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Thermoplastische
Kunststoffe Teil 2
Webinar | 04.10.2023
Der optimale Kunststoff für Ihr Tiefziehprojekt
2
Woher kommen wir?
1
2
3
4
5
6
Ein Materialleitfaden von formary
Webinar | Datum
Vorstellung formary
Einführung in das Tiefzieh-Verfahren
Die Selektion des richtigen Werkstoffs
Guideline: Auswahl für Ihr Projekt
Case Study: In 6 Schritten zum richtigen Material
Ihr Projekt mit formary – jetzt anfragen
3
Vorstellung formary
Ein Überblick über die Hintergründe,
Anwendungen und das Team
1.
4
Der Weg zu formary
Einstieg ins
Familienunternehmen
- Kleines Familienunternehmen
- Breites Produkt-portfolio
Übernahme
Geschäftsführung
Idee zu formary
- Analyse des Marktes
- Thermoforming Erfahrung
Gründung von formary
- 1 Jahr Entwicklungszeit
- 5 Lieferanten
- Fokus auf Bereich Thermoforming
Ausbau der Plattform
- >20 Lieferanten
- >100 Maschinen
- formary Portal in Beta
2016 2018
2017 2021
2022/23
23/24
To be continued
- Automatisierung
Anfrage- und
Entwicklungsprozesse
Referenzkunden
Key Facts
Backnang
bei Stuttgart
25
Mitarbeiter:innen
5 Anwendungs
Bereiche
5
#
7
Einführung in das
Tiefzieh-Verfahren
Ein Überblick über die
Fertigungsverfahren und Kostentreiber
2.
8
Rollenfertigung vs. Plattenfertigung
Rollenfertigung Plattenfertigung
9
• L x B bis 3.500 x 2.300mm
• Höhe bis 1.200mm
• Plattendicke bis 15mm
• L x B bis 960 x 650mm
• Höhe bis 150mm
• Rollendicke bis 3mm
Plattenfertigung Rollenfertigung
Rollenfertigung vs. Plattenfertigung
Eine Übersicht
10
Alternative Verarbeitungs-Verfahren
Stückzahl
Lieferzeit
Werkzeugkosten
Toleranzen
1-5
Tage
-
Abhängig von Verfahren
5-10.000
Wochen
Mittel
-
>10.000
Monate
Teuer
++
Einordnung von Thermoforming zwischen 3D-Druck und Spritzguss
11
Das Material als zentraler Kostentreiber bei
Tiefziehprojekten
12
Die Selektion des
richtigen Werkstoffes
Ein Überblick über die
Kunststoffeigenschaften
3.
Eigenschaften von Thermoplasten
Abgrenzung zu anderen Materialien
• 0,8 - 2,2 g/cm³
• Zeitgleich große
Zähigkeit
Leicht
• 900 – 5.000€ / t
• Herstellung
günstiger Artikel
Preiswert
• Große
Spannweite im
Elastizitätsmodul
N/mm²
Flexibel
• Elektrische
Isolierer
• Leitungs-
fähigkeit durch
Rußfüllung
Elektrisch
isolierend
• Amorphe gleich
wie Glas bei
besserer
Zähigkeit
In transparent
möglich
• Keine Korrosion
• Beständig gegen
Säuren, Laugen
• Stabilisatoren
gegen UV
Chemisch
beständig
• Durchlässig für
Gase
Hohe
Permeabilität
• Lange
Abkühlzeiten
• Aber super
Isolationswerkstoff
Niedrige Wärme-
leitfähigkeit
• Rohstoffliches
Recycling
• Energetisches
Recycling
Recyclingfähig
#
15
Amorph vs. teilkristallin
Amorph Teilkristallin
Makromoleküle
Transparenz
Optik
Schwindung
Chemische
Beständigkeit
Thermoformability
Zufällig Geordnet
Ja Nein
Ästhetisch Weniger ästhetisch
Niedriger Höher
Schlechter Besser
Einfacher Schwieriger, durch
Kristallphase
Die wichtigste Unterteilung als Grundlage
Mechanische
Eigenschaften
Definiert die Fähigkeit des Materials mechanischer
Beanspruchung zu widerstehen. Diese kann in
Form von Stößen und Schlägen auf das Bauteil
wirken. Die Schlagzähigkeit misst die Absorption
der Energie, bevor das Bauteil bricht.
Schlagzähigkeit
in
ࡷࡶ
𝑚2
Sehr spröde Spröde
Mittlere
Schlagzähigkeit
Schlagzäh Sehr schlagzäh
PC
2 KJ/m² 80 KJ/M²
Mechanische
Eigenschaften
Gibt den Grad der Verstreckung wieder, bis der
Kunststoff den maximalen Punkt der
Streckdehnung (Streckgrenze) erreicht hat.
Eine Erhöhung der Zugfestigkeit lässt sich über
Glasfaserverstärkung und Kohlefaserverstärkung
erreichen.
