Innerhalb von Sekunden und in nur drei Prozessschritten bringt die Maschine, eine Niebling SAMK 650, thermoplastische Folien in die gewünschte Form. Zunächst wird das Material im Beladebereich der Maschine eingeführt und im Trägerschlitten fixiert. Im Anschluss wird die umzuformende Folie automatisch in die Heizkammer transferiert und nach Parametereinstellungen kontaktlos erhitzt.

Der besondere Clou: Die Heizleistung der Keramikheizelemente lässt sich je nach Substrat einstellen, dadurch sind diverse Kundenwünsche umsetzbar. Anders als bei bisher üblichen Umformprozessen mittels Vakuum von Formkörpern ist die Maschine eine Hochdruck-Thermoumformanlage, die mit heißer Druckluft von bis zu 80 bar arbeitet. Hierdurch lässt sich besonders reproduzierbar umformen, da das zu verformende Material nur bis zur Erweichung erwärmt werden muss und nicht darüber hinaus. Die weichgewordene thermoplastische Folie wird dann in die Mitte der Maschine transportiert, wo die Umformung mittels nach Kundenwunsch erstelltem Werkzeug stattfindet. In Sekundenschnelle werden Folie und Form mit einem Kniehebel aneinandergedrückt und durch die erwärmte Druckluft konturiert. Abschließend kommt das Material umgeformt und abgekühlt zurück im Beladebereich an.

Niebling SAMK 650 im Labor des Fraunhofer IZM

Smarte Folien verformen, ohne dabei die Elektronik zu beschädigen – mit der Niebling SAMK 650 ist das im Labor des Fraunhofer IZM möglich. Fraunhofer IZM

Anwendungsbereiche

Anders als bei Vakuum-Umformprozessen können glatte Folien, die mit Leiterbahnen und auch mit Bauelementen ausgestattet werden, also in extremere Geometrien umgestaltet und umgeformt werden. Intelligente Bedienelemente dieser Art lassen sich in Haushaltswaren wie Waschmaschinen, Herden, Öfen etc. verbauen, um modernste Anwendungen zu realisieren.

Im Rahmen des laufenden Projektes CoMoDo wurde die Maschine am Fraunhofer IZM bereits eingesetzt, um Prototypen für Bedienelemente von Waschmaschinen zu fertigen, die über eine integrierte Touchsteuerung betrieben werden sollen. Zusammen mit dem Partner PAS Deutschland arbeiten die Experten des Fraunhofer IZM noch bis Ende 2020 an der Umsetzung der Projektziele. Weitere denkbare Anwendungsfelder finden sich beispielsweise in der Automobilbranche, wie bei der Herstellung von Mittelkonsolen mit außergewöhnlichen Touch-Funktionen oder auch in der Medizintechnik in Form von smarten Implantaten, die zum Beispiel mit Sensoren versehen sind.

Transparente Polycarbonat-Folie mit leuchtenden LEDs

Funktionale Folie: Transparente Polycarbonat-Folie mit leuchtenden LEDs. Fraunhofer IZM

Limitationen

Natürlich gibt es aber bei jeder maschinellen Fertigung auch Herausforderungen: Die Geometrie der in der Niebling eingesetzten Formwerkzeuge darf nicht einschnürend sein, da ansonsten die verformte Folie nicht vom Werkzeug abzulösen ist. So müssen auch komplizierte Verformungen oder solche, die höher als 6 cm realisiert werden sollen, mittels Anpassungen an der Maschine geändert werden.