Extrusion 3-2026

Extrusion 3/2026 28 Thermoformen – Aus der Forschung unten links). Eine weitere Erhöhung des Stützluftdrucks auf 1 bar führt hingegen zu nahezu identischen Wanddickenverteilung für Kunststoff- und Metallstempel. Der Kontakt zwi- schen Stempel und Halbzeug wird vollständig verhindert, was sich auch in der ausbleibenden Schreckmar- kenbildung widerspiegelt (siehe Bild 4 , unten rechts). Weitere Untersuchungen zeigen, dass bei einem Stützluftdruck von 1 bar die spezifische Anordnung der Luftkanäle einen untergeordneten Einfluss auf die resultierende Wand- dickenverteilung besitzt (siehe Bild 5 ) Das ausgebildete Luftpolster bewirkt eine gleichmäßige Vorverstreckung des Halbzeugs, sodass sich nahezu identische Wanddickenprofile für un- terschiedliche Stempelvarianten ein- stellen und Schreckmarken unabhän- gig von der Kanalbelegung nicht mehr auftreten. Im Anschluss wird der Einfluss verschiedener Stützluft- niveaus untersucht, um die Verhinderung von Schreck- marken als Haupt- und eine homogene Wanddicken- verteilung als Nebenkriterium zu bewerten (siehe Bild 6 ). Dargestellt sind die Wanddickenverteilung eines Stem- peldesigns mit integrierten Luftkanälen in Wand, Radius und Boden. Die Messdaten zeigen, dass niedrigere Stütz- luftdrücke bis 0,75 bar zu einer deutlich homogeneren Wanddickenverteilung führen als höhere Drücke ab 1 bar. Bei einem Stützluftdruck von 0,5 bar kann die Abweichung zwischen maximaler und minimaler Wanddicke im Ver- gleich zu Umformungen ohne Stützluft um 26 Prozent re- duziert werden. Bis zu einem Stützluftdruck von 0,75 bar treten jedoch lokale Materialanhäufungen an den Mess- punkten 9 bis 11 auf, was auf einen zeitweiligen Kontakt zwischen Stempel und Halbzeug hindeutet. Mit zuneh- mendem Stützluftdruck verstärkt sich das Luftpolster ins- besondere im Bodenbereich der Formteile. Dies führt zu einer verstärkten Ausdünnung in den Boden- und unteren Wandbereichen sowie zu einer erhöhten Wanddicke in den oberen Wandschrägen. Ursächlich hierfür sind einerseits die stärkere Verstreckung der noch erhitzten Folie infolge des höheren Luftvolumenstroms und andererseits die frühzeitige Abkühlung an den Werkzeuginnenwänden. Die Schreckmarkenbildung wird bei diesem Stützluftniveau vollständig vermieden. Fazit und Ausblick Die Stempelverstreckung stellt wei- terhin das zentrale Werkzeug zur ge- zielten Einstellung der Wanddicken- verteilung im Thermoformen dar. Die überwiegend erfahrungsbasierte und iterative Auslegung von Vorstreck- stempeln begünstigt jedoch in Ab- hängigkeit von Stempeldesign und Prozesspunkt die Entstehung von Schreckmarken, die infolge lokaler Materialanhäufungen als Qualitäts- defekt einzustufen sind. Die systema- tische Untersuchung luftgestützter Vorstreckstempel zeigt, dass durch den Aufbau eines definierten Luftpol- sters der direkte Kontakt zwischen Stempel und Halbzeug zuverlässig unterbunden werden kann. Dadurch lassen sich Schreckmarken vollstän- dig vermeiden und zugleich reprodu- zierbare Wanddickenverteilungen einstellen. Das Design der Stützluft- Bild 5: Einfluss unterschiedlicher Stempel- designs bei konstantem Stützluftdruck auf die Wanddickenverteilung Bild 6: Einfluss unterschiedlicher Stützluftdrücke auf die Wanddickenverteilung 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12 3 4 5 6 14 13 12 11 10 9 8 7 Wanddicke [mm] Messpunkt 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Stützluftdruck 1 bar (0|0|1) (0|1|1) (1|1|0) (1|0|1) (1|1|1) Stempel (1|1|1) Wanddicke [mm] 0,25 bar 0,5 bar 0,75 bar 1 bar 2 bar 3 bar 4 bar 5 bar 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Messpunkt 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0