Wat is thermovormen?

Thermovormen is een vormgevingstechniek waarbij men gebruik maakt van hitte om materiaal gemakkelijker in een andere vorm te brengen. Thermovormen wordt in de praktijk ook wel vacuümvorming genoemd. Het is een vormgevingstechniek waarbij men geen verspanende technieken toepast. Bij verspaning haalt men kleine deeltjes van het basismateriaal af om een vorm te laten ontstaan. Bij thermovormen doet men dit niet maar maakt men gebruik van warmte zodat het materiaal vloeibaar of deegachtig wordt. Daardoor kan het materiaal makkelijker in de juiste vorm worden gedrukt, gebogen of getrokken.

Toepassing van thermovormen
Men past het thermovormen in de vormgevingstechniek toe op materialen die doormiddel van verwarming plastisch worden. In de praktijk wordt het thermovormen voornamelijk op kunststoffen toegepast. Kunststoffen die doormiddel van verwarming plastisch worden vallen onder de benaming thermoplasten en worden ook wel plastics genoemd. Het thermovormproces verschilt van het koudvormen omdat bij het koudvervormen het materiaal niet wordt verwarmd.

Men kan doormiddel van thermovormen verschillende producten maken. Denk hierbij aan de kunststofbehuizing van elektrische apparaten. Deze apparaten zijn door het kunststof geïsoleerd waardoor het kunststof een dubbele functie vervuld. Naast behuizing voor elektrische apparaten kunnen ook speelgoedproducten en een enorme hoeveelheid aan bakjes, kisten,  emmers, kuipjes en verpakkingsmaterialen doormiddel van thermovormen worden geproduceerd.

Voor welke materialen is thermovormen geschikt?
Thermovormen is geschikt voor zogenaamde thermoplasten. Dit zijn kunststoffen die doormiddel van warmte plastisch vervormbaar zijn. Een aantal voorbeelden hiervan zijn:

  • polyvinylchloride (PVC),
  • acrylonitril butadieen styreen (ABS),
  • polyetheen (PE),
  • polyethyleentereftalaat (PET),
  • polystyreen (PS)
  • polypropeen (PP).

Het is ook mogelijk om folies toe te passen die uit meerdere lagen bestaan van verschillende soorten kunststoffen. Dit zorgt er voor dat de kunststoffen elkaars eigenschappen aanvullen of versterken.

Hoe wordt het thermovormen gedaan?
Als men thermovormen toepast zal men in eerste instantie onderscheid moeten maken tussen het materiaal en de toepassing. Als men bijvoorbeeld dunne folie toepast van 0,2 mm dikt tot 1,5 mm dik is het proces iets anders dan wanneer men dikkere kunststoffen doormiddel van thermovormen wil vervormen. Dunne folies worden over het algemeen op een grote rol aangeleverd als halffabricaten. Dit wil zeggen dat het halffabricaat nog een bewerking of meerdere bewerkingen moet ondergaan voordat men kan spreken van een eindproduct. Als men gebruik maakt van dunne folies dan kan men vaak het halffabricaat in één machine integreren.

Dikke folie wordt over het algemeen aangeleverd als losse plaat. Deze dikkere platen worden meestal in verschillende stappen binnen het proces in de juiste vorm gebracht. Een voorbeeld van een proces waarin men dikke folie in de gewenste vorm brengt is hieronder beschreven

  1. Het folie-materiaal wordt onder een infraroodstraler geplaatst
  2. De infraroodstraler verwarmt het materiaal. Deze verwarming kan van één kant zijn maar ook van twee kanten tegelijk. Dit is afhankelijk van het verdere bewerkingsproces.
  3. De verwarmde folie wordt op een mal geplaatst en ingeklemd. Daarna wordt lucht uit de ruimten van de mal wordt weggezogen. Hierdoor ontstaat een vacuüm en is vacuümvorming mogelijk. Het verwarmde folie zal namelijk door het wegtrekken van de lucht door het vacuümproces dicht tegen de mal worden aangetrokken.
  4. Vervolgens kan men door geforceerd afkoelen de vorm fixeren. Men kan ook met perslucht aan de andere kant van de verwarmde folie gaan blazen om het proces te versnellen.
  5. In de laatste stap worden de vormen die in de vorige stap zijn ontstaan uit de folie gesneden of gestanst.

Afval dat tijdens dit proces ontstaat kan dikwijls worden hergebruikt. Men brengt dan het kunststof afval weer in de machine die folie maakt. Zo is het thermovormen economisch verantwoord en ook nog zo milieuverantwoord mogelijk.

Wat is ABS en waar wordt deze kunststof voor gebruikt?

ABS is een afkorting die voluit wordt geschreven als: Acrylonitril-butadieen-styreen. Het is een samenvoeging van 3 verschillende stoffen. De verhouding tussen deze stoffen is erg belangrijk om tot een optimaal product te komen. ABS bestaat uit een percentage van vijf tot dertig procent uit de stof 1,3-butadieen. Daarnaast bestaat de helft van ABS uit styreen. Het overige percentage bestaat uit acrylonitril. ABS is een thermoplast. Dit houdt in dat ABS doormiddel van hitte plastisch vervormbaar is. Daarnaast is ABS een copolymeer. Dit zijn polymeren die zijn opgebouwd uit verschillende monomeren.

Wat zijn de eigenschappen van ABS?
ABS wordt gebruikt voor starre voorwerpen omdat het materiaal erg vormvast is. Het materiaal is licht maar hard en slagvast. Daarnaast heeft ABS weinig neiging tot kruip. Omdat ABS een thermoplast is het materiaal niet bestand tegen hoge temperaturen. De maximale temperatuur die het materiaal kan verdragen ligt tussen  85 °C en de 100 °C. Deze temperatuurgrens is afhankelijk van de modificatie. De minimale gebruikstemperatuur is -35 °C. Omdat ABS een brandbaar polymeer is worden er vlamvertragers aan toegevoegd.

Weersomstandigheden zoals vocht, zuurstof en UV-licht en hitte hebben invloed op de kwaliteit van ABS. Het polybutadieen zorgt er namelijk voor dat de oxidatie van polystyreen gemakkelijker verloopt. De mechanische sterkte van plastic wordt hierdoor nadelig beïnvloed. Ook kan ABS door weersinvloeden verkleuren. Dit proces kan worden tegengegaan door UV-stabilisators toe te voegen.

Waar wordt ABS voor gebruikt?
De eigenschappen van ABS zorgen er voor dat het materiaal geschikt is voor verschillende toepassingen. Daarnaast is het materiaal goedkoop. ABS wordt gebruikt voor de fabricage van autobumpers. Ook voor de behuizing van diverse machines en gereedschappen kan ABS worden gebruikt omdat het vormvast is en daarnaast ook isoleert. Ook huishoudelijke apparaten hebben meestal een behuizing van ABS om dezelfde redenen. Verder kunnen van ABS motorhelmen worden gemaakt en andere beschermingsmiddelen. ABS wordt  ook toegepast in speelgoed zoals LEG-blokjes.