Zugfestigkeit
in
N
𝑚𝑚2
Sehr bruchempfindlich Bruchempfindlich
Mittlere
Zugfestigkeit
Gute Zugfestigkeit
Sehr gute
Zugfestigkeit
PC
25 N/mm2 65 N/mm2
Mechanische
Eigenschaften
Drückt die Festigkeit des Kunststoffs bei einer 3-
Punkte-Belastung aus. Sie misst die maximale
Spannung, die während des Biegens vom Bauteil
aus dem entsprechenden Material ertragen wird.
Biegefestigkeit
In MPa
Sehr schlecht
biegbar
Schlecht
biegbar
Mittlere
Biegbarkeit
Gut
biegbar
Sehr gut
biegbar
PC
20 MPa 130 MPa
Mechanische
Eigenschaften
Das Zug E-Modul drückt das Verhältnis zwischen
Zugspannung und Zugdehnung aus.
Im Gegensatz zu anderen Werkstoffen, hat
Kunststoff ein relativ geringes E-Modul (geringe
Formstabilität).
Zug-E-Modul
in
N
𝑚𝑚2
Sehr elastisch Elastisch
Mittlere
Steifigkeit
Steif Sehr steif
PC
1.000 N/mm2 3.200 N/mm2
Mechanische
Eigenschaften
Die Kugeldruckhärte misst den Widerstand der
Oberfläche gegen das Eindringen eines
kugelförmigen Objekts in die Pore.
Größere Weichheit hat immer eine größere
Wärmedehnung zur Folge.
Härte
in
N
𝑚𝑚2
Sehr weicht Weich
Mittlere
Härte
Hart
Sehr
hart
PC
50 N/mm2 150 N/mm2
Mechanische
Eigenschaften
Thermoplaste haben eine geringe Dichte und
daher ein geringes Eigengewicht, verglichen mit
metallischen Werkstoffen. Die geringen Dichten
haben den Vorteil, dass sie die Herstellung leichter
Bauteile ermöglichen.
Dichte (spezifisches Gewicht)
in
g
𝑐𝑚3
Sehr leicht Leicht
Mittleres
Gewicht
Schwer
Sehr
schwer
PC
0,91 g/m3 1,39 g/m3
Temperatur
Eigenschaften
Gibt an, bei welchen Temperaturen das Material
maximal beansprucht werden kann ohne zu Altern,
d.h. Festigkeitseigenschaften zu verlieren.
Maximale
Dauergebrauchstemperatur
in °C
Sehr schlecht (bis 60°C)
Schlecht (bis
70°C)
Durchschnittlich
(bis 80°C)
Gut (bis 95°C)
Sehr gut (bis
130 °C)
PC
60 °C 130 °C
Sehr schlecht (bis 0°C)
Schlecht (bis
-30°C)
Durchschnittlich
(bis -40°C)
Gut (bis -50°C)
Sehr gut (bis
-100 °C)
Temperatur
Eigenschaften
Gibt an, bis zu welchen Mindest-
Temperaturbereichen das Material beansprucht
werden kann ohne Zähigkeit zu verlieren und
spröde zu werden. Der Wert ist vor allem relevant
bei Schlag-Beanspruchung.
Minimale
Dauergebrauchstemperatur
in °C
PC
0 °C -100 °C
Elektrische
Eigenschaften
Misst die Festigkeit von Isoliermaterial gegen
Hochspannung. Die Kennzahl gibt die Relation von
Spannung und Probenkörperdicke wieder.
Durchschlagsfestigkeit
in
kV
𝑚𝑚
Sehr geringe
Durchschlagsfestigkeit
Geringe
Durchschlagsfestigkeit
Mittlere
Durchschlagsfestigkeit
Hohe
Durchschlagsfestigkeit
Sehr hohe
Durchschlagsfestigkeit
PC
0 kV/mm 60 kV/mm
Preise
Misst die durchschnittlichen Preise pro Monat in
€/t oder €/kg im August 2023
in
€
𝑡
Sehr
günstig
Günstig
Mittlere
Preise
Teuer
Sehr
teuer
PC
<1.000€/t >5.000€/t
Durschnittliches Preis-Niveau
26
Gesamtübersicht der wichtigsten Thermoplaste
HD-PE PVC
27
Gesamtübersicht der wichtigsten Thermoplaste
PP A-PET
28
Gesamtübersicht der wichtigsten Thermoplaste
PS PC
29
Gesamtübersicht der wichtigsten Thermoplaste
ABS PMMA
Preise
Preiskurven der wichtigsten Thermoplaste L5Y (09/2018 bis 09/2023)
• Genereller
Preistrieb ab
September 2020
während Corona-
Pandemie und
eingeschränkter
Logistik (Force
Majeure, China)
• Seit Mitte 2022
wieder rückläufig
• Aber: Bei
höherem
Langzeit-
Preisniveau
eingependelt
1,52
€/kg
1,59
€/kg
1,51
€/kg
1,18
€/kg
2,17
€/kg
4,02
€/kg 3,00
€/kg
4,70
€/kg
31
• Prinzipiell haben Biokunststoffe die
