidungen und Geräteauskleidungen, insbesondere bei kleinen bis mittleren Stückzahlen. Seine Kosteneffizienz und Geschwindigkeit machen es zu einem herausragenden Verfahren, obwohl es für komplexe, präzise oder hohle Designs weniger geeignet ist. Wenn Sie die geeigneten Produkte, Formen und Designüberlegungen beherrschen, können Sie das volle Potenzial des Verfahrens ausschöpfen.