Konstruktionsdaten im Thermoforming: Diese Faktoren sind bei Kunststoff Tiefziehteilen zu beachten

Dieser Beitrag erläutert den Erstellungs- und Freigabeprozess der Konstruktionsdaten eines Kunststoff Tiefziehteils und hebt die wichtigsten Faktoren hervor, die auf Kundenseite bei der Freigabe wichtig sind.

Erstellung von Konstruktionsdaten im Thermoforming

Wenn im Kunststoff Tiefziehen von Konstruktionsdaten gesprochen wird, ist die CAD (Computer-Aided-Design)-Datei oder die davon abgeleitete, bemaßte Zeichnung (oft im PDF Format) des fertigen Endprodukts, hier also das Tiefziehteil, gemeint. Bei der Erstellung der Daten fließen sowohl Kundenanforderungen als auch Design for Manufacturing (DfM) Empfehlungen auf Tiefzieher- oder Werkzeugbauer-Seite ein. 

Diese umfassen alles von Längenmaßen, über ans Bauteil angepasste Nestergeometrien, Materialstärken, die Verbausituation, bis zu Aussparungen, die später gefräst werden. Diese Parameter werden in ein tiefziehfähiges Design gebracht, wobei besonders Radien und Wandschrägen beachtet werden. Die Konstruktion des Kunststoff Tiefziehteils dient als Grundlage für die Erstellung des Tiefziehwerkzeugs aus Aluminium. Wenn das Werkzeug erstellt ist, erfolgt im nächsten Schritt die Musterfreigabe.

Kundenanforderungen bei den Konstruktionsdaten

Meist entwickelt formary auf Basis der Kundenanforderungen das Produkt und ergo die Konstruktionsdaten komplett auf der grünen Wiese. Manchmal stellen Kunden jedoch auch bereits fertige CAD Daten des Tiefziehteils zur Verfügung. Dies geschieht entweder, wenn das Kunststoff Tiefziehteil schon im Unternehmen existiert und neu angefragt wird oder die interne Konstruktionsabteilung einen Vorschlag erstellt hat. In diesem Fall prüfen wir die CAD Daten auf Design for Manufacturability (DfM) und passen sie auf Tiefziehbarkeit an. Anschließend überprüft der Kunde die Daten auf Richtigkeit der besprochenen Anforderungen.

Welches Format sollten Ihre Konstruktionsdaten haben?

Die Konstruktionsdaten werden Kunden bei formary immer in Form von 2D-Zeichnungen im PDF-Format und 3D-Daten im STEP-Format (Standard for the Exchange of Product model data) zur Verfügung gestellt. Das Step-Format ist ein Dateityp, der den Austausch von 3D-Modellen zwischen CAD-Systemen, unabhängig davon, auf welchem System das Modell erstellt wurde, ermöglicht. Die technische Zeichnung enthält detaillierte Informationen über: 

• Texturen
• Toleranzen
• Materialeigenschaften

Die präzise und sorgfältige Prüfung der Konstruktionsdaten ist relevant, um sicherzustellen, dass die thermogeformten Teile den gewünschten Anforderungen bezüglich Funktionalität, Qualität und Design entsprechen.

Die wichtigsten Faktoren bei der Prüfung von Konstruktionsdaten zur Freigabe 

Um sicherzustellen, dass die erstellte Tiefzieh-Konstruktion den Anforderungen entspricht und die Funktionalität gewährleistet ist, müssen folgende Faktoren sorgfältig berücksichtigt werden: 

Maße 

Die toleranzgenaue Einhaltung der Längenmaße (z.B. Länge x Breite x Höhe) ist immer relevant, um sicherzustellen, dass das Endprodukt die gewünschten Spezifikationen erfüllt. Dabei sollte geprüft werden, ob die Konstruktionsdaten maßhaltig, nach der besprochenen DIN ISO 2768 Längenmaßnorm erstellt wurden. Eine sorgfältige Überprüfung der Daten ist signifikant, um später die erfolgreiche Bemusterung über das hergestellte Werkzeug erreichen zu können.

Nestergeometrie  

Die Nestergeometrie ist insbesondere bei Transportlösungen ausschlaggebend. Dabei müssen folgende Fragen geklärt werden: 

• Werden die Bauteile in besprochener Ausrichtung eingelegt?
• Werden die Bauteile an der gewünschten Geometrie aufgenommen, um sicher auf dem geplanten Transportweg (Werk, Straße oder Schiene) befördert zu werden?
• Sind Griffmulden zur Entnahme gewünscht und vorhanden?
• Ist die Packdichte wie besprochen?

Die Konstruktionsdaten sollten demnach klare Angaben zu den Randbedingungen und Toleranzen enthalten, die für die Nestergeometrie der Kunststoff Tiefziehteile gelten. Dies bedeutet, dass die Teile so konstruiert werden sollten, dass sie den verfügbaren Raum optimal ausnutzen und gleichzeitig einen reibungslosen Produktionsablauf ermöglichen.

Verbausituation

Abdeckungen erfordern konkrete Daten zur Verbausituation. Die Verbausituation bezieht sich auf die Integration des thermoformten Teils in das Gesamtprodukt oder die Gesamtbaugruppe des Kundenprodukts. Beim Prüfen der Konstruktionsdaten ist es wichtig, die Verbausituation zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass das Teil problemlos in die vorgesehene Umgebung passt und alle Montageanforderungen erfüllt. Daher sind Fragen wie diese relevant: 

• Passen die Maße an den Geometrien, an welchen die Abdeckung befestigt/verbaut wird zu den Maßen der Anbauteilen?

Aspekte wie die Positionierung von Befestigungselementen, Toleranzen für die Montage und die Gewährleistung der Kompatibilität mit anderen Komponenten müssen daher bei der Prüfung der Konstruktionsdaten im Kunststoff Tiefziehen beachtet werden.

Material und Materialausgangsstärke

Verschiedene Kunststoffe haben unterschiedliche Eigenschaften und eignen sich für verschiedene Anwendungen. Dazu gehören zum Beispiel Temperaturbeständigkeit, Härte, UV-Schutz, ESD-Schutz und chemische Beständigkeit. Mehr zu den verschiedenen Kunststoffen finden Sie in Materialien. 

Das auf der Zeichnung spezifizierte Material sollte also nochmals auf Korrektheit geprüft werden.

Ebenso ist bei der Überprüfung der Konstruktionsdaten die Materialausgangsstärke essenziell. Diese bezieht sich auf die Dicke der Kunststoffplatte oder -rolle, welche beim Thermoforming verwendet wird. Die Materialausgangsstärke wurde während der Erstellung des Angebots auf Basis technischer Kriterien festgelegt und kann daher mit diesem abgeglichen werden. 

Werden mehrere Ausgangsstärken bemustert, um das optimale Stabilitäts- und Geometrieergebnis zu erzielen, wird die finale Konstruktionszeichnung entsprechend auf die gewählte Lösung aktualisiert.

Der Prozessablauf zur Erstellung und Überprüfung der Konstruktionsdaten bei formary

Für die Erstellung und Überprüfung von Konstruktionsdaten sieht der Prozess folgendermaßen aus: Anforderungen - Konstruktion - Datenfreigabe - Muster - Musterfreigabe - Serie. 

Im Detail verläuft der Vorgang grob unterteilt in folgenden Schritten: 

1. Fragen Sie Ihr Projekt an

Tragen Sie ihre Anforderungen im Konfigurator ein und schicken formary Ihre Anfrage ab. Innerhalb von 24 Stunden erhalten Sie ein Angebot.

2. Lassen Sie uns Ihre Daten erstellen

Im zweiten Schritt stehen Ihnen zwei Optionen zur Verfügung: 

• Sie haben eine Konstruktionsabteilung?
• Dann erstellen Sie gerne selbst Ihr Kunststoff Tiefziehteil. Gerne können Sie unseren Guide für die relevanten Stellen des tiefziehfähigen Designs zu Rate ziehen. Wir überprüfen die Zeichnung im Anschluss und passen diese auf Tiefziehfähigkeit an.
• Sie wollen sich von Anfang an Ihr Tiefziehteil aus Kunststoff von Konstrukteuren mit langjähriger Erfahrung in allen Anwendungsbereichen konstruieren lassen?

formary erstellt Ihre Daten und konstruiert nach Ihren Anforderungen optimale Geometrien zum Thermoformen.

3. Erhalten Sie schnell Ihr Muster

Abhängig von Ihrem Zeitplan erhalten Sie Muster aus der entsprechend passenden Option. Es bieten sich 4 Optionen an, abhängig vom Sinn und Zweck der Muster: 

• Muster aus 3D-Druck-Werkzeug
• Muster aus Ureol-Werkzeug
• Muster aus Teilsegment Serien-Werkzeug
• Muster aus Serien-Werkzeug

Mehr zu den Vorteilen, Nachteilen und Einsatzbereichen der unterschiedlichen Muster finden Sie bei Prototypen und unserem Blogbeitrag zum Thema Rapid Prototyping.

4. Wir starten mir Ihrer Serienproduktion

Nach erfolgreicher Bemusterung starten wir mit der Serienproduktion. Abhängig von Ihrem Material, der gewählten Werkzeugausführung, der Maschinenart zur Fertigung sowie der Stückzahl, beträgt die Vorlaufzeit in etwa 3-5 Wochen von Freigabe/Bestellungseingang bis zur Auslieferung Ihrer Serie.

Fazit: Qualitätssicherung im Thermoforming durch genaue Prüfung der Konstruktionsdaten

Konstruktionsdaten des Thermoformteils werden also nicht nur zur Herstellung des Werkzeugs erstellt, sondern vor allem auch für die kundenseitige Prüfung des Endprodukts. In diesem Stadium können etwaige hinzugekommene oder bisher übersehene Anforderungen einfach erkannt und dazu konstruiert werden. Dies gewährleistet einen effizienten Bemusterungs- und Projektprozess. formary sorgt dafür, dass Ihnen während des gesamten Projekts ein kompetenter Ansprechpartner zur Verfügung steht, um Fragen zu klären. Testen Sie es jetzt selbst aus und fragen Sie Ihr Kunststoff Tiefziehteil digital an. 

Jetzt konfigurieren.