Thermoformen: Simulation der Warmestromverteilung zur Berechnung der Halbzeugerwarmung

摘要

Beim Thermoformen wird ein thermoplastisches Halbzeug bis in seinen Erweichungsbereich erwarmt und anschliessend zu einem dreidimensionalen Formteil umgeformt. Das Verfahren wird haufig fur dunnwandige Verpackungsartikel eingesetzt, welche sich hiermit kostengunstig und in hohen Stuckzahlen fertigen lassen. Um den Anteil der Materialkosten an den gesamten Herstellungskosten moglichst gering zu halten, wird eine sehr gleichmassige Wanddickenverteilung der Formteile angestrebt. Verfahrenstechnisch wird daher in konventionellen Verfahren das Halbzeug durch pneumatisches Vorblasen oder mit Hilfe von mechanischen Hilfen vorgestreckt. Um zusatzlich das temperaturabhangige Verformungsverhalten thermoplastischer Halbzeuge gezielt fur eine gleichmassige Verstreckung ausnutzen zu konnen, wird derzeit am IKT ein neuartiges Strahlungsheizungssystem entwickelt, welches die Erstellung von definierten Temperaturprofilen im Halbzeug ermoglichen soll. Als Infrarotstrahler werden Metallfolienstrahler eingesetzt, deren Warmestrahlung durch eine geeignete Anordnung der Metallfolien und durch angepasste Reflektoren gezielt auf die Halbzeugoberflache gerichtet werden soll. Zur Auslegung eines solchen Strahlers werden in diesem Beitrag zwei numerische Berechnungsmethoden vorgestellt.