Das hat sich in den letzten zehn Jahren dramatisch geändert, da sich das Thermoformen technisch weiterentwickelt hat, um das Verfahren der Wahl für viele Anwendungen in einer breiten Palette von Produkten zu werden, groß und klein, und von einfach bis extrem komplex im Design.
Auf der 14. Jahreskonferenz der Society of Plastics Engineers Thermoforming in Indianapolis, IN, [Sept. 18-21] war die Aufregung spürbar, sowohl auf der Ausstellungsfläche, wo mehr als 70 Unternehmen ihre Waren und Dienstleistungen ausstellten, als auch unter den mehr als 1000 Teilnehmern, die an einer Vielzahl von Seminarprogrammen teilnahmen. Thermoformer sind im Allgemeinen beschäftigt und die Stimmung ist optimistisch, und das überträgt sich auf Formenbauer und andere Arten von Zulieferern, einschließlich Maschinen- und Materialunternehmen.
Die Ausweitung des Thermoformens auf eine Vielzahl von Märkten treibt die Innovation sowohl bei Geräten als auch bei Materialien voran, da die Anwendungen vielfältiger und die Teile komplexer werden. Dennis Northrop, Technical Services Manager bei Avery Dennison und Technical Program Chair der Thermoforming Conference, sagt, dass es für Thermoformer immer wichtiger wird, zu verstehen, wie sie ihre Ausrüstung an den bedienten Markt anpassen können, insbesondere im proprietären vs. kundenspezifischen Bereich.
„Bei kundenspezifischer Arbeit haben Sie einen sehr vielfältigen Kundenstamm, der eine Reihe von Geräten erfordert, die für eine Vielzahl von Produkten geeignet sind“, sagt Northrop. „Im proprietären Geschäft bieten Sie Geräte an, die Geschwindigkeit und Wiederholbarkeit mit viel Betriebszeit liefern können.“ Avery Dennison hat seine proprietären Thermoformungsbetriebe im eigenen Haus, hat aber kürzlich externe Arbeiten in kundenspezifischer Kapazität übernommen.
Auf dem Gebiet der Materialien gibt es absolut eine größere Vielfalt an Materialien, die für mehr Anwendungen verwendet werden, betont Northrop. Nachdem einige der Einschränkungen weggefallen sind, erhalten Thermoformer die Möglichkeit, Komponenten zu formen, die noch vor wenigen Jahren spritzgegossen worden wären.
„Wir sehen, dass Kunststoffmaterialien in technischer Qualität zur Verfügung gestellt werden, die es uns ermöglichen, die physikalischen Eigenschaften des Polymers an die Anwendung anzupassen, und die bei der Herstellung dieser Teile weniger Belastungen ausgesetzt sind als das Spritzgießen“, fügt Northrop hinzu. „Und die Anwendungen nehmen zu, wenn sich die Materialien weiterentwickeln.“
Er sagt, dass das Thermoformen viel schneller und steiler wächst als das Spritzgießen. Auch wenn die Werkzeugkosten steigen, ist die Werkzeugausstattung für das Thermoformen immer noch ein Hauptvorteil für die Wahl des Verfahrens. All diese Dinge zusammen haben eine ganz neue Welt von Anwendungen für Thermoformer eröffnet. „Aufgrund dieser Vorteile beim Thermoformen werden viele Spritzgussteile durch thermogeformte Teile ersetzt“, kommentiert Northrop.
Das Wachstum des Thermoformens kann auch auf eine Verengung des Preisniveaus zwischen Spritzgießen und Thermoformen sowie auf weniger Produkte, die ins Ausland verlagert werden, zurückgeführt werden. „Thermogeformte Anwendungen sind nicht so stark von Offshoring bedroht wie Spritzgussanwendungen“, bemerkt Dr. Peter J. Mooney, Präsident von Plastics Custom Research Services [Advance, NC]. Er fügt jedoch schnell hinzu, dass Thermoformer nicht zu bequem werden sollten.
„Was die Offshore-Bedrohungen angeht, kommt es für Spritzgießer, für Thermoformer,“ sagt er und weist darauf hin, dass der Nachteil für das Thermoformen in China beispielsweise ein Mangel an Produktionskapazität und -qualität ist. Der neueste Bericht von Mooney über die industrielle Thermoformindustrie wird später in diesem Jahr veröffentlicht.
