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Funktionsweise des Tiefziehprozesses.
Der Tiefziehprozess basiert auf der gezielten Erwärmung einer Kunststoffplatte, die anschließend über eine formgebende Kontur gezogen wird. Das Material passt sich dabei exakt der Form an und wird anschließend durch Abkühlung fixiert.
Erwärmen
Die Kunststoffplatte wird in eine Halterung eingespannt und auf die optimale Verarbeitungstemperatur erhitzt. Dies erfolgt durch Infrarotstrahler, Konvektionsöfen oder Kontaktheizungen. Eine gleichmäßige Temperaturverteilung ist entscheidend, um Spannungen oder Materialfehler zu vermeiden. Je nach Material variiert diese Temperatur, um eine ideale Verformbarkeit zu gewährleisten.
Infrarotstrahler wärmen die eingespannte Platte auf.
Formgebung
Durch Vakuum oder mechanischen Druck wird die erhitzte Kunststoffplatte über oder in ein Werkzeug gezogen. Die Formgebung erfolgt schnell und mit hoher Präzision. Es können zwei Verfahren zum Einsatz kommen. Zum einen das Vakuumtiefziehen, hierbei wird das Material wird durch Unterdruck über das Werkzeug gesaugt. Oder das Drucktiefziehen, hier wird zusätzlich zum Vakuum Druckluft eingesetzt, um eine bessere Materialverteilung und Detailgenauigkeit zu erreichen.
Positiv tiefgezogene Formteile.
Abkühlung
Das Bauteil wird kontrolliert abgekühlt, um die endgültige Form zu stabilisieren. Dies geschieht meist durch Luft- oder Wasserkühlung. Anschließend wird es aus der Form entnommen.
Thermogeformtes Teil im Werkzeug
Entformung
Das fertige Bauteil wird aus der Form entnommen und kann einer Nachbearbeitung unterzogen werden. Um exakte Konturen und die gewünschte Optik zu erzielen, wird das Tiefziehteil nachbearbeitet. Dabei werden überschüssige Materialreste durch Fräsen und Schneiden entfernt. Anschließend kann die Oberfläche durch Verfahren wie Lackierung, Bedruckung oder das Aufbringen von Schutzbeschichtungen veredelt werden. Auf diese Weise entstehen präzise, funktionsgerechte Bauteile, die speziell für den Einsatz in Prototypen und Kleinserien ausgelegt sind.
Detail eines lackierten Tiefziehteils.
Typische Anwendungsbereiche
Das Tiefziehen von Kunststoffen kommt in verschiedenen Branchen zum Einsatz. Besonders gefragt ist das Verfahren in Bereichen, in denen komplexe, leichte und stabile Bauteile benötigt werden.
Maschinenbau
Gehäuse, Abdeckungen und technische Bauteile, die eine hohe Stabilität bei geringem Gewicht erfordern.
Automobilindustrie
Innenraumverkleidungen, Kofferraumkomponenten, Laderaumabdeckungen, Luftkanäle und funktionale Teile
Medizintechnik
Schutzabdeckungen und Verpackungen für empfindliche Geräte und Instrumente.
Elektronikindustrie
Passgenaue Gehäuse für elektrische Bauteile und Komponenten.
Verpackungstechnik
Tiefgezogene Kunststoffverpackungen für Produkte, die besonderen Schutz oder eine spezielle Form benötigen.
Vorteile des Tiefziehens für Prototypen und Kleinserien
Das Tiefziehen von Kunststoffen bietet entscheidende Vorteile, insbesondere für die Herstellung von Prototypen und Kleinserien. Im Vergleich zu anderen Formgebungsverfahren ist es wirtschaftlich, flexibel und schnell umsetzbar.
- Kosteneffizienz bei kleinen Stückzahlen
Im Gegensatz zum Spritzgießen, das teure Metallformen erfordert, sind die Werkzeugkosten beim Tiefziehen deutlich geringer. Dies macht das Verfahren besonders attraktiv für kleine bis mittlere Serien, da keine hohen Investitionen in aufwendige Formwerkzeuge nötig sind.
- Schnelle Fertigung und Entwicklungszeiten
Tiefziehwerkzeuge können innerhalb kurzer Zeit hergestellt und angepasst werden, sodass Prototypen schnell verfügbar sind. Dies ist besonders vorteilhaft in der Produktentwicklung, wenn Designs noch getestet oder optimiert werden müssen.
- Hohe Designfreiheit und Formvielfalt
Das Tiefziehverfahren ermöglicht die Herstellung von großflächigen, tiefen und komplex geformten Bauteilen mit gleichmäßiger Wandstärke. Im Vergleich zum CNC-Fräsen ist der Materialeinsatz effizienter, da weniger Verschnitt entsteht.
- Material- und Gewichtseinsparung
Durch den Einsatz dünnwandiger Kunststoffplatten können leichte, aber dennoch stabile Bauteile gefertigt werden. Das macht das Tiefziehen ideal für Anwendungen, bei denen es auf Gewichtsreduktion ankommt, wie im Maschinenbau oder der Medizintechnik.
- Flexibilität für individuelle Anpassungen
Designänderungen oder kundenspezifische Anpassungen lassen sich schnell umsetzen, da Werkzeuge einfach modifiziert oder neu angefertigt werden können. Dies ist ein großer Vorteil für Unternehmen, die individuelle Lösungen in kleiner Stückzahl benötigen.
Dank dieser Vorteile ist das Tiefziehen eine effiziente und wirtschaftliche Lösung für Prototypen und Kleinserien, insbesondere wenn schnelle Entwicklungszyklen und flexible Produktionsmöglichkeiten gefragt sind.
Unsere Case Studies
MODELLTECHNIK IM EINSATZ
Automotive
Karosse mit Klasse: Für das elektrische und kultige Leichtfahrzeug Evetta stellten wir das Urmodell der Karosse im Maßstab 1:1 her - perfekt gefräst, mit feinster Oberflächenbearbeitung. Erfahren Sie wie.
Industrie
Die Steckdose für den Wald: Für die Firma Stihl entwickelten wir den Prototypen einer Art Powerbank, die von Wald- und Forstarbeitern auf Herz und Nieren getestet wurde. Ein im wahrsten Sinne des Wortes spannendes Projekt.
Luft- & Raumfahrt
"Jena, wir haben kein Problem": Jena-Optronik beauftragte MODELLTECHNIK mit einem 1:1 Modell des Gateway Docking Ports, welches für Sensortests bei Raumfahrtanwendungen benötigt wird.
Design
Zeitlos und würdevoll: Zusammen mit Samosa und unserer Expertise im 3D-Druck erstellt MODELLTECHNIK ästhetische Muster- und Designvorlagen für eine individuelle Gestaltung von Graburnen.
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