10 gängige Kunststoffformverfahren

Hier stellen wir Ihnen zehn gängige Kunststoffformverfahren vor. Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.

1. Spritzgießen
2. Blasformen
3. Extrusionsformen
4. Kalandrieren (Bogen, Film)
5. Formpressen
6. Kompressionsspritzgießen
7. Rotationsformen
8. Acht, Kunststoff-Tropfformung
9. Blasenbildung
10. Spritzguss

1. Spritzgießen

Das Prinzip des Spritzgießens besteht darin, körnige oder pulverförmige Rohstoffe in den Trichter der Spritzgießmaschine zu füllen, wo sie erhitzt und geschmolzen werden. Angetrieben von der Schnecke oder dem Kolben der Maschine gelangt das Material durch die Düse und das Anguss-System in den Formhohlraum, wo es aushärtet und seine Form annimmt. Faktoren, die die Qualität des Spritzgießens beeinflussen, sind Einspritzdruck, Einspritzzeit und Einspritztemperatur.

Prozessmerkmale:

Vorteil:

(1) Kurzer Formzyklus, hohe Produktionseffizienz und einfache Automatisierung.

(2) Es kann Kunststoffteile mit komplexen Formen, präzisen Abmessungen und metallischen oder nichtmetallischen Einsätzen herstellen.

(3) Stabile Produktqualität.

(4) Breites Anpassungsspektrum.

Mangel:

(1) Der Preis für Spritzgießmaschinen ist relativ hoch.

(2) Die Struktur der Spritzgussform ist komplex.

(3) Die Produktionskosten sind hoch, der Produktionszyklus ist lang, und es eignet sich nicht für die Herstellung von Einzelstücken und Kleinserien von Kunststoffteilen.

Anwendung:

Zu den spritzgegossenen Produkten im Bereich der Industrieprodukte zählen Küchenartikel (Mülleimer, Schüsseln, Eimer, Töpfe, Geschirr und verschiedene Behälter), Gehäuse für elektrische Geräte (Haartrockner, Staubsauger, Küchenmaschinen usw.), Spielzeug und Spiele, Automobile, verschiedene Industrieprodukte, Teile vieler anderer Produkte usw.

1) Spritzgussverfahren einsetzen

Beim Insert-Molding wird Harz in die Form eingespritzt, nachdem vorgefertigte Einsätze aus verschiedenen Materialien eingelegt wurden. Es handelt sich um ein Formverfahren, bei dem geschmolzenes Material mit einem Einsatz verbunden wird und aushärtet, um ein integriertes Produkt zu bilden.

Prozessmerkmale:

(1) Durch die Vorformung mehrerer Einsätze wird die nachträgliche Konstruktion der Produkteinheitskombination rationaler.
(2) Durch die Kombination der guten Formbarkeit und Biegsamkeit von Harz mit der Steifigkeit, Festigkeit und Hitzebeständigkeit von Metall lassen sich komplexe und kunstvolle Metall-Kunststoff-Verbundprodukte herstellen.
(3) Insbesondere durch die Kombination der isolierenden Eigenschaften von Harz und der Leitfähigkeit von Metall können die Formteile die grundlegenden Funktionen elektrischer Produkte erfüllen.
(4) Bei starren Formteilen und gebogenen elastischen Formteilen auf Gummidichtungspads kann nach dem Spritzgießen auf dem Substrat zur Bildung eines integrierten Produkts auf die komplizierte Anordnung des Dichtungsrings verzichtet werden, was die automatische Kombination des nachfolgenden Prozesses erleichtert.

2) Zweifarben-Spritzguss

Zweifarben-Spritzgießen bezeichnet ein Verfahren, bei dem zwei verschiedenfarbige Kunststoffe in dieselbe Form eingespritzt werden. Dadurch können die Kunststoffteile in zwei verschiedenen Farben erscheinen und ein regelmäßiges oder unregelmäßiges Moiré-Muster aufweisen, was ihre Gebrauchstauglichkeit und Ästhetik verbessert.

