Verfahren zur mobilen Wareneingangskontrolle von Kunststoffhalbzeugen für Thermoformanwendung
Kurzfassung
Wissenschaftler des Instituts für Kunststofftechnik (IKT) der Universität Stuttgart haben ein Prüfverfahren entwickelt, welches eine schnelle und kostengünstige Wareneingangskontrolle von Kunststoffhalbzeugen zur Weiterverarbeitung in Thermoformanwendungen ermöglicht.
Hintergrund
Das Thermoformen oder Warmformen ist ein Verfahren zur Umformung thermoplastischer Kunststoffe unter Wärmeeinwirkung sowie mit Hilfe von Druckluft oder Vakuum. Hierbei werden in der Regel flächige Halbzeuge bis in den thermoelastischen Zustand hinein erwärmt und anschließend in die gewünschte Form umgeformt. Die Qualität der Halbzeuge ist hierbei entscheidend für die Qualität des fertigen Kunststoffprodukts, vor allem hinsichtlich Kontur, Ausformschärfe und Wanddickenverteilung.
Problemstellung
Die Qualität der Halbzeuge kann nur anhand des Verhaltens während des Verarbeitungsprozesses sowie nach der Fertigung anhand der Qualität des Endprodukts bestimmt werden. Eine Wareneingangskontrolle zur Bestimmung der Halbzeug-Eigenschaften noch vor Verarbeitung ist aktuell nicht verfügbar. Ein solches Prüfverfahren reduziert den verfahrenstechnischen Aufwand zur Prüfung eines Halbzeugs und senkt damit die Ausschussmenge und Produktionskosten von Thermoformteilen.
Lösung
Dem an der Universität Stuttgart entwickelten neuartigen Prüfverfahren liegt die Aufgabe zugrunde die Thermoformbarkeit von Kunststoffhalbzeugen im Sinne einer Wareneingangskontrolle zu überprüfen. Erfindungsgemäß wird hierbei eine Probe des zu verarbeitenden Materials entnommen und in einem Handgerät auf seine relevanten Umformeigenschaften geprüft. Das Prüfgerat weist hierbei eine Prüfkammer mit einer Prüfkontur bzw. Umformszenarien bestehend aus unterschiedlich geformten Vertiefungen auf. Das zu testende Material wird im Prüfgerät erwärmt und verformt, wobei das erreichte Abformergebnis als Maß für die Verstreckbarkeit des Halbzeugs herangezogen wird. Hierbei gilt, je tiefer die erreichte Umformtiefe, desto besser ist der Kunststoff umformbar. Weiterhin kann die Ausformschärfe an Ecken oder Absätzen untersucht werden.
Prüfung des Halbzeugs mittels eines Prüfgeräts mit spezifischer Prüfkontur. Durch Erwärmen des Halbzeugs und Anlegen eines Vakuums wird das Halbzeug in die Prüfkontur gezogen. Die Ausformschärfe wird als Maß für die Verarbeitbarkeit des Halbzeugs herangezogen.
[Bild: Universität Stuttgart, IKT]
Anwendungsbereiche
Thermoformen, Warmumformen, Tiefziehen
Vorteile
- Prüfung der Thermoformbarkeit direkt bei dem Wareneingang des Halbzeugs
- Geeignet zur Prüfung von Neuwerkstoffen und Rezyklaten mit unbekannten Eigenschaften
- Einfaches, schnelles und zuverlässiges Testverfahren
- Individuelles Design der Prüfkonturen und Prüfszenarien für verschiedene Anforderungen