Thermoformen von Kunststoff – was versteht man darunter?
Kunststoffe finden sich im Alltag überall – ob als Verpackung, als Gehäuse, als Verkleidung in Fahrzeugen oder in vielen anderen Bereichen. Das Thermoformen bringt solche Teile in die gewünschte Form. Dafür nutzt es den Umstand, dass sich zahlreiche Kunststoffe unter Wärmeeinfluss verformen lassen. Das Verfahren ist flexibel, schnell und preiswert und hat daher vielfältige Anwendungsbereiche.
Der grundsätzliche Ablauf beim Thermoformen
Thermoformen bringt Kunststoff unter Verwendung von Wärme in mehreren Schritten in eine neue Form. Dafür wird das Ausgangsmaterial, auch als Halbzeug bezeichnet, zunächst mit einer Heizung auf die Prozesstemperatur erwärmt. So erhält der Kunststoff eine weiche Konsistenz und wird formbar. Druckluft, Vakuum oder eine Kombination aus beidem pressen nun den vorgewärmten Kunststoff an ein speziell geformtes Werkzeug. Dieses besteht meist aus Aluminium und gibt dem Material die gewünschte Gestalt. Nach der Abkühlung werden die Einzelteile ausgestanzt und je nach Bedarf weiterverarbeitet.
Verwendete Materialien und Temperaturen
Erwärmen, Umformen und Stanzen können an einer Maschine stattfinden oder verteilt auf mehrere Stationen. Das Ausgangsmaterial wird entweder als Folie von einer Rolle zugeführt oder als Platte. Dabei können prinzipiell alle Thermoplaste zum Einsatz kommen, also alle Kunststoffe, die sich unter Wärmeeinwirkung formen lassen. Neben Einzelmaterialien wie PVC oder PET sind auch Verbundfolien aus mehreren Kunststoffen geeignet. Vom eingesetzten Kunststoff hängt die im Prozess verwendete Temperatur ab. In der Regel liegt diese zwischen 150 und 200 Grad und damit deutlich niedriger als etwa beim Spritzgussverfahren.
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Vakuumkaschieren und Tiefziehen
Eine besondere Variante des Thermoformens ist das Vakuumkaschieren. Dabei werden dünne Kunststofffolien mithilfe von Vakuum auf ein Trägerteil geklebt. Dieses Trägerteil ist luftdurchlässig, sodass die Folie durch eine Sogwirkung von hinten auf die Oberfläche gezogen werden kann.
Auch in der Metallverarbeitung ist die Verformung von Materialien weit verbreitet. Das Umformen von Blechen wird dort als Tiefziehen bezeichnet. In Anlehnung daran spricht man auch in der Kunststoffverarbeitung häufig von Tiefziehen statt von Thermoformen.
Die Vorteile beim Thermoformen
Aufgrund der benannten Eigenschaften bietet die thermische Umformung viele Vorteile. Mit der einfachen Methode lassen sich in kurzer Zeit hohe Stückzahlen produzieren. Sie ist außerdem für viele verschiedene Ausgangsmaterialien und Endprodukte einsetzbar, die in der Größe und Stärke beträchtlich variieren können. Das reicht vom kleinen, dünnwandigen Joghurtbecher bis zur großen Badewanne mit einer starken Wand.
Gleichzeitig bleiben beim Thermoformen die Kosten insgesamt gering. Die Erstellung der Aluminiumwerkzeuge gestaltet sich einfach und preiswert. Wegen der vergleichsweise niedrigen Temperaturen für das Erwärmen hält sich auch der Energiebedarf in Grenzen.
Ein Verfahren – vielfältige Einsatzbereiche
Durch das einfache Verfahren, die Vielfalt an Materialien und den günstigen Kostenaspekt ergeben sich für das Thermoformen viele Anwendungen. Ein typischer Einsatzbereich sind Verpackungen aller Art – von Bechern und Trays für Lebensmittel bis hin zu Blistern für den Einzelhandel. Stärkere Platten kommen beispielsweise zur Herstellung von Besteckkästen, für Gehäuse in der Unterhaltungselektronik oder in der Produktion von kleineren Gartenteichen zum Einsatz.
Im Fahrzeugbau finden sich ebenfalls zahlreiche Anwendungen – etwa bei der Herstellung von Karosserieteilen oder im Armaturenbereich. In der Pkw-Produktion werden außerdem mit dem Vakuumkaschieren verschiedenste Dekorfolien im Innenraum angebracht.
Wichtiger Baustein in der Fertigung
Thermoformen ist somit ein wesentlicher Bestandteil der modernen Konsumgüterproduktion. Die Flexibilität bei den eingesetzten Materialien und Größen eröffnen dem Verfahren vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Mit den geringen Kosten für die eingesetzten Werkzeuge und dem niedrigen Energiebedarf ist das Verfahren anderen Verarbeitungsmethoden oft überlegen. So ist es die verlässliche Basis für vielerlei Produkte, denen wir täglich begegnen.
