Thermovormen, ook wel vacuümvorming genoemd, is een vormgevingstechniek waarbij gebruik wordt gemaakt van hitte om een substraat tot de gewenste vorm te buigen. Deze techniek wordt toegepast op kunststof materialen, zogenaamde thermoplasten, die bij een hoge temperatuur zacht worden en daardoor vervormbaar zijn. Na het afkoelen behoudt de kunststof de vorm van de mal, die hier speciaal voor ontwikkeld wordt. Zo’n mal wordt ook wel een matrijs genoemd.

Geschikte kunststofsoorten

De kunststofsoorten die geschikt zijn voor thermovormen worden thermoplasten genoemd. Thermoplasten kunnen in folievorm of in plaatvorm ingezet worden voor thermovormen. Hieronder staan enkele voorbeelden van thermoplasten:

• Polyvinylchloride (PVC)

• Polyetheen (PE)

• Acrylonitril butadieen styrene (ABS)

• Polystyreen (PS)

• Polyethyleentereftalaat (PET)

• Polypropeen (PP)

• Polylactic acid (PLA)

Hoe werkt thermovormen?

Het thermovormproces bestaat uit een aantal vaste stappen, namelijk het verwarmen, vormgeven en stansen van de kunststof. We lopen de stappen uitgebreid met je door.

Matrijs maken

Voordat gestart kan worden met het thermovormproces wordt allereerst een matrijs gemaakt. Een matrijs is de mal die wordt gebruikt bij het thermovormen van kunststof. In principe is de matrijs de negatieve vorm van het product dat vervaardigd wordt. Het maken van de matrijs is echt specialistenwerk, waarbij nauwkeurigheid van groot belang is. De vorm van de matrijs is het allerbelangrijkste. Vaak wordt die door middel van CNC frezen uitgesneden. Daarnaast is ook de materiaalkeuze van de matrijs belangrijk. Het materiaal van de matrijs moet bestand zijn tegen hoge temperaturen en tegen hoge druk. Ook mag hij niet beschadigen wanneer de kunststof van de mal verwijderd wordt.

1. Verwarmen kunststof

Nu het voorwerk gedaan is en de matrijs is gemaakt en goedgekeurd, kan het echte thermovormen beginnen. De eerste stap in het thermovormproces is het verwarmen van de kunststof. De kunststof folie of plaatmateriaal wordt meestal met een infraroodstraler verwarmd. Het materiaal wordt met een zodanig hoge temperatuur verwarmd dat het zacht wordt. De temperatuur van de kunststof en de matrijs wordt constant gemeten, zodat de machine scherp kan worden ingesteld om het thermovormproces zo snel mogelijk te laten verlopen.

2. Vormgeven

Het kunststof materiaal is nu verwarmd en daardoor vervormbaar. De volgende stap is het aanbrengen van de matrijs. Doordat de lucht wordt vacuüm gezogen neemt de kunststof folie de vorm van de matrijs aan. Vervolgens wordt de temperatuur in rap tempo naar beneden gebracht zodat het materiaal afkoelt. Dit zorgt ervoor dat de kunststof de vorm van de matrijs ook daadwerkelijk behoudt.

3. Stansen

De laatste stap van het thermovormen is het stansen van de folie. Het product wordt uitgesneden en van het overtollige kunststof losgemaakt. Het afval dat dan overblijft kan weer worden hergebruikt, zodat geen enkel materiaal verloren gaat.

Nu is het thermovormproces voltooid en kan de kunststof ingezet worden voor allerlei toepassingen.

Voordelen van thermovormen

Thermovormen is een vormgevingstechniek die vele voordelen kent:

• Goedkoper dan spuitgiettechniek door lage matrijskosten

• Matrijs kan tussentijds aangepast worden

• Zowel kleine als grote oplages mogelijk

• Korte productietijd

• Ideaal om printed electronics te integreren in kunststof onderdelen

  
  
  
  

Het thermovormen van printed electronics

Zoals hierboven in de voordelen genoemd is de thermovorm techniek ideaal om printed electronics mee te vervormen en dus te integreren in kunststof onderdelen. De vervormbaarheid van printed electronics is dan ook dé eigenschap die deze innovatieve elektronica zo flexibel maakt.

Vervormbare printed electronics worden voor allerlei innovaties ingezet. Een mooi voorbeeld van zo’n innovatie binnen de automotive industrie is een autostuur met een zogenaamde capacitieve touch. Hiervoor is op kunststof folie een fijn sporenpatroon gedrukt middels de zeefdruktechniek. Deze folie is door thermovorming passend gemaakt en sluit daardoor naadloos aan op de vorm van het stuur in de auto. De capacitieve touch d.m.v. printed electronics maakt communicatie met de boordcomputer mogelijk met het gemak van swipen. Net zo makkelijk als het swipen op je smartphone.

Meer weten over thermovormen?

Wil je meer weten over thermovormen? Of de andere technieken die Metafas gebruikt om printed electronics te vervormen? Neem contact op met onze experts, wij leggen het je graag uit en beantwoorden al je vragen.

Ook als je benieuwd bent naar de mogelijkheden van vervormbare printed electronics voor jouw project of innovatie, denken we graag met je mee.