gleichen Eigenschaften wie
herkömmliche Polymere
• Häufig sind sie jedoch nicht für
Hochleistungsanwendungen geeignet
• Der Einsatz von biobasierten Materialien
wird durch begrenzte Mengen und
Qualitäten eingeschränkt
Bio Kunststoffe
Eigenschaften & Arten
Verpackungsmaterial /
Landwirtschaft
Bio Kunststoffe
• Viele Verpackungsprodukte aus
kompostierbaren Biokunststoffen
• Schalen für Gemüse, Obst, Eier
und Fleisch
• Behältern für Getränke und
Molkereiprodukte
• Kosmetikindustrie
Automobilbau
• Biobasierte Materialien im
Sandwichverfahren: Kern des
Bauteils aus biobasiertem
Polymer
• Darauf Schicht eines
herkömmlichen Materials mit
höherer Qualität (z.b. Optik,
Haptik, Funktionalitäten)
Medizin und Pharma
• Resorbierbarkeit der Produkte
• Nahtmaterialien oder Implantate
sollen nach der Nutzung vom
Körper abgebaut
33
Recycling
Know the differences
34
Compounds
Additive
Gleitmittel
Antiblockmittel
Trennmittel
Antistatika:
Innere & Externe
Permanent & Temporär
Stabilisatoren:
UV, Wärme,
Antioxidanten Flammschutzmittel:
UL94 Klassifizierung
Farbmittel:
Absorptionspigmente,
Effektpigmente, Color
variable Pigmente
Flexibilisatoren und
Weichmacher:
Als Blends oder
Copolymer
Additive für die
Laserbeschriftung:
Pigmentierung von
schlecht beschriftbaren
Kunststoffen
Antibakterielle Mittel
und Fungizide
Compounds
Anorganische Füllstoffe & Fasern
• Wird durch unvollständige
Verbrennung von
Kohlenwasserstoffen hergestellt
• Einfärbung
• Leitfähigkeitsruß
• Natürliches oder Synsthetisches
Calciumcarbonat
• Erhöhung der Temperatur-
beständigkeit und Oberflächengüte
• Ungiftig, Geruchs- und geschmacks-
neutral
• Hydratisiertes Magnesiumsilikat
• PP: Erhöhung des E-Moduls und
der Biegefestigkeit
• Folien: Als Antiblockmittel
• Siegelanwendungen: Reduzierung
der Faltenbildung
Calciumcarbonat (CaCO3) Talkum
• Erhöhen Elastizitätsmodul und
senken Schlagzähigkeit
• Leitfähigkeit und
elektromagnetische Abschirmung
• Kurz- und Langfasern
• Fasergehalt zwischen 15 und 50 Gew.-%
• Mit Glasfasern verstärkte Kunststoffe werden
dort eingesetzt, wo hohe Festigkeiten
gefordert sind (Beispielsweise im
Automobilbau oder der Elektroindustrie)
Verstärkungsfasern Glasfasern
35
Ruß
Coextrusion
ABS/PMMA
- Schlagfestigkeit
- Härte
- Klarheit & Transparenz
- chemische Beständigkeit
0
1
ABS/PC
- Schlagfestigkeit
- Härte
- Wärmebeständigkeit
- Dimensionsbeständigkeit
0
2
PET/PE
- Hohe Klarheit
- Barriereeigenschaften Gegen
Feuchtigkeit und Sauerstoff
Steifigkeit
0
4
PVC/ABS
- Schlagfestigkeit
- Chemische Beständigkeit
0
5
PP/PS
- Schlagfestigkeit
- Steifigkeit
- Geringes Gewicht
- Dimensionsbeständigkeit
0
3
37
Eigenschaften der Kunststoffe
Brandschutzklassen
DIN EN 13501 (Deutschland)
• HB (Horizontal Burn)
• V-2 bis V-0 (Vertical Burn):
• V2: selbstverlöschend bis spätestens 30
Sekunden
• V1: selbstlöschend bis spätestens 30
Sekunden, Nachglimmen max. 30 Sekunden
• V0: selbstverlöschend bis spätestens 10
Sekunden, Nachglimmen maximal 30
Sekunden
UL94 (weltweit)
Je nach Brandverhalten werden
Baustoffe in Baustoffklassen eingeteilt.
Die UL94 Norm hat sich weltweit zur
Einstufung der Flammwidrigkeit und
Brandsicherheit von Kunststoffen
etabliert
IP65 Schutzklassen
Schutz gegen Berührung und
Fremdkörper
Schutz Gegen Wasser
IP-Schutzart (IP = Internationel Protection) und
Schutzklasse definieren
Sicherheitsanforderungen an elektrische
Geräte.
