Konstruktion und Inbetriebnahme temperierter Vorstreckstempel im Thermoformen

Ziel deiner Arbeit ist es, eine Stempeltemperierung in der dazu vorhandenen Thermoformanlage zu ermöglichen und, je nach Umfang der Arbeit, deren Einfluss auf die Wanddickenverteilung zu untersuchen.

Umformung des Kunststoffhalbzeugs mittels Stempelvorstreckung | Bild: IKV

Massenproduktion | Foto: Fernholz Verpackungen

Aus ökologischen und ökonomischen Gründen ist ein effizienter Material­einsatz sowohl bei der Herstellung von technischen Teilen als auch von Verpackungen entscheidend. Besonders bei Massenprodukten wie Jogurtbechern steigt die Nachfrage nach nachhaltig gefertigten Produkten immer weiter. Da bei thermogeformten Produkten eine ungleichmäßige Verformung des Halbzeugs mit Dünnstellen, die Schwachstellen darstellen, charakteristisch ist, werden alle Bereiche mit größerer Wanddicke überdimensioniert. Daraus ergibt sich der Bedarf einer optimierten Wanddickenverteilung zur Steigerung der Materialeffizienz.

Mit dem Ziel, die Formeigenschaften von thermogeformten Bauteilen zu optimieren, wird eine Stempelvorstreckung eingesetzt. Damit lässt sich die Verformung der Halbzeuge lokal so beeinflussen, dass Material aus den überdimensionierten Bereichen zur Dünnstelle geführt und eine lastangepasste Wanddickenverteilung erzielt wird. Somit lässt sich die Halbzeugdicke bei gleichbleibenden Bauteileigenschaften verringern.

Das Potenzial zur Steigerung der Materialeffizienz durch Einsatz der Stempelvorstreckung ist bereits industriell bekannt. Das Ziel dieser Arbeit ist die Konstruktion, Auslegung und Inbetriebnahme von temperierten Vorstreckstempeln zur Analyse des Einflusses der Stempeltemperatur auf die Wanddickenverteilung. Je nach Umfang Deiner Arbeit könnte diese folgende Arbeitspakete enthalten:

  • Ermittlung verschiedener Temperierkonzepte von Vorstreckstempeln.
  • Auslegung, Konstruktion und Inbetriebnahme von temperierten Vorstreckstempeln
  • Prozessanalyse – Ermittlung des Einflusses von verschiedenen Stempeltemperaturen auf die Wanddickenverteilung
  • Analysen der Haft- und Gleitreibungsbedingungen mittels Hochgeschwindigkeitskamera bei verschiedenen Stempeltemperaturen

Da die benötigten Halbzeuge und Maschinen bereits vorhanden bzw. betriebsbereit sind, kannst Du/könnt ihr direkt mit der Arbeit beginnen.

Ansprechpartner
Dennis Balcerowiak, M.Sc. RWTH
Telefon: +49 241 80-28348
E-Mail: dennis.balcerowiak@ikv.rwth-aachen.de