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Werkstückträger

Thermogeformt

Was sind Werkstückträger?

Werkstückträger sind spezielle Behälter, die für den Transport und die Lagerung verschiedener Komponenten, Teile oder Gegenstände konzipiert sind. Diese Sonderanfertigungen sind genau auf die Anforderungen des Kunden zugeschnitten und fassen die gelagerten Produkte in sogenannten Nestern perfekt zusammen. Werkstückträger werden auch als Ladungsträger bezeichnet.

Was ist Thermoformen oder Vakuumformen?

Thermoformen oder Vakuumformen ist eines von zwei Herstellungsverfahren, die wir bei Utz anwenden. Es handelt sich dabei um den Prozess der Umformung einer thermoplastischen Folie durch ein Vakuum. Utz ist in der Lage, spezielle Verpackungswünsche seiner Kunden im Thermoform-Verfahren schnell zu erfüllen. Vor allem, wenn es um maßgeschneiderte, wirtschaftliche Lösungen geht. In solchen Fällen ist das Thermoformen eine wünschenswerte Alternative zum Spritzgießen.

Thermoformteile werden in dünnen (unter 1 mm) und auch in dickeren Wandstärken (bis zu 12 mm) hergestellt. In Bezug auf die Verwendung des Teils ermöglicht diese Modifikation eine spezifische Anpassung und Skalierbarkeit an die Anwendung, ohne dabei an Präzision zu verlieren.

Broschüre "Thermogeformte Produkte" herunterladen (PDF)

Automated arm places plastic parts in a thermoformed component holder

Wann sollten Sie sich für Thermoformen entscheiden?

Wir bieten thermogeformte Werkstückträger an:

  • wenn geringe Toleranzen und Wiederholbarkeit erwartet werden,
  • wenn das Design der Teile extrem dünne oder dicke Wände erfordert,
  • für automatisierte Anwendungen, auch in geringen Stückzahlen.

Je nach den genauen Bedürfnissen des Kunden können wir auch spritzgegossene Bauteilhalter anbieten..

Werkstoffe

Die für das Thermoformen verwendeten Materialien können entweder neu oder recycelt sein. Das Ausgangsmaterial für das Thermoformen sind Kunststoffplatten, die im Produktionsprozess erhitzt und dann mit Hilfe von Vakuum über ein Werkzeug gezogen werden. Wir produzieren hochwertige Kunststoffplatten auf unserer eigenen Extrusionslinie.

Beim Thermoformen verwenden wir die folgenden Materialien:

  • ABS - Neuware und Regenerat, das hauptsächlich bei geringen Toleranzen und höherem Automatisierungsgrad verwendet wird,
  • ABS mit TPU-Oberfläche - ABS ist Neuware oder Regenerat, das TPU reduziert die Bewegung der Teile und den damit verbundenen Abrieb,
  • PE - Neuware und Regenerat - wird hauptsächlich für größere thermogeformte Teile in Logistikanwendungen verwendet,
  • PE leitfähig - Neuware und Regenerat - wird vor allem für größere Thermoformteile verwendet, die im ESD-Bereich eingesetzt werden,
  • PS - Neuware und Regenerat - wird hauptsächlich für interne Transportschalen mit geringen Toleranzen und geringen logistischen Anwendungen verwendet,
  • PS leitfähig - Neuware und Regenerat - hauptsächlich für Anwendungen mit geringen Toleranzen, hochautomatisierte Prozesse in einem ESD-Bereich,
  • PET-A Regenerat - wird hauptsächlich für präzise Anwendungen mit geringer Wandstärke verwendet,
  • PET-G Neuware - wird hauptsächlich für abriebempfindliche Teile mit geringen Toleranzanforderungen verwendet,
  • PC-Neuware und Regenerat - hauptsächlich für Hochtemperaturanwendungen und geringe Toleranzanforderungen.

Die Materialstärke der beim Thermoformen verwendeten Platten kann variabel an die Anforderungen angepasst werden: von 0,5 - 13 mm. Dünnere Thermoform-Rohmaterialien (von 0,5 mm bis 1 mm oder .020" bis .040") werden als Rollen bezeichnet, alles über .040" als Platten.

Extrusion bei Utz

Vorbereiten von Aluminiumformen für das Thermoformen

Werkzeuge

Für das Thermoformen werden geeignete Werkzeuge benötigt. Diese können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Utz verwendet meist Aluminium, das ein Höchstmaß an Präzision und Dauerhaftigkeit ermöglicht. Eine große Anzahl von Werkzeugen wird im eigenen Werkzeugbau hergestellt, was kurze Lieferzeiten und modernstes Know-how ermöglicht.

Beispiele für thermogeformte Werkstückträger

Die im Thermoformverfahren hergestellten Ladungsträger werden als Werkstückträger bezeichnet. Werkstückträger sind in der Lage, Produkte perfekt zu integrieren. Die kleinsten Werkstückträger, die wir auf unseren Maschinen herstellen, haben ein Grundmaß von 100 x 80 mm, die größten sind bis zu 2000 x 1200 mm groß.

Rahmen mit austauschbarem Einsatz

Rahmen mit austauschbarem Einsatz

Für die zu verpackenden Produkte wird ein individuelles Grundwerkzeug entwickelt und in ein standardisiertes Rahmenwerkzeug eingespannt. Rahmenwerkzeuge zeichnen sich durch die spezielle Kontur des Rahmens aus. Dies ermöglicht eine präzise Positionierung, so dass die Werkstückträger auch auf automatischen Fördersystemen eingesetzt werden können.