Definiter inwieweit unerwünschtes Eindringen
von Fremdkörpern und Feuchtigkeit in das
Gerätinnere unterbunden wird
Oberflächenklassen
SPI: 4 Klassen und 12 Unterklassen VDI (Deutschland)
Die Oberflächen der Kunststoffbauteile
werden dabei maschinell oder manuell
behandelt, um entsprechende
Oberflächenqualitäten zu erreichen
…
…
Lebensmittel
Oberflächenklassen
• Zahlreiche Regelungen auf
verschiedenen Ebenen, die
Qualitätsanforderungen für
Kunststoffe im direkten
Lebensmittelkontakt festlegen
Automobilbau
• Häufig „Klasse A“ Oberflächen
gefragt, besonders bei
Kunststoffen, die sich im
sichtbaren Bereich des Cockpits
befinden
Medizin und Pharma
• Kein „Goldstandard“
• Anforderungen hängen häufig von
Anwendungsbereich ab
• GMP-Regulationen sehen vor,
dass Oberflächen einfach zu
reinigen sein müssen
• Sehr glatte Oberflächen möglich
(verglichen mit Metallen)
Technische
Sauberkeit
Sauberkeitsanalyse nach VDA19: Zu beachten:
Wird über die Schmutzmenge auf der Oberfläche
eines Bauteils definiert.
Der Zustand der Sauberkeit wird zumeist über das
Restschmutzgewicht, sowie Anzahl, Größe und
Zusammensetzung der Partikel beschrieben
…
…
• Der Hersteller von Bauteilen muss sicherstellen,
dass die technische Sauberkeit der Bauteile den
Anforderungen der ISO 16232 entspricht. Dies
beinhaltet die Festlegung von
Reinigungsverfahren, die Durchführung von
internen Kontrollen und die Dokumentation der
Sauberkeitsanforderungen
• Prüfverfahren: Visuell, Partikelzählung,
Partikelgrößenbestimmung, Partkelformanalyse,
chemische Analyse
43
Auswahl für Ihr Projekt
Eine Guideline für Ihre Material-
Selektion
4.
6 Schritte zur Auswahl des idealen
Werkstoffs
Harte Filter für Ihre Projektanforderungen
Zusätzliche Absicherungen
MOQ
Lieferzeiten
Preis-Niveau der Bezugsquelle
1
2
3
4
5
Preise: bottom-up Prinzip
6
Elektrische Anforderungen
Anforderungs-Profil I
Antistatisch: Schutz
vor antistatischer
Aufladung
Schutz vor Chemikalien Schutz vor Umwelt-Einflüssen
ESD: Schutz vor
elektrostatischer
Entladung (ESD
Schutz)
Öle und Fette
Säuren
Laugen
Alkohol
Lösungsmittel
UV-stabil
Schwer
entflammbar
Feuchtigkeit
Hygiene-Anforderungen
Anforderungs-Profil II
Weitere Verarbeitung Temperatur-Beständigkeit
Verklebungen
Verschweißungen
Bedruckungen
Recyclingfähigkeit
xy
Abrasionsresistent
Partikelfrei
Unterverpackt in
PE-Beutel
Anforderungs-Profil III
Mechanische Anforderungen: Die mechanischen Anforderungen an das Bauteil zu verstehen ist elementar, da weiter
Zusammenhänge zwischen Temperatur und Eigenschaften wie Spannung, Alterung, Elastizitätsmodul und
Schlagzähigkeit bestehen, die zusätzlich Beachtung finden müssen.
• Streckspannung
• Zugfestigkeit
• Reißdehnung
• Biegefestigkeit
• Schlagzähigkeit
• Duktiles vs. Sprödes Bruchverhalten
Biegen &
Strecken
Härte
Gleitverschlei
ß
• Verschleißprozessen bei einer
Gleitbewegung kontaktierender
Werkstoffe
• Kugeldruckhärte: Prüfmethode zur
Härteprüfung von Elastomeren
(Norm ISO 48) und Unterteilung in
Härtegrade
• Rockwell- und Shore Härte
Zusätzliche Absicherung
Material-Datenblätter
Einige Anwendungsgebiete und Produkte warden von den immer gleichen Materialien
abgedeckt, z.b. PS für Transporttrays
Typische Anwendungsfelder
Bei recyceltem Material kann keine 100 % Garantie auf die Sortenreinheit des
Kunststoffs gewährleistet werden. Daher wird im Falle einer notwendigen
Materialzertifikation Neuware verwendet
49
Wichtige Stellschrauben
Der Materialbezug ist abhängig von Materialtyp, Menge, Lieferplan
und Preisvorstellung
Händler
50
Bezug: Hersteller vs. Händler
Die wichtigsten Unterschiede
Hersteller
>500kg
Standard-
Material
>1t Sonder-
Material
3-4 Wochen
Standard-
Material
4-8 Wochen
Sonder-Material
Preise nach
aktuellen Preis-
entwicklungen
Einzelne Platten
oder Rollenmeter
sind möglich für
Standard-
Material
3-5 Tage
für die
meisten
Materialien
Preise nach
aktuellen Preis-
entwicklungen
+ Aufschlag
Sonder-Material
auf Prüfung
Preise: bottom-
up Prinzip
1,50€/kg
1,20€/kg
3,20€/kg
1,05€/kg
Bleiben mehrere Ergebnisse zurück, dann
selektieren wir nach bottom-up Prinzip: Der
günstigste Kunststoff, der alle Anforderungen
einhalten kann, wird selektiert
52
Case Study
In 6 Schritten zur richtigen
Materialselektion
5.
