Modellanlage für tiefgezogene Verpackungen

Das Thermoformen stellt ein kosten- und ressourceneffizientes Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen dar. Um eine wirtschaftliche Produktion zu gewährleisten ist ein hohes Maß an Prozessstabilität notwendig. Grundlage hierfür bilden exakte Materialcharakterisierung/-auswahl, moderne Maschinentechnik sowie deren optimales Zusammenspiel. Der Fokus der Arbeiten am Fraunhofer IVV liegt diesbezüglich auf Untersuchung, Beschreibung und Optimierung maschinentechnischer Lösungen sowie des Gesamtprozesses.

Eine detaillierte Spezifikation der Thermoformbarkeit ist Grundvoraussetzung für eine zielgerichtete Auswahl, Weiterentwicklung und Qualitätskontrolle von Thermoformmateriealien, -prozessen und - anlagen.

Jedoch existiert trotz intensiver Forschungsarbeit zahlreicher Einrichtungen bis zum heutigen Tag kein allgemeingültiges und industriell anwendbares Prüfverfahren zur Quantifizierung der Thermoformbarkeit eines thermoplastischen Kunststoffs.

Ausgehend von einem bereits abgeschlossenen Projekt am Fraunhofer IVV erfolgt die Beschreibung der Thermoformbarkeit mit Hilfe eines Thermoformversuchsstandes an Beispielformen. Anhand von Thermoformversuchen werden Umformparameter (Temperatur, Zeit usw.), erreichbare Ausformtiefe und Wanddickenverteilung (WDV) erfasst und analysiert. Eine formteilspezifische Aussage ist jedoch nur eingeschränkt möglich.

In einem geplanten Forschungsprojekt erfolgt die Spezifikation der Thermoformbarkeit durch eine Vielzahl individueller optischer, funktionaler und umformtechnischer Kriterien, welche mittels einfacher Ersatzversuche einzeln bewertet werden. Dieser Ansatz ermöglicht die qualitative Beurteilung thermoplastischer Kunststoffe hinsichtlich ihrer Thermoformbarkeit, abgeleitet aus den Anforderungen an das Endprodukt.

Leistung

Für die Untersuchung des Thermoformverhaltens von Kunststofffolien sind die Parameter Heizzeit und -temperatur, Formzeit und -druck frei definierbar. Der modulare Aufbau des Versuchsstandes erlaubt den Einsatz verschiedenster Formeinsätze. Ein Schwerpunkt für Untersuchungen ist die Beurteilung des Umformverhaltens unter reproduzierbaren Bedingungen.

Regel- und Einstellparameter

• Probenmaße 150 mm x 150 mm x 0,05..2 mm
• Formeinsatzgröße max. 100 mm x 120 mm
• Heiztemperatur bis 160 °C
• Heizzeit ab 1 s
• Formdruck bis 6 bar
• Formzeit ab 250 ms