Trotzdem können Kommentare wie die von Mooney die Stimmung von Thermoformern wie Steve Hasselbach Sr., Präsident von CMI Plastics und Thermoformer des Jahres 2004, nicht dämpfen, der eine große Zukunft in der Branche sieht. Er bemerkt, dass sich das Thermoformen schnell entwickelt hat, von Garagenbetrieben früherer Tage zu einem „ernsthaften Konkurrenten“ für andere Verfahren, insbesondere Spritzgießen. Er weist auf die enormen technologischen Verbesserungen hin, die die Hochgeschwindigkeits- und Massenproduktion von Produkten wie Getränkebechern ermöglichen. Werkzeuge, die immer noch ein Fünftel des Preises von Spritzgusswerkzeugen kosten, ermöglichen diese Massenanwendungen.
„Der Werkzeugbau ist der wichtigste Bereich unseres Geschäfts“, sagt Hasselbach. „Jetzt müssen sich die Maschinenmenschen mit diesen Hochgeschwindigkeitswerkzeugen auseinandersetzen. Wir sehen auch, dass neue Materialien auftauchen, um neue Anwendungen zu ermöglichen. Alle müssen mit diesen großen Verbesserungen in der Thermoformtechnologie mithalten.“
Chris Dolny, Thermoform-Produktmanager bei Producto Machine Co. [Bridgeport, CT] bestätigt, dass „Formen immer größer werden, Teile immer größer werden und Former mehr Teile pro Zyklus wollen, um die Kosten zu senken.“ Producto fertigt komplette Werkzeugpakete für die Rollfed-Thermoformindustrie.
Es ist offensichtlich, dass Maschinenbauer und Materialproduzenten mit der Weiterentwicklung der Branche Schritt halten und Technologien aus anderen Prozessen wie Spritzgießen und Blasformen auf den Thermoformbereich übertragen. Beispielsweise bringt das Wachstum bei der In-Mold-Dekoration bei einer Vielzahl von Produkten das Thermoformen auf die Karte. Die Verwendung von dekorativen Folien – einschließlich solcher, die eine Lackierung überflüssig machen – wurde hauptsächlich in Automobilanwendungen verwendet, aber jetzt ist sie in einer Vielzahl von Branchen verbreitet, da Folienextruder Metallic-, Holzmaserungs- und eine Reihe anderer dekorativer Folien fördern.
Vytech Industries Inc. [Anderson, SC] präsentierte seine neue Reihe bedruckter Acryl- und PS-Folien zur Dekoration von extrudierten und thermogeformten Platten, darunter bedruckte Holzmaserungen für Fensterrahmen im Autoinnenraum und bedrucktes gebürstetes Aluminium für einen metallischen Look.
Solarkote H-Acrylharzdeckschicht für HIPS von Autoglas [Atofina Chemicals Inc.] bietet lebendige Farbe und Glanz, ein langanhaltendes Erscheinungsbild und eine hervorragende Haftung auf HIPS-Substraten. Solarkote H wird auf die HIPS-Folie coextrudiert und ist eine hervorragende kostengünstige Alternative zu ASA- und beschichteten ABS-Materialien für weniger anspruchsvolle Anwendungen wie dekorative Paneele, Schilder, Badewannen-Duscheinfassungen, Terrassenmöbel, Gebäudeverkleidungen sowie Rasen- und Gartengeräte .
RTP Company [Winona, MN] präsentierte seine neuesten Plattenprodukte: Chroma Shift, das seine Farbe im Licht ändert; ein reflektierendes Folienmaterial für Automobilbeleuchtungsanwendungen; und seine neue photolumineszente Reihe von Plattenmaterialien zur Verwendung in Schildern und anderen Produkten, die eine Glow-in-the-Dark-Technologie erfordern.
Obwohl RTP ein relativ neuer Akteur im Plattengeschäft ist (sie sind ein langjähriger Akteur im Geschäft mit kundenspezifischen Harzmischungen), erweisen sich ihr Ruf und ihre neuen Produkte als erfolgreiche Kombination in der Thermoformindustrie.
Spartech Plastics mit Hauptsitz in Clayton, MO, hob seine Alloy Plastics hervor, die das Unternehmen fördert, um die Geschäftsmöglichkeiten der Produkttransformation für seine Kunden voranzutreiben und zu unterstützen.
Spartech setzt seine Bestrebungen fort, Metall, Holz, Glasfaser und andere nicht thermoplastische Materialien in einer Vielzahl von Anwendungen zu ersetzen. Im Juni 2004 eröffnete Spartech ein 30.000 Quadratfuß großes Produktentwicklungszentrum in Warschau, IN. Das Unternehmen hofft, dass die 8-Millionen-Dollar-Investition dazu beitragen wird, seine Bemühungen um Legierungskunststoffe und Produktumwandlung zu beschleunigen.
