Ist Rotationsformen das Richtige für Sie?

Sie benötigen also ein individuelles Kunststoffteil oder -produkt, wissen aber nicht, wie Sie es herstellen können.

Ist es groß oder klein?Soll es flexibel oder steif sein?Ist es rund, eckig oder hat es eine seltsame Form?Haben Sie bereits eine Form oder müssen Sie eine anfertigen lassen?

In diesem Leitfaden werden die verschiedenen Arten der heute verfügbaren Formverfahren erläutert, um Ihnen dabei zu helfen, das ideale Verfahren für Ihr Produkt zu finden.

Was ist Kunststoffformen?

Formen, manchmal auch Formen genannt, ist der Herstellungsprozess durch Formen von flüssigem oder biegsamem Material mithilfe eines starren Rahmens, der Form oder Matrize genannt wird.

Beim Formen von Kunststoffen wird ein pulverförmiges oder flüssiges Polymer wie Polyethylen oder Polypropylen in eine Hohlform gegeben, damit das Polymer seine Form annehmen kann.Abhängig von der Art des verwendeten Prozesses werden unterschiedliche Hitze- und Druckbereiche verwendet, um ein Endprodukt zu erzeugen.

Die Geschichte des Kunststoffformens

Das Formen von Kunststoffen begann im späten 19. Jahrhundert, um den Bedarf an Billardkugeln aus Kunststoff im Gegensatz zu den damals häufig verwendeten Elfenbein-Billardkugeln zu decken.Im Jahr 1868 erfand John Wesley Hyatt eine Möglichkeit, Billardkugeln herzustellen, indem er Zelluloid in eine Form spritzte.Vier Jahre später erfanden und patentierten Hyatt und sein Bruder eine Maschine zur Automatisierung des Prozesses.Dies war die erste existierende Kunststoff-Spritzgießmaschine und nutzte einen einfachen Kolben, um Kunststoff durch einen beheizten Zylinder in eine Form einzuspritzen.

1946 erfand James Hendry die Schneckenspritzgießmaschine, die die Kolbenspritztechnik ersetzte.Dies ist die heute am häufigsten verwendete Technik.

Auch das moderne Rotationsformen hat eine lange Geschichte, die im Jahr 1855 begann, als in Großbritannien Rotation und Hitze zur Herstellung von Artilleriegeschossen aus Metall eingesetzt wurden.

Kunststoffe wurden in den frühen 1950er Jahren in den Prozess eingeführt, als das Rotationsformen erstmals zur Herstellung von Puppenköpfen eingesetzt wurde.Und dann wurde in den 1960er Jahren das moderne Verfahren des Rotationsformens entwickelt, das es uns ermöglichte, große, hohle Behälter aus Polyethylen niedriger Dichte herzustellen.In der jüngeren Geschichte haben Prozessverbesserungen, bessere Ausrüstung und die Entwicklung von Kunststoffpulvern den Prozess der Herstellung fertiger Produkte beschleunigt, was dazu geführt hat, dass das Rotationsformen schnell an Popularität gewonnen hat.

Die Arten des Kunststoffformens

Die beliebtesten Techniken beim Kunststoffformen sind Rotationsformen, Spritzgießen, Blasformen, Formpressen, Extrusionsformen und Thermoformen.Wir werden alle diese Techniken in diesem Leitfaden behandeln, um Ihnen dabei zu helfen, den besten Prozess zur Herstellung Ihres Teils oder Produkts zu finden.

Rotationsformen

Rotationsformen, auch Rotationsformen genannt, ist ein Herstellungsverfahren zur Herstellung großer Hohlteile und Produkte, bei dem ein Pulver oder flüssiges Harz in eine Metallform gegeben und in einem Ofen gedreht wird, bis das Harz die Innenseite der Form bedeckt.Durch die ständige Rotation der Form entsteht eine Zentrifugalkraft, die gleichmäßigwandige Produkte erzeugt.Sobald die Form abgekühlt ist, wird der ausgehärtete Kunststoff aus der Form entfernt.

Während des Prozesses wird nur sehr wenig Material verschwendet und überschüssiges Material wird häufig wiederverwendet, was den Prozess wirtschaftlich und umweltfreundlich macht.