Prozessmerkmale:

(1) Zur Reduzierung des Einspritzdrucks können für den Kern Werkstoffe mit niedriger Viskosität verwendet werden.
(2) Aus Gründen des Umweltschutzes kann für den Kernstoff recyceltes Sekundärmaterial verwendet werden.
(3) Je nach Verwendungszweck werden beispielsweise für die Lederschicht dicker Produkte weiche Materialien und für den Kern harte Materialien verwendet. Alternativ kann der Kern aus Schaumstoff bestehen, um das Gewicht zu reduzieren.
(4) Zur Kostenreduzierung können minderwertigere Kernmaterialien verwendet werden.
(5) Das Außenhautmaterial oder das Kernmaterial kann aus teuren Materialien mit besonderen Oberflächeneigenschaften bestehen, wie z. B. Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen, hohe elektrische Leitfähigkeit usw. Dadurch kann die Produktleistung gesteigert werden.
(6) Durch eine geeignete Kombination von Deckschichtmaterial und Kernmaterial lassen sich die Eigenspannungen von Formteilen reduzieren und die mechanische Festigkeit bzw. die Oberflächeneigenschaften des Produkts verbessern.

3) Mikroschaum-Spritzgießverfahren

Das Mikroschaum-Spritzgießverfahren ist eine innovative Präzisions-Spritzgießtechnologie. Das Produkt wird durch die Ausdehnung der Poren gefüllt, und die Formgebung erfolgt unter niedrigem und mittlerem Druck.

Das Verfahren zur Formgebung von mikrozellulärem Schaum lässt sich in drei Phasen unterteilen:

Zunächst wird das überkritische Fluid (Kohlendioxid oder Stickstoff) in den Schmelzklebstoff gelöst, um eine einphasige Lösung zu erzeugen. Anschließend wird diese durch die Schaltdüse bei niedrigerer Temperatur und niedrigerem Druck in den Formhohlraum eingespritzt. Aufgrund der durch die Temperatur- und Druckreduzierung hervorgerufenen molekularen Instabilität bilden sich im Produkt zahlreiche Luftblasenkeime. Diese Blasenkeime wachsen allmählich an und bilden winzige Löcher.

Prozessmerkmale:

(1) Präzisionsspritzguss.
(2) Es überwindet viele Einschränkungen des herkömmlichen Spritzgießens. Dadurch kann das Gewicht des Werkstücks deutlich reduziert und der Formgebungszyklus verkürzt werden.
(3) Die Verzugsverformung und die Dimensionsstabilität des Werkstücks werden deutlich verbessert.

Anwendung:

Armaturenbretter, Türverkleidungen, Klimaanlagenkanäle usw.

4) Nano-Spritzgießen (NMT)

Die Nano-Formgebungstechnologie (NMT) ist ein Verfahren zur Kombination von Metall und Kunststoff mithilfe von Nanotechnologie. Nach der Nanobehandlung der Metalloberfläche wird der Kunststoff direkt auf die Metalloberfläche eingespritzt, sodass Metall und Kunststoff eine integrale Verbindung eingehen. Die Nano-Formgebungstechnologie wird je nach Position des Kunststoffs in zwei Verfahrensarten unterteilt:

(1) Der Kunststoff ist ein integraler Bestandteil der nicht sichtbaren Oberfläche.
(2) Der Kunststoff ist für die Außenfläche integral geformt.

Prozessmerkmale:

(1) Das Produkt hat ein metallisches Aussehen und eine metallische Textur.
(2) Die Konstruktion der mechanischen Teile des Produkts vereinfachen, sodass das Produkt leichter, dünner, kürzer, kleiner und kostengünstiger als bei der CNC-Bearbeitung ist.
(3) Reduzierung der Produktionskosten und Erhöhung der Bindungsstärke sowie erhebliche Verringerung des Verbrauchs an entsprechenden Verbrauchsmaterialien.

Geeignete Metall- und Harzwerkstoffe:

(1) Aluminium, Magnesium, Kupfer, Edelstahl, Titan, Eisen, verzinktes Blech, Messing.
(2) Die Anpassungsfähigkeit der Aluminiumlegierung ist hoch, einschließlich der Serien 1000 bis 7000.
(3) Zu den Harzen gehören PPS, PBT, PA6, PA66 und PPA.
(4) PPS besitzt eine besonders hohe Haftfestigkeit (3000 N/cm²).

Anwendung:

Handyhülle, Laptoptasche usw.

Blasformen

Beim Blasformen wird das aus dem Extruder austretende, geschmolzene thermoplastische Rohmaterial in die Form gepresst und anschließend mit Luft beblasen. Das geschmolzene Rohmaterial dehnt sich unter dem Luftdruck aus und haftet an der Wand des Formhohlraums. Abschließend erfolgt das Abkühlen und Erstarren zur gewünschten Produktform. Man unterscheidet zwei Arten des Blasformens: Folienblasformen und Hohlblasformen.

