Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Analyse und Vermeidung der Schreckmarkenbildung im Thermoformen zur Steigerung der Materialeffizienz mittels neuartiger Stempelverstreckung mit Stützluft

Beim Thermoformen werden zur Anpassung der Wanddickenverteilung der Formteile Vorstreckstempel eingesetzt. Die Auslegung der Stempel erfolgt vorwiegend empirisch in aufwendigen Iterationsschleifen. Bei einer nicht optimalen Prozessführung können während der Formgebung lokal Schreckmarken entstehen. Hierbei handelt es sich um Materialanhäufungen, die optische und/ oder mechanische Fehlstellen darstellen. Die Ursachen der Schreckmarkenbildung, die häufig beim Erstkontakt zwischen Stempel und Folie auftritt, sind vielfältig und bisher nicht eindeutig auf einen Parameter zurückzuführen.

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, den bestehenden Stempelauslegungsprozess um eine gezielte Einbringung von Stützluft am Vorstreckstempel zu erweitern und damit den Kontakt zwischen Folie und Stempel zu minimieren. Der Zielkonflikt zwischen einer materialeffizienten Wanddickenverteilung und der Vermeidung von Schreckmarken soll dabei aufgelöst werden. Zunächst wird auf der gesamten Stempellänge ein gleichmäßiger Stützluftstrom („global“) aufgeprägt, ohne die Formluft gezielt nur in die Bereiche der Schreckmarken zu lenken. Anschließend erfolgt für verschiedene Stempelkonzepte sowie Stempelgeometrien die Untersuchung einer ausschließlich lokalen Stützluftzuleitung in Bereiche der Schreckmarken. Dadurch soll eine angepasste Verstreckung der Folie sowie Minimierung der Schreckmarkendicke resultieren.

Der Ansatz, Stützluft zur Vermeidung der Schreckmarken zu verwenden, ermöglicht die Wanddickenverteilung der Formteile zu optimieren. Der kmU-geprägten Branche, wie z. B. Werkzeugbauern und Thermoformern, wird ein vertieftes Prozesswissen sowie eine technologische Lösung zur Verfahrensverbesserung zur Schreckmarkenvermeidung und somit Wanddickenhomogenisierung zur Verfügung gestellt.