53
Tray für
Elektronikbaugruppe
Anforderungen Zusätzliche
Absicherung:
Stellschraube 2:
Lieferzeit
Stellschraube 1:
MOQ
Stellschraube 3:
Preis-Niveau
Beschaffung
Preise:
Bottom-up
• Datenblatt?
• Typisches
Material für die
Anwendung?
• 600 x 400 x 50mm
• 15.000 Stk.
• Mehrweg: Pendelverpackung
• Dicke nach unserem Ermessen
• 5er Stapel in Karton
54
Tray für
Elektronikbaugruppe
Anforderungen
ESD Antistatisch Abrasionsresistent
Max. 50°C Formstabil für 5
Stapel in Kartons
55
Tray für
Elektronikbaugruppe
Zusätzliche
Absicherung:
Materialdatenblatt
für OEM
Eine PS ESD oder
ABS ESD sind üblich
56
Tray für
Elektronikbaugruppe
Stellschraube 1:
MOQ
Durch die Rußfüllung des ESD
(Additiv), vermutlich bei mind. 1t –
muss geprüft werden
57
Tray für
Elektronikbaugruppe
Stellschraube 2:
Lieferzeit
Bei Herstellerbezug üblicherweise
6-8 Wochen für Serienmaterial
58
Tray für
Elektronikbaugruppe
Stellschraube 3:
Preis-Niveau
Beschaffung
Durch relativ hohe Menge und Projekt-
Budget für Verpackungs-Materialien
definitiv nur über Hersteller möglich
59
Tray für
Elektronikbaugruppe
Preise:
Bottom-up
ABS und PS sind die Optionen: Da PS deutlich günstiger
ist, fällt die Entscheidung aus PS ESD schwarz 2,5mm
Ergebnis -
PS ESD
Und so läuft
das in unserem
Konfigurator
62
Ihr Projekt mit formary –
jetzt anfragen
Alle Vorteile auf einem Blick
6.
63
Individualisierbare Lösungen
für all Ihre Vorhaben
Warentransport Automatisierung Behältnisse
Abdeckungen Inlays
Sonstige
Anwendungen
#
65
formarys breites Lieferantennetzwerk
Eine große Auswahl an Materialien
3x
2x
1x
2x
5x
5x
3x
2x
2x
4x
66
formarys breites Lieferantennetzwerk bietet
insbesondere 2 große Vorteile
„Hat der Lieferant
die Kapazität für
meine gewünschte
Lieferzeit oder
Menge?”
• Standard-Materialien auf Vorrat
• Materialrestbestände, die für
Kleinmengen verwendet werden können
Großes, dezentrales Materiallager Eigenextrusion
• Unabhängig von Markt(folien-)preisen
• Kurzfristige Beistellung für schnelle
Projekte
• Hohe Flexibilität
Rücknahme
von
Material
Kreislaufwirtschaft
Wir wollen etwas beitragen
 Wir bieten die Rücknahme Ihrer
ausgedienten Kunststoff-
Tiefziehteile als Service an
 Das Material geht zurück an den
Materiallieferanten, der
werkstofflich recyclet
 Das Regenerat wird dann in Ihren
Produkten wiederverwendet
Digitalisierung in der Beschaffung
Digitales Frontend
Support durch
Guides
Zugriff auf breiten
Maschinenpark
Matching des
idealen Lieferanten
Kostenreduktion in
der Beschaffung
Übersichtliches
Portal
Höhere Hersteller-
Auslastung
Die 7 Stufen im Einkauf von Tiefziehteilen
68
€
69
70
Ansprechpartner
Die Personen hinter Ihrem Projekt
Vertrieb- und
Projektmanager
stefan.derndinger@formary.de
07191 95 25 170
Stefan Derndinger
Vertrieb- und
Projektmanagerin
masina.russo@formary.de
07191 9525173
Masina Shirin Russo
Vertrieb- und
Projektmanager
marco.hau@formary.de
07191 9525177
Marco Hau
71
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Zwangstherapie (ZT) 1987–2024 und Januarkonferenz: 20.01.2012
 
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Webinar_Materialleitfaden formary 2.pptx

  • 1. Thermoplastische Kunststoffe Teil 2 Webinar | 04.10.2023 Der optimale Kunststoff für Ihr Tiefziehprojekt
  • 2. 2 Woher kommen wir? 1 2 3 4 5 6 Ein Materialleitfaden von formary Webinar | Datum Vorstellung formary Einführung in das Tiefzieh-Verfahren Die Selektion des richtigen Werkstoffs Guideline: Auswahl für Ihr Projekt Case Study: In 6 Schritten zum richtigen Material Ihr Projekt mit formary – jetzt anfragen
  • 3. 3 Vorstellung formary Ein Überblick über die Hintergründe, Anwendungen und das Team 1.
  • 4. 4 Der Weg zu formary Einstieg ins Familienunternehmen - Kleines Familienunternehmen - Breites Produkt-portfolio Übernahme Geschäftsführung Idee zu formary - Analyse des Marktes - Thermoforming Erfahrung Gründung von formary - 1 Jahr Entwicklungszeit - 5 Lieferanten - Fokus auf Bereich Thermoforming Ausbau der Plattform - >20 Lieferanten - >100 Maschinen - formary Portal in Beta 2016 2018 2017 2021 2022/23 23/24 To be continued - Automatisierung Anfrage- und Entwicklungsprozesse Referenzkunden Key Facts Backnang bei Stuttgart 25 Mitarbeiter:innen 5 Anwendungs Bereiche
  • 5. 5
  • 6. #
  • 7. 7 Einführung in das Tiefzieh-Verfahren Ein Überblick über die Fertigungsverfahren und Kostentreiber 2.
  • 9. 9 • L x B bis 3.500 x 2.300mm • Höhe bis 1.200mm • Plattendicke bis 15mm • L x B bis 960 x 650mm • Höhe bis 150mm • Rollendicke bis 3mm Plattenfertigung Rollenfertigung Rollenfertigung vs. Plattenfertigung Eine Übersicht
  • 10. 10 Alternative Verarbeitungs-Verfahren Stückzahl Lieferzeit Werkzeugkosten Toleranzen 1-5 Tage - Abhängig von Verfahren 5-10.000 Wochen Mittel - >10.000 Monate Teuer ++ Einordnung von Thermoforming zwischen 3D-Druck und Spritzguss
  • 11. 11 Das Material als zentraler Kostentreiber bei Tiefziehprojekten
  • 12. 12 Die Selektion des richtigen Werkstoffes Ein Überblick über die Kunststoffeigenschaften 3.
  • 13. Eigenschaften von Thermoplasten Abgrenzung zu anderen Materialien • 0,8 - 2,2 g/cm³ • Zeitgleich große Zähigkeit Leicht • 900 – 5.000€ / t • Herstellung günstiger Artikel Preiswert • Große Spannweite im Elastizitätsmodul N/mm² Flexibel • Elektrische Isolierer • Leitungs- fähigkeit durch Rußfüllung Elektrisch isolierend • Amorphe gleich wie Glas bei besserer Zähigkeit In transparent möglich • Keine Korrosion • Beständig gegen Säuren, Laugen • Stabilisatoren gegen UV Chemisch beständig • Durchlässig für Gase Hohe Permeabilität • Lange Abkühlzeiten • Aber super Isolationswerkstoff Niedrige Wärme- leitfähigkeit • Rohstoffliches Recycling • Energetisches Recycling Recyclingfähig
  • 14. #
  • 15. 15 Amorph vs. teilkristallin Amorph Teilkristallin Makromoleküle Transparenz Optik Schwindung Chemische Beständigkeit Thermoformability Zufällig Geordnet Ja Nein Ästhetisch Weniger ästhetisch Niedriger Höher Schlechter Besser Einfacher Schwieriger, durch Kristallphase Die wichtigste Unterteilung als Grundlage
  • 16. Mechanische Eigenschaften Definiert die Fähigkeit des Materials mechanischer Beanspruchung zu widerstehen. Diese kann in Form von Stößen und Schlägen auf das Bauteil wirken. Die Schlagzähigkeit misst die Absorption der Energie, bevor das Bauteil bricht. Schlagzähigkeit in ࡷࡶ 𝑚2 Sehr spröde Spröde Mittlere Schlagzähigkeit Schlagzäh Sehr schlagzäh PC 2 KJ/m² 80 KJ/M²
  • 17. Mechanische Eigenschaften Gibt den Grad der Verstreckung wieder, bis der Kunststoff den maximalen Punkt der Streckdehnung (Streckgrenze) erreicht hat. Eine Erhöhung der Zugfestigkeit lässt sich über Glasfaserverstärkung und Kohlefaserverstärkung erreichen. Zugfestigkeit in N 𝑚𝑚2 Sehr bruchempfindlich Bruchempfindlich Mittlere Zugfestigkeit Gute Zugfestigkeit Sehr gute Zugfestigkeit PC 25 N/mm2 65 N/mm2
  • 18. Mechanische Eigenschaften Drückt die Festigkeit des Kunststoffs bei einer 3- Punkte-Belastung aus. Sie misst die maximale Spannung, die während des Biegens vom Bauteil aus dem entsprechenden Material ertragen wird. Biegefestigkeit In MPa Sehr schlecht biegbar Schlecht biegbar Mittlere Biegbarkeit Gut biegbar Sehr gut biegbar PC 20 MPa 130 MPa
  • 19. Mechanische Eigenschaften Das Zug E-Modul drückt das Verhältnis zwischen Zugspannung und Zugdehnung aus. Im Gegensatz zu anderen Werkstoffen, hat Kunststoff ein relativ geringes E-Modul (geringe Formstabilität). Zug-E-Modul in N 𝑚𝑚2 Sehr elastisch Elastisch Mittlere Steifigkeit Steif Sehr steif PC 1.000 N/mm2 3.200 N/mm2