Häufige Anwendungen für Rotationsformen

Rotationsformen wird üblicherweise zur Herstellung großer hohler Kunststoffprodukte wie Mehrzweckkarren, Lagertanks, Autoteile, Schiffsbojen, Tierhütten, Recyclingbehälter, Straßenkegel, Kajakrümpfe und Spielplatzrutschen verwendet.

Rotationsformen sind hochgradig anpassbar und kosteneffektiv

Die Form selbst kann sehr komplex sein, um das Formen einer breiten Palette von Produkten zu erleichtern.Formen können Einsätze, Kurven und Konturen sowie Logos und Schlitze für Kunststoff- oder Metalleinsätze enthalten, die nach dem Formen eines Produkts platziert werden.

Die Werkzeugkosten sind bei Rotationsformen niedriger als bei Spritzguss- oder Blasformen.Das Ergebnis sind geringere Anlaufkosten und kostengünstige Produktionsabläufe, selbst wenn nur 25 Artikel gleichzeitig produziert werden.

Spritzguss

Beim Spritzgießen werden kundenspezifische Kunststoffteile hergestellt, indem geschmolzenes Kunststoffmaterial unter hohem Druck in eine Metallform eingespritzt wird.Wie bei anderen Formen des Kunststoffformens wird die Form nach dem Einspritzen des geschmolzenen Kunststoffs in die Form abgekühlt und geöffnet, um ein festes Kunststoffteil freizulegen.

Der Prozess ähnelt einer Jello-Form, die gefüllt und dann abgekühlt wird, um das Endprodukt herzustellen.

Häufige Anwendungen für das Spritzgießen

Spritzguss wird häufig zur Herstellung kundenspezifischer Kunststoffteile in sehr großen Stückzahlen eingesetzt.Große Spritzgießmaschinen können Autoteile formen.Kleinere Maschinen können sehr präzise Kunststoffteile für chirurgische Anwendungen herstellen.Darüber hinaus gibt es viele Arten von Kunststoffharzen und Additiven, die im Spritzgussprozess verwendet werden können, was die Flexibilität für Designer und Ingenieure erhöht.

Spritzgussformen, die meist aus Stahl oder Aluminium hergestellt werden, sind mit hohen Kosten verbunden.Allerdings sind die Kosten pro Teil sehr günstig, wenn Sie mehrere tausend Teile pro Jahr benötigen.

Beim Spritzgießen dauert die Werkzeugherstellung in der Regel 12 bis 16 Wochen, die Produktion dauert bis zu vier weitere Wochen.

Blasformen

Blasformen ist eine Methode zur Herstellung hohler, dünnwandiger, individueller Kunststoffteile.Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Produkten mit gleichmäßiger Wandstärke und bei denen die Form wichtig ist, verwendet.Der Prozess basiert auf dem gleichen Prinzip wie das Glasblasen.

Blasformmaschinen erhitzen Kunststoff und blasen Luft ein, die den heißen Kunststoff wie einen Ballon aufbläst.Der Kunststoff wird in eine Form geblasen und drückt beim Ausdehnen gegen die Wände der Form und nimmt seine Form an.Nachdem der Kunststoffballon die Form gefüllt hat, wird er abgekühlt und ausgehärtet, und das Teil wird ausgeworfen.Der gesamte Vorgang dauert weniger als zwei Minuten, sodass an einem durchschnittlichen 12-Stunden-Tag etwa 1440 Teile hergestellt werden können.

Häufige Anwendungen für das Blasformen

Bei Blasformverfahren entstehen in den meisten Fällen Flaschen, Kunststofffässer und Kraftstofftanks.Wenn Sie hunderttausend Plastikflaschen benötigen, ist dies das richtige Verfahren für Sie.Blasformen ist schnell und wirtschaftlich, da die Form selbst weniger kostet als ein Spritzgusswerkzeug, aber mehr als ein Rotationsformwerkzeug … manchmal sogar sechs- bis siebenmal so viel wie ein Rotationsformwerkzeug.

Formpressen

Das Formpressen erfolgt genau so, wie der Name vermuten lässt.Ein erhitztes Kunststoffmaterial wird in eine erhitzte Form gegeben und dann in eine bestimmte Form gepresst.Normalerweise wird der Kunststoff in Plattenform geliefert, kann aber auch in großen Mengen vorliegen.Sobald der Kunststoff in die richtige Form komprimiert ist, sorgt der Erhitzungsprozess dafür, dass der Kunststoff seine maximale Festigkeit behält.Die letzten Schritte in diesem Prozess umfassen das Abkühlen, Zuschneiden und anschließende Entfernen des Kunststoffteils aus der Form.

Häufige Anwendungen des Formpressens

Die beste Anwendung des Formpressens ist der Ersatz von Metallteilen durch Kunststoffteile.Es wird hauptsächlich für Kleinteile und Produkte in sehr großen Stückzahlen verwendet.In der Automobilindustrie wird das Formpressen häufig eingesetzt, da die Endprodukte sehr stabil und langlebig sind.

Die Anschaffungskosten einer Pressform sind erheblich und hängen von mehreren Faktoren ab, unter anderem von der Anzahl der Hohlräume, der Größe der Teile, der Komplexität der Teile und der Oberflächenbeschaffenheit.Allerdings sind die Kosten für jedes einzelne Teil bei hohen Stückzahlen gering, so dass große Teilemengen ideal für diese Formformung sind.

Extrusionsformen

Das Extrusionsformen ähnelt dem Spritzgießen, mit der Ausnahme, dass eine lange, kontinuierliche Form erzeugt wird.Ein weiterer Unterschied beim Extrusionsformen besteht darin, dass das Verfahren eine „Matrize“ und keine „Form“ verwendet.

Extrudierte Teile werden hergestellt, indem heißes Rohmaterial durch eine maßgeschneiderte Düse gepresst wird.Eine vereinfachte Visualisierung wäre, als würde man Play Doh durch ein geformtes Loch drücken.

Während bei anderen Formen des Formens die Kunststoffharze durch Extrusion in eine Form gebracht werden, wird bei diesem Verfahren der geschmolzene Kunststoff direkt in eine Matrize extrudiert.Die Matrizenform, nicht eine Gussform, bestimmt die Form des Endprodukts.

Häufige Anwendungen des Extrusionsformens

Teile aus Extrusion haben ein festes Querschnittsprofil.Beispiele für extrudierte Produkte sind PVC-Rohre, Strohhalme und Schläuche.Die Teile müssen nicht rund sein, aber sie müssen entlang der Länge des Teils die gleiche Form haben.

Aufgrund der Einfachheit der Matrize und der Maschinen selbst sind die Kosten des Extrusionsformens im Vergleich zu anderen Formverfahren relativ niedrig.

Allerdings schränkt die Art des Extrusionsformverfahrens die Art der Produkte ein, die mit dieser Technik hergestellt werden können.

Thermoformen

Beim Thermoformen handelt es sich um einen Herstellungsprozess, bei dem eine sogenannte Thermoplastfolie auf eine biegsame Formtemperatur erhitzt, in einer Form in eine bestimmte Form gebracht und zugeschnitten wird, um ein verwendbares Produkt zu erzeugen.Thermoplast gibt es in einer Vielzahl von Materialien, Farben, Oberflächen und Stärken.

Beim Thermoformen werden verschiedene Arten von Formen und Verfahren eingesetzt, um das Endprodukt zu erhalten.Bei der Herstellung von 3D-Produkten handelt es sich bei der Form typischerweise um eine einzelne 3D-Form aus Aluminium.Da beim Thermoformen niedrige Drücke zum Einsatz kommen, können Formen aus kostengünstigen Materialien kostengünstig hergestellt werden.

Häufige Anwendungen des Thermoformens

Das Thermoformen dünner Bleche wird üblicherweise zur Herstellung von Einwegbechern, Behältern, Deckeln, Schalen, Blisterpackungen, Muschelschalen und anderen Produkten für die Lebensmittelindustrie und den allgemeinen Einzelhandel verwendet.Das Thermoformen dicker Bleche umfasst so unterschiedliche Teile wie Fahrzeugtür- und Armaturenbrettverkleidungen, Kühlschrankauskleidungen und Nutzfahrzeugbetten.

Im Durchschnitt dauert es etwa 8 Wochen, bis eine Thermoformform produktionsbereit ist.Die Kosten für eine Thermoformform richten sich nach der Größe des herzustellenden Teils.Eine Form für ein kleines Teil kann nur 20.000 US-Dollar kosten, während die Kosten für eine größere Form bei über 50.000 US-Dollar liegen können.