Das Produktentwicklungszentrum umfasst zwei große Plattenextrusionslinien, eine kleinere Laborlinie, zwei Profilextrusionslinien und einen Rotationsformer mit vier Stationen und einen Thermoformer mit einer Station sowie vollständige Laborkapazitäten mit einer vollständigen Palette physikalischer und mechanischer Tests auf einem VEC-Zelle, die die heutige State-of-the-Art-Prozesstechnologie für geschlossene Kunststoffe darstellt, für Gelcoat/FVK-Ersatz.
Darüber hinaus führt Spartech Standortsuche in China durch und will dort im Jahr 2005 ein Werk eröffnen. Das Unternehmen hat noch nicht festgelegt, welche Produkte oder Harze es dort im Hinblick auf die Folienextrusion produzieren wird, sagt Howard Kenny, Marketingdirektor für Spartech.
Ex-Tech Plastics [Richmond, IL] hat sein Sortiment an Gebrauchsvinylfolien für den Markt für thermogeformte Verpackungen um EVOH-barrierebeschichtetes PP und NatureWorks PLA für Lebensmittelanwendungen erweitert. Das Unternehmen hat sich auch über den Verpackungsmarkt hinaus bewegt, indem es witterungsbeständiges PVC für Bauanwendungen und Außenanwendungen anbietet, bei denen Beständigkeit gegen UV-Strahlung, Stoßfestigkeit und Farbechtheit erwünscht sind.
Maschinenhersteller arbeiten auch daran, Geräte bereitzustellen, die schneller laufen und die Automatisierung in einer Vielzahl von Vorgängen ermöglichen, um den Arbeitsaufwand zu reduzieren. Lars Ekendahl, Präsident von Kiefel Technologies Inc. [Hampton, NH], stellt fest, dass die beiden Hauptmärkte, die sein Unternehmen bedient, Europa und die USA, tendenziell unterschiedliche Anforderungen haben. Europa betreibt kleinere Maschinen, kleinere Werkzeuge und kürzere Produktionsläufe. Die USA neigen dazu, größere Maschinen und Werkzeuge mit höherer Kavitation zu betreiben und möchten Erhitzen, Formen, Beschneiden und Stapeln in einer Maschine.
Trotz dieser unterschiedlichen Anforderungen scheinen Geschwindigkeit und Automatisierung das zu sein, wonach die Thermoformindustrie auf dem heutigen wettbewerbsintensiven Markt sucht; und im Fall der neuesten Tiefziehanlage der Adolf ILLIG GmbH werden Tiefziehgeschwindigkeiten in Annäherung an den Spritzguss behauptet: 40 Takte pro Minute für ein 24-Becher-Form-/Stanzwerkzeug für Trinkbecher mit einem Stanzdurchmesser von 75 mm.
„Diese Geschwindigkeiten liegen in einem Bereich, an den man normalerweise beim Spritzgießen denkt“, sagt Stefan Deuschle, Geschäftsführer von ILLIG LP [Cohasset, MA]. „Geschwindigkeiten dieser Art wurden schon früher erreicht, aber nicht mit Geräten dieser Größe.“
Deuschle zeigte ein weiteres Bechermuster aus einem Werkzeug mit 45 Kavitäten, das die Becher in 40 mil PP mit einer Leistung von 100.000 Bechern pro Stunde verarbeitete, komplett mit Trim-in-Place „mit Toleranzen, von denen Sie nur träumen“, was zu einem qualitativ hochwertigen Produkt mit Einheitlichkeit führte Tassenqualität über alle Kavitäten hinweg.
Auch Automatisierung und Robotik waren auf der Messefläche der Konferenz reichlich vorhanden, wobei Chuck Russo, CEO von Robotic Production Technology [Auburn Hills, MI] feststellte, dass die Robotik in der Thermoform-Produktionshalle eine zunehmende Rolle bei der Aufrechterhaltung des Prozesses spielt wettbewerbsfähig in Bezug auf Produktivität und Kosten.
„Wir wollen mehr Teile, weniger Arbeit und weniger Wartung in der Thermoform-Produktion“, kommentiert er. „Wir müssen konkurrieren, um die Produktion in den USA aufrechtzuerhalten, und wir arbeiten mit Fanuc an der Initiative „Save Your Factor“ und schulen Endbenutzer in der Fabrikautomatisierung.“
– Clare Goldsberry, [E-Mail geschützt]
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