  • 20. Mechanische Eigenschaften Die Kugeldruckhärte misst den Widerstand der Oberfläche gegen das Eindringen eines kugelförmigen Objekts in die Pore. Größere Weichheit hat immer eine größere Wärmedehnung zur Folge. Härte in N 𝑚𝑚2 Sehr weicht Weich Mittlere Härte Hart Sehr hart PC 50 N/mm2 150 N/mm2
  • 21. Mechanische Eigenschaften Thermoplaste haben eine geringe Dichte und daher ein geringes Eigengewicht, verglichen mit metallischen Werkstoffen. Die geringen Dichten haben den Vorteil, dass sie die Herstellung leichter Bauteile ermöglichen. Dichte (spezifisches Gewicht) in g 𝑐𝑚3 Sehr leicht Leicht Mittleres Gewicht Schwer Sehr schwer PC 0,91 g/m3 1,39 g/m3
  • 22. Temperatur Eigenschaften Gibt an, bei welchen Temperaturen das Material maximal beansprucht werden kann ohne zu Altern, d.h. Festigkeitseigenschaften zu verlieren. Maximale Dauergebrauchstemperatur in °C Sehr schlecht (bis 60°C) Schlecht (bis 70°C) Durchschnittlich (bis 80°C) Gut (bis 95°C) Sehr gut (bis 130 °C) PC 60 °C 130 °C
  • 23. Sehr schlecht (bis 0°C) Schlecht (bis -30°C) Durchschnittlich (bis -40°C) Gut (bis -50°C) Sehr gut (bis -100 °C) Temperatur Eigenschaften Gibt an, bis zu welchen Mindest- Temperaturbereichen das Material beansprucht werden kann ohne Zähigkeit zu verlieren und spröde zu werden. Der Wert ist vor allem relevant bei Schlag-Beanspruchung. Minimale Dauergebrauchstemperatur in °C PC 0 °C -100 °C
  • 24. Elektrische Eigenschaften Misst die Festigkeit von Isoliermaterial gegen Hochspannung. Die Kennzahl gibt die Relation von Spannung und Probenkörperdicke wieder. Durchschlagsfestigkeit in kV 𝑚𝑚 Sehr geringe Durchschlagsfestigkeit Geringe Durchschlagsfestigkeit Mittlere Durchschlagsfestigkeit Hohe Durchschlagsfestigkeit Sehr hohe Durchschlagsfestigkeit PC 0 kV/mm 60 kV/mm
  • 25. Preise Misst die durchschnittlichen Preise pro Monat in €/t oder €/kg im August 2023 in € 𝑡 Sehr günstig Günstig Mittlere Preise Teuer Sehr teuer PC <1.000€/t >5.000€/t Durschnittliches Preis-Niveau
  • 26. 26 Gesamtübersicht der wichtigsten Thermoplaste HD-PE PVC
  • 27. 27 Gesamtübersicht der wichtigsten Thermoplaste PP A-PET
  • 29. 29 Gesamtübersicht der wichtigsten Thermoplaste ABS PMMA
  • 30. Preise Preiskurven der wichtigsten Thermoplaste L5Y (09/2018 bis 09/2023) • Genereller Preistrieb ab September 2020 während Corona- Pandemie und eingeschränkter Logistik (Force Majeure, China) • Seit Mitte 2022 wieder rückläufig • Aber: Bei höherem Langzeit- Preisniveau eingependelt 1,52 €/kg 1,59 €/kg 1,51 €/kg 1,18 €/kg 2,17 €/kg 4,02 €/kg 3,00 €/kg 4,70 €/kg
  • 31. 31 • Prinzipiell haben Biokunststoffe die gleichen Eigenschaften wie herkömmliche Polymere • Häufig sind sie jedoch nicht für Hochleistungsanwendungen geeignet • Der Einsatz von biobasierten Materialien wird durch begrenzte Mengen und Qualitäten eingeschränkt Bio Kunststoffe Eigenschaften & Arten
  • 32. Verpackungsmaterial / Landwirtschaft Bio Kunststoffe • Viele Verpackungsprodukte aus kompostierbaren Biokunststoffen • Schalen für Gemüse, Obst, Eier und Fleisch • Behältern für Getränke und Molkereiprodukte • Kosmetikindustrie Automobilbau • Biobasierte Materialien im Sandwichverfahren: Kern des Bauteils aus biobasiertem Polymer • Darauf Schicht eines herkömmlichen Materials mit höherer Qualität (z.b. Optik, Haptik, Funktionalitäten) Medizin und Pharma • Resorbierbarkeit der Produkte • Nahtmaterialien oder Implantate sollen nach der Nutzung vom Körper abgebaut
  • 34. 34 Compounds Additive Gleitmittel Antiblockmittel Trennmittel Antistatika: Innere & Externe Permanent & Temporär Stabilisatoren: UV, Wärme, Antioxidanten Flammschutzmittel: UL94 Klassifizierung Farbmittel: Absorptionspigmente, Effektpigmente, Color variable Pigmente Flexibilisatoren und Weichmacher: Als Blends oder Copolymer Additive für die Laserbeschriftung: Pigmentierung von schlecht beschriftbaren Kunststoffen Antibakterielle Mittel und Fungizide
  • 35. Compounds Anorganische Füllstoffe & Fasern • Wird durch unvollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen hergestellt • Einfärbung • Leitfähigkeitsruß • Natürliches oder Synsthetisches Calciumcarbonat • Erhöhung der Temperatur- beständigkeit und Oberflächengüte • Ungiftig, Geruchs- und geschmacks- neutral • Hydratisiertes Magnesiumsilikat • PP: Erhöhung des E-Moduls und der Biegefestigkeit • Folien: Als Antiblockmittel • Siegelanwendungen: Reduzierung der Faltenbildung Calciumcarbonat (CaCO3) Talkum • Erhöhen Elastizitätsmodul und senken Schlagzähigkeit • Leitfähigkeit und elektromagnetische Abschirmung • Kurz- und Langfasern • Fasergehalt zwischen 15 und 50 Gew.-% • Mit Glasfasern verstärkte Kunststoffe werden dort eingesetzt, wo hohe Festigkeiten gefordert sind (Beispielsweise im Automobilbau oder der Elektroindustrie) Verstärkungsfasern Glasfasern 35 Ruß
  • 36. Coextrusion ABS/PMMA - Schlagfestigkeit - Härte - Klarheit & Transparenz - chemische Beständigkeit 0 1 ABS/PC - Schlagfestigkeit - Härte - Wärmebeständigkeit - Dimensionsbeständigkeit 0 2 PET/PE - Hohe Klarheit - Barriereeigenschaften Gegen Feuchtigkeit und Sauerstoff Steifigkeit 0 4 PVC/ABS - Schlagfestigkeit - Chemische Beständigkeit 0 5 PP/PS - Schlagfestigkeit - Steifigkeit - Geringes Gewicht - Dimensionsbeständigkeit 0 3
  • 38. Brandschutzklassen DIN EN 13501 (Deutschland) • HB (Horizontal Burn) • V-2 bis V-0 (Vertical Burn): • V2: selbstverlöschend bis spätestens 30 Sekunden • V1: selbstlöschend bis spätestens 30 Sekunden, Nachglimmen max. 30 Sekunden • V0: selbstverlöschend bis spätestens 10 Sekunden, Nachglimmen maximal 30 Sekunden UL94 (weltweit) Je nach Brandverhalten werden Baustoffe in Baustoffklassen eingeteilt. Die UL94 Norm hat sich weltweit zur Einstufung der Flammwidrigkeit und Brandsicherheit von Kunststoffen etabliert
  • 39. IP65 Schutzklassen Schutz gegen Berührung und Fremdkörper Schutz Gegen Wasser IP-Schutzart (IP = Internationel Protection) und Schutzklasse definieren Sicherheitsanforderungen an elektrische Geräte. Definiter inwieweit unerwünschtes Eindringen von Fremdkörpern und Feuchtigkeit in das Gerätinnere unterbunden wird
  • 40. Oberflächenklassen SPI: 4 Klassen und 12 Unterklassen VDI (Deutschland) Die Oberflächen der Kunststoffbauteile werden dabei maschinell oder manuell behandelt, um entsprechende Oberflächenqualitäten zu erreichen … …
  • 41. Lebensmittel Oberflächenklassen • Zahlreiche Regelungen auf verschiedenen Ebenen, die Qualitätsanforderungen für Kunststoffe im direkten Lebensmittelkontakt festlegen Automobilbau • Häufig „Klasse A“ Oberflächen gefragt, besonders bei Kunststoffen, die sich im sichtbaren Bereich des Cockpits befinden Medizin und Pharma • Kein „Goldstandard“ • Anforderungen hängen häufig von Anwendungsbereich ab • GMP-Regulationen sehen vor, dass Oberflächen einfach zu reinigen sein müssen • Sehr glatte Oberflächen möglich (verglichen mit Metallen)
  • 42. Technische Sauberkeit Sauberkeitsanalyse nach VDA19: Zu beachten: Wird über die Schmutzmenge auf der Oberfläche eines Bauteils definiert. Der Zustand der Sauberkeit wird zumeist über das Restschmutzgewicht, sowie Anzahl, Größe und Zusammensetzung der Partikel beschrieben … … • Der Hersteller von Bauteilen muss sicherstellen, dass die technische Sauberkeit der Bauteile den Anforderungen der ISO 16232 entspricht. Dies beinhaltet die Festlegung von Reinigungsverfahren, die Durchführung von internen Kontrollen und die Dokumentation der Sauberkeitsanforderungen • Prüfverfahren: Visuell, Partikelzählung, Partikelgrößenbestimmung, Partkelformanalyse, chