Das Verhindern von Verformungen: Eine bessere Methode zur Bearbeitung von Kunststoffteilen durch Thermoformen
Haben Sie schon einmal versucht, ein Teil aus dem Formwerkzeug zu nehmen – und gesehen, wie er sich sofort verformt? Das ist frustrierend. Man hat so viel Zeit in die Herstellung der Formwerkzeuge investiert – doch das Teil verformt sich bereits im Moment, in dem es in die Luft kommt.
Das liegt an den Restspannungen im Material, die noch vom Heizprozess herrühren. Wenn diese Spannungen nicht abklingen, finden sie einen Weg, um sich zu entladen – meistens indem sie die Abmessungen des Teils beeinträchtigen.
Der Schlüssel, um dies zu verhindern, liegt nicht darin, mehr Druck im Formwerkzeug anzuwenden. Vielmehr geht es darum, wie man das Teil erhitzt.
Warum zonales Heizen tatsächlich funktioniert
In den meisten Fällen wird das Teil einfach mit Wärme bestrahlt. Das Problem ist jedoch, dass kein Teil perfekt gleichmäßig ist – es gibt dicke Stellen und dünne Kanten. Bei einer herkömmlichen Beheizung entstehen heiße und kalte Bereiche, wodurch das Teil ungleichmäßig schrumpft.
Anstelle einer einzigen Heizquelle verwenden wir zonale Infrarot-Heizquellen. Man kann die Leistung für die dickeren Stellen erhöhen und für die dünneren Stellen verringern. Dadurch erreicht das gesamte Teil zur gleichen Zeit die Glühtemperatur.
Wenn die Wärmeverteilung gleichmäßig ist, können sich die Polymerketten endlich entspannen. Es entstehen keine Restspannungen – und das Teil bleibt genau dort, wo es sein soll.
Die technische Seite
Ich empfehle immer Kurzwell-Infrarot-Heizquellen. Sie dringen tiefer in das Material ein als Langwellen-Heizquellen – dadurch bleiben die Bearbeitungszeiten kurz.
Man sollte diese Heizquellen mit einem PID-Regler sowie Thermoelementen verbinden, die schnell reagieren. Wenn die Sensoren nicht schnell genug reagieren, wird die Temperatur zu hoch – und das führt zu Problemen.
Aber Achtung: Diese Hochdichte-Heizquellen erzeugen eine Menge Wärme. Wenn die Kühlventilatoren nicht ausreichen, wandert die Wärme zurück in den Maschinenrahmen. Dann beginnen die Sensordaten abweichend anzugeben – und der Prozess läuft falsch. Man muss also sicherstellen, dass die Belüftung mit der Leistung der Heizquellen Schritt halten kann.
Die Ergebnisse in der Praxis
Sobald alles richtig eingestellt ist, muss man nicht mehr raten. Man kommt aus dem endlosen „Versuchen und Ausprobieren“ heraus und hat stattdessen ein wiederholbares Ergebnis. Die Toleranzen werden besser – und man muss weniger Ausschussmaterial wegwerfen.
Es handelt sich dabei um eine viel effektivere Methode. Anstatt gegen das Material mit mechanischer Kraft vorzugehen, wird das Problem bereits auf molekularer Ebene gelöst – noch bevor das Teil überhaupt ins Formwerkzeug gelangt.