Stapelbare Werkstückträger

Stapelbare Werkstückträger

Thermogeformte Werkstückträger können so konstruiert werden, dass sie übereinander gestapelt werden können. Dadurch können mehr Produkte pro Fläche gelagert werden. Empfindliche Teile, die in gestapelten Werkstückträgern gelagert werden, sind vor Staub und Verschmutzung geschützt, wobei nur die oberste Schicht mit einem Deckel abgedeckt werden muss.

Thermoformen mit Zusatzelementen

Thermoformen mit Zusatzelementen

Manchmal gibt es Anforderungen an die Passgenauigkeit von Produkten, die durch Thermoformen allein nicht zu lösen sind. In einem solchen Fall werden speziell geformte Befestigungselemente aus Kunststoff oder Metall in den Thermoformprozess integriert, so dass sie fest mit dem eigentlichen Werkstückträger verbunden werden können.

Stapel-/schachtelbare Werkstückträger

Stapel-/schachtelbare Werkstückträger

Stapel-/schachtelbare Werkstückträger werden gestapelt, wenn sie die darin gelagerten Produkte enthalten. Sind die Produkte entnommen, können die leeren Werkstückträger durch Drehen um 180 Grad ineinander geschachtelt werden. Dies ermöglicht eine Platzersparnis von bis zu 80% beim Leertransport.

Werkstückträger als Zwischenlagen

Werkstückträger als Zwischenlagen

Die zu verpackenden Produkte werden in die Nester eines Werkstückträgers eingelegt, der sich am Boden befindet. Ein weiterer Werkstückträger wird darüber gestapelt und mit einer weiteren Lage von Gegenständen gefüllt.

Werkstückträger als Behältereinsatz

Werkstückträger als Behältereinsatz

Wenn Präzisionsteile in einem Kunststoffbehälter geliefert werden sollen, ist es sinnvoll, diese Teile zunächst in einem Werkstückträger zu sichern, der dann in den entsprechenden Behälter eingesetzt wird. Die Kunststoffbehälter können auch dann weiterverwendet werden, wenn sich die Serie später ändert. Lediglich der Einsatz muss ausgetauscht werden.

Thermogeformte Behälter

Thermogeformte Behälter

Das Thermoformverfahren ermöglicht nicht nur die Produktion von Werkstückträgern, sondern auch die Herstellung von Kunststoffbehältern.

Blisters

Blister

Blister sind thermogeformte Werkstückträger aus meist dünnem Material, die überwiegend nur für kurze Zeit (z.B. für den Einwegtransport) verwendet werden.

ESD-Werkstückträger

ESD-Werkstückträger

Alle unsere thermogeformten Werkstückträger können in der ESD-Ausführung (Electrostatic Discharge) aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt werden, um elektronische Bauteile vor Schäden durch elektrostatische Entladung zu schützen. Auf Wunsch ist auch die Herstellung aus statisch ableitenden Materialien möglich.

Ausgewählte Anpassungen und Zubehör

Anti-Dreh-Schutz

Anti-Dreh-Schutz

Abgeschrägte oder anders gestaltete Ecken und Farbstreifen zur visuellen Identifizierung sorgen dafür, dass die Werkstückträger nur in einer bestimmten Ausrichtung gestapelt werden können. Die Farbstreifen sind in 13 Farben erhältlich und werden im Co-Extrusionsverfahren hergestellt.

Kennzeichnung

Kennzeichnung

Die Kennzeichnung kann mit Barcodes (Rahmen), Transpondern / RFID-Chips, eingegossenen Etiketten oder Etikettentaschen individuell platziert werden.

Griffschlitze

Griffschlitze

Für den einfachen manuellen Transport können Griffschlitze angebracht werden.

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Produktionsprozess beim Thermoformen

Um thermogeformte Werkstückträger herzustellen, wird eine Kunststoffplatte erwärmt. Durch ein Vakuum, das in der Maschine erzeugt wird, wird die erwärmte Platte über ein Werkzeug gezogen. Die Ränder des Werkstückträgers müssen danach noch gefräst oder ausgestanzt werden.

1. Erwärmungsprozess

Eine Platte oder eine Folie aus thermoplastischem Kunststoff wird in einen Spannrahmen gespannt und mit einer geeigneten Wärmequelle bis in den plastischen Bereich erwärmt.

2. Beginn der Formung

Ist die Platte aufgrund der Erwärmung verformbar, werden die Strahler zurückgefahren.

3. Formung: Überdruck erzeugen

Die Grundplatte und das Werkzeug werden angehoben. Eine Pumpe erzeugt einen Überdruck (Vorblasen).

4. Formung: Vakuum erzeugen

Die erwärmte Platte wird durch Luftdruck vorgedehnt und das Formwerkzeug an die vorgedehnte Platte herangefahren. Die Luft zwischen dem Werkzeug und der Platte wird abgesaugt (Vakuum).

5. Fertig!

Der atmosphärische Außendruck presst die weiche Platte derart an die Formwände, dass die Konturen genau wiedergegeben werden.

Trays that run automatically through the entire supply chain

Anwendungsbeispiel Medizinische Industrie

Für weltweit agierende Pharma- und Medizintechnikunternehmen hat Utz Trays entwickelt, die die gesamte Lieferkette automatisch durchlaufen. Die Kombination von automatisierten Prozessen reduziert den manuellen Aufwand erheblich und ermöglicht eine "echte" Massenproduktion mit hohem Durchsatz. Vorgelagerte Lieferanten lassen die Trays automatisch mit Einzelteilen von Medizinprodukten befüllen. Nach der Endmontage durch das Pharmaunternehmen werden die Medizinprodukte in weiteren Trays zwischengelagert, bevor sie automatisch entnommen, verpackt und versendet werden.

Eli Lilly Fallstudie (PDF)

Ausgewählte Kunden, die thermogeformte Produkte von Utz einsetzen

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