1) Folienblasen

Beim Folienblasen wird geschmolzener Kunststoff durch den ringförmigen Düsenspalt des Extruderkopfes zu einem dünnen, zylindrischen Rohr extrudiert. Gleichzeitig wird Druckluft durch die zentrale Öffnung des Extruderkopfes in den Hohlraum des Rohres geblasen. Das so entstandene Rohr wird zu einer schlauchförmigen Folie mit größerem Durchmesser (auch Blasenfolie genannt) aufgeblasen und nach dem Abkühlen aufgewickelt.

2) Hohlblasformen

Hohlblasformen ist ein Formgebungsverfahren, bei dem ein gummiartiger Vorformling in der Formkavität mittels Gasdruck zu einem Hohlkörper aufgeblasen wird. Es dient der Herstellung von Hohlprodukten aus Kunststoff. Je nach Herstellungsverfahren des Vorformlings gibt es verschiedene Verfahren, darunter Extrusionsblasformen, Spritzblasformen und Streckblasformen.

1))Extrusionsblasformen:Dabei wird ein rohrförmiger Vorformling mit einem Extruder extrudiert, in den Formhohlraum eingespannt und der Boden im heißen Zustand verschlossen. Anschließend wird Druckluft in den Hohlraum des Rohrrohlings geleitet und dieser in Form geblasen.

2))Spritzblasformen:Der verwendete Vorformling wird im Spritzgussverfahren hergestellt. Er verbleibt im Formkern. Nach dem Schließen der Blasform wird Druckluft durch den Formkern geleitet. Der Vorformling bläst sich auf, kühlt ab und wird anschließend entformt.

Vorteil:

Das Produkt zeichnet sich durch eine gleichmäßige Wandstärke, geringe Gewichtstoleranzen, einen geringen Nachbearbeitungsaufwand und geringe Abfallmengen an den Ecken aus.

Es eignet sich für die Herstellung kleiner, raffinierter Produkte in großen Mengen.

3))Streckblasformen:Der auf die Strecktemperatur erwärmte Vorformling wird in die Blasform gegeben. Das Produkt wird durch Längsstreckung mit einem Streckstab und anschließende Querstreckung mit eingeblasener Druckluft hergestellt.

Anwendung:

(1) Das Folienblasformen wird hauptsächlich zur Herstellung dünner Kunststoffformen verwendet.
(2) Das Hohlblasformverfahren wird hauptsächlich zur Herstellung von hohlen Kunststoffprodukten (Flaschen, Verpackungsfässer, Gießkannen, Kraftstofftanks, Dosen, Spielzeug usw.) verwendet.

Extrusionsformen

Das Extrusionsverfahren eignet sich hauptsächlich für die Verarbeitung von Thermoplasten und auch für einige Duroplaste und verstärkte Kunststoffe mit guter Fließfähigkeit. Dabei wird das erhitzte und geschmolzene thermoplastische Rohmaterial mittels einer rotierenden Schnecke aus dem Extrusionskopf mit dem gewünschten Querschnitt extrudiert. Anschließend wird es durch die Formgebungseinrichtung in die gewünschte Form gebracht und danach durch die Kühleinrichtung abgekühlt und verfestigt.

Prozessmerkmale:

(1) Niedrige Ausrüstungskosten.
(2) Die Bedienung ist einfach, der Prozess leicht zu steuern und eine kontinuierliche automatische Produktion ist bequem zu realisieren.
(3) Hohe Produktionseffizienz.
(4) Die Produktqualität ist einheitlich und dicht.
(5) Durch den Wechsel der Matrize des Maschinenkopfes können Erzeugnisse oder Halbzeuge mit unterschiedlichen Querschnittsformen hergestellt werden.

Anwendung:

Im Bereich der Produktentwicklung findet das Extrusionsverfahren breite Anwendung. Zu den extrudierten Produkten zählen Rohre, Folien, Stäbe, Monofilamente, Flachbänder, Netze, Hohlbehälter, Fenster, Türrahmen, Platten, Kabelummantelungen und andere speziell geformte Materialien.

Kalandrieren (Bogen, Film)

Beim Kalandern werden Kunststoffrohstoffe durch eine Reihe beheizter Walzen geführt und unter Einwirkung von Extrusion und Streckung zu Folien oder Platten verbunden.

Prozessmerkmale:

Vorteile:

(1) Gute Produktqualität, große Produktionskapazität und automatische, kontinuierliche Produktion.
(2) Nachteile: riesige Anlagen, hohe Anforderungen an die Präzision, viel Hilfsausrüstung und die Produktbreite ist durch die Walzenlänge des Kalanders begrenzt.

Anwendung:

Es wird hauptsächlich zur Herstellung von PVC-Weichfolien, -Platten, Kunstleder, Tapeten, Bodenleder usw. verwendet.

Kompressionsformen

Das Formpressen wird hauptsächlich zum Formen von Duroplasten eingesetzt. Je nach Eigenschaften der Formmaterialien und den Merkmalen der Verarbeitungsanlagen und -technologien lässt sich das Formpressen in zwei Arten unterteilen: das Formpressen und das Laminieren.

1) Formpressen

Das Formpressen ist das wichtigste Verfahren zur Herstellung von Duroplasten und verstärkten Kunststoffen. Dabei wird das Rohmaterial in einer auf eine bestimmte Temperatur erhitzten Form unter Druck gesetzt, sodass es schmilzt, fließt und den Formhohlraum gleichmäßig ausfüllt. Nach einer gewissen Zeit unter Einwirkung von Hitze und Druck entsteht so das fertige Produkt.Kompressionsformmaschinenutzt dieses Verfahren. 

Prozessmerkmale:

Die Formteile sind dicht, maßgenau, glatt und ebenmäßig, weisen keine Angussmarken auf und besitzen eine gute Stabilität.

Anwendung:

Zu den industriell gefertigten Produkten zählen unter anderem elektrische Geräte (Stecker und Steckdosen), Topfgriffe, Geschirrgriffe, Flaschenverschlüsse, Toiletten, unzerbrechliche Speiseteller (Melamingeschirr), geformte Kunststofftüren usw.

2) Laminierungsformung

Beim Laminieren werden zwei oder mehr Schichten aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien unter Hitze- und Druckbedingungen mit einem Füllmaterial aus Platten oder Fasern zu einem Ganzen verbunden.

Prozessmerkmale:

Das Laminierformverfahren besteht aus drei Schritten: Imprägnierung, Pressung und Nachbearbeitung. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von verstärkten Kunststoffplatten, Rohren, Stäben und Modellbauteilen eingesetzt. Das Ergebnis ist eine dichte Struktur und eine glatte, saubere Oberfläche.

Kompressionsspritzgießen

Das Kompressionsspritzgießen ist ein auf dem Transferspritzgießen basierendes Verfahren zur Formgebung von duroplastischen Kunststoffen. Der Prozess ähnelt dem Spritzgießverfahren. Beim Kompressionsspritzgießen wird der Kunststoff im Angussraum der Form plastifiziert und gelangt anschließend durch das Anguss-System in den Formhohlraum. Beim Spritzgießen hingegen erfolgt die Plastifizierung im Zylinder der Spritzgießmaschine.

Der Unterschied zwischen Kompressionsspritzgießen und Kompressionsformen: Beim Kompressionsformen wird das Material zuerst zugeführt und dann die Form geschlossen, während beim Spritzgießen die Form in der Regel vor der Materialzufuhr geschlossen werden muss.

Prozessmerkmale:

Vorteile: (im Vergleich zum Formpressen)

(1) Der Kunststoff wurde vor dem Eintritt in den Formhohlraum plastifiziert und kann Kunststoffteile mit komplexen Formen, dünnen Wänden oder großen Wandstärkeänderungen sowie feinen Einsätzen herstellen.
(2) Den Formgebungszyklus verkürzen, die Produktionseffizienz steigern und die Dichte und Festigkeit der Kunststoffteile verbessern.
(3) Da die Form vor dem Kunststoffspritzguss vollständig geschlossen wird, ist der Grat an der Trennfläche sehr dünn, sodass die Präzision des Kunststoffteils leicht zu gewährleisten ist und die Oberflächenrauheit ebenfalls gering ist.

Mangel:

(1) Es verbleibt stets ein Teil des Restmaterials in der Zuführkammer, und der Verbrauch an Rohstoffen ist relativ hoch.
(2) Das Kürzen der Angussmarkierungen erhöht den Arbeitsaufwand.
(3) Der Formdruck ist größer als beim Formpressen, und die Schrumpfungsrate ist größer als beim Formpressen.
(4) Die Struktur der Form ist auch komplizierter als die der Kompressionsform.
(5) Die Prozessbedingungen sind strenger als beim Formpressen, und die Durchführung ist schwierig.

Rotationsformen

Beim Rotationsformen wird das Kunststoffrohmaterial in die Form gegeben. Diese rotiert anschließend kontinuierlich um zwei vertikale Achsen und wird erhitzt. Unter Einwirkung von Schwerkraft und Wärmeenergie wird das Kunststoffrohmaterial in der Form nach und nach gleichmäßig verteilt, aufgeschmolzen und haftet an der gesamten Oberfläche des Formhohlraums. Nach dem Formen wird das Material abgekühlt, nachgeformt und entformt. So erhält man das fertige Produkt.

Vorteil:

(1) Mehr Gestaltungsspielraum schaffen und Montagekosten reduzieren.
(2) Einfache Modifikation und niedrige Kosten.
(3) Rohstoffe sparen.

Anwendung:

Wasserball, Schwimmball, kleines Schwimmbecken, Fahrradsattelkissen, Surfbrett, Maschinengehäuse, Schutzhülle, Lampenschirm, Landwirtschaftsspritze, Möbel, Kanu, Wohnmobildach usw.

Acht, Kunststoff-Tropfformung

Beim Tropfenformverfahren werden thermoplastische Polymermaterialien mit variablen Zustandseigenschaften verwendet, d. h. sie fließen unter bestimmten Bedingungen viskos und verfestigen sich bei Raumtemperatur. Mithilfe geeigneter Verfahren und Spezialwerkzeuge wird das Material im viskosen Zustand in die gewünschte Form gebracht und anschließend bei Raumtemperatur ausgehärtet. Der technologische Prozess umfasst im Wesentlichen drei Schritte: Abwiegen des Klebstoffs, Tropfenauftrag des Kunststoffs und Abkühlen sowie Aushärten.

Vorteil:

(1) Das Produkt weist eine gute Transparenz und einen guten Glanz auf.
(2) Es besitzt physikalische Eigenschaften wie Reibungsarmut, Wasserdichtigkeit und Schmutzabweisung.
(3) Es hat einen einzigartigen dreidimensionalen Effekt.

Anwendung:

Plastikhandschuhe, Luftballons, Kondome usw.

Blasenbildung

Das Blasenformen, auch Vakuumformen genannt, ist ein Verfahren zur Thermoformung von thermoplastischen Kunststoffen. Dabei wird das Plattenmaterial auf den Rahmen der Vakuumformmaschine gespannt. Nach dem Erhitzen und Erweichen wird es durch Vakuum über den Luftkanal am Rand der Form an die Form gepresst. Nach kurzer Abkühlzeit entstehen die geformten Kunststoffprodukte.

Prozessmerkmale:

Zu den wichtigsten Vakuumformverfahren zählen das Vakuumformen mit konkaven Düsen, das Vakuumformen mit konvexen Düsen, das aufeinanderfolgende Vakuumformen mit konkaven und konvexen Düsen, das Vakuumformen mit Blasenblastechnik, das Vakuumformen mit Kolbendrückvorrichtung, das Vakuumformen mit Gaspuffervorrichtung usw.

Vorteil:

Die Ausrüstung ist relativ einfach, die Form muss keinem Druck standhalten und kann aus Metall, Holz oder Gips bestehen; sie zeichnet sich durch eine hohe Formgebungsgeschwindigkeit und einfache Bedienung aus.

Anwendung:

Weit verbreitet in der Innen- und Außenverpackung von Lebensmitteln, Kosmetika, Elektronik, Eisenwaren, Spielzeug, Kunsthandwerk, Medikamenten, Gesundheitsprodukten, Artikeln des täglichen Bedarfs, Schreibwaren und anderen Branchen; Einwegbecher, verschiedene becherförmige Becher usw., Pflanzschalen, Anzuchtschalen, biologisch abbaubare Fast-Food-Boxen.

Spritzguss

Beim Slush-Mapping wird pastöser Kunststoff (Plastisol) in eine auf eine bestimmte Temperatur vorgeheizte Form (Negativ- oder Hohlform) gegossen. Der an der Innenwand der Formkavität haftende Kunststoff geliert durch die Hitze, der nicht gelierte Rest wird anschließend ausgegossen. Durch Wärmebehandlung (Backen und Schmelzen) wird der an der Innenwand der Formkavität haftende Kunststoff verfestigt und anschließend abgekühlt, um das Hohlprodukt aus der Form zu entnehmen.

Prozessmerkmale:

(1) Niedrige Ausrüstungskosten und hohe Produktionsgeschwindigkeit.
(2) Die Prozesssteuerung ist einfach, aber die Genauigkeit der Dicke und Qualität (Gewicht) des Produkts ist schlecht.

Anwendung:

Es wird hauptsächlich für hochwertige Armaturenbretter in Autos und andere Produkte verwendet, die eine hohe Haptik und visuelle Effekte erfordern, sowie für Plastikspielzeug usw.