Thermovormen

ProInnovate laat u deze week verdiepen in de techniek van het thermovormen. Ook wel vacuümvormen genoemd. Een interessante en ook laagdrempelige techniek.

Simpel gezegd wordt er in deze techniek een matrijs tegen een verwarmde plaat kunststof gedrukt. Het kunststof koelt af en heeft de vorm overgenomen van de vorm. Maar dat is zeker niet het hele verhaal.

Thermovormen

Het thermovorm proces begint met het voorverwarmen van de platen kunststof in een oven. Bij kunststoffen als ABS is dit van belang. Dit wordt voornamelijk gedaan omdat de platen vocht opnemen wat moet worden verdampt. Ook worden de interne spanningsverschillen weggenomen.

De platen worden vervolgens op de machine ingeklemd. Daar wordt het verwarmd zodat het viscoos wordt. Met lucht wordt de plaat bol geblazen. Blazen heeft als functie om het materiaal wat voor te rekken en daarmee de wanddikte constanter te houden bij de vervolgstappen.

Na het blazen van de plaat komt de bovenstempel naar beneden. Die vormt de grove contour van het product. De plaat is nu klaar om de uiteindelijke vorm te krijgen.

De matrijs wordt wordt met vacuüm tegen de verwarmde plaat gedrukt. Verwarming in de matrijs zorgt dat de plaat aan beide zijde even warm blijft. Dit wordt afgebouwd terwijl het product afkoelt.

Het product kan verwijderd worden uit de machine, maar heeft rondom nog platte resten van de plaat. Deze worden meestal weggefreesd zoals in onderstaande afbeelding is te zien. Nu is het product klaar voor gebruik of assemblage.

Toepassingen

Er zijn tal van mogelijkheden met deze techniek. Voorwaarde is dat het product naar één kant lossend en open is. Voorbeelden van toepassingen zijn ruitjes op motoren, kuipstoeltjes, reclame artikelen en kettingkasten voor een fiets.

Materialen

Kunststoffen die worden gebruikt in deze techniek zijn thermoplasten. Ze zijn herhaaldelijk op te warmen en ter vervormen. ABS, PS, PP, PVC, PC, PET-G en Acrylaat worden veel gebruikt.

Acrylaat is een amorf kunststof en kan dus transparant zijn. Acrylaat wordt gebruikt in bijvoorbeeld raampjes voor voertuigen. Om het product perfect helder te krijgen is het thermovorm proces met Acrylaat iets anders. De plaat wordt door lucht een stukje boven de mal gehouden. Zodra dit kunststof de mal raakt zal er transparantie verloren gaan. Hieronder is een bril voor paarden zichtbaar welke ze moet beschermen tegen vliegen.

Productontwerp

Wanneer de investering niet te hoog mag zijn en de seriegrootte niet te groot zal zijn is dit een aantrekkelijke techniek. De malkosten zijn relatief laag.

Bij het ontwerpen van een product is het belangrijk dat het kant van het product wat maatvast moet worden tegen de matrijs gedrukt wordt. De andere zijde krijgt door afrondingen en wanddikte verschillen een afwijkende maat.

Wanddiktes van 1 tot 10 millimeter zijn mogelijk. Cyclustijd en dus kosten nemen toe bij dikkere wanden.

Aan de hoogte van een product zit een maximum van ongeveer een halve meter. Dit vanwege de wanddikte die afneemt bij het oprekken van de kunststof plaat.

Het product heeft een lossing van 1 a 2 graden nodig en krimpt aanzienlijk in het proces met ongeveer 1,5 procent.

Er is structuur in het product te creëren door een plaat te kiezen waarin structuur is aangebracht. Carbon en leer structuren zijn bijvoorbeeld mogelijk.

Meer weten over wat ProInnovate kan bijdragen in uw productontwerp neem dan contact op via deze pagina.

Matrijs

Zoals eerder aangegeven is de matrijs investering relatief laag. Denk aan 1.000 tot 10.000 euro.

Prototype matrijzen zijn simpel te vervaardigen van ureol schuim of hout. Daar kunnen tot 4 producten uit gemaakt worden.

Matrijzen voor serieproducten worden vaak van aluminium gemaakt. Ze worden dan gefreesd, gegoten of uit een mengsel van hars en aluminiumpoeder gemaakt. De laatste optie heeft een uitstekende warmtegeleidingscoëfficiënt en kan daardoor goed verwarmd en gekoeld worden. Onderstaande foto laat een gegoten aluminium matrijs zien.

Deze blog is mogelijk gemaakt door Frejo Kunststof B.V. waar ProInnovate in een bedrijfsbezoek het thermovormen kon ervaren.

Even voorstellen. Mijn naam is Ivor Muijlwijk. Product Ontwikkelaar bij ProInnovate en schrijver van deze serie blogs. Met vragen kunt u mij altijd mailen via muijlwijk@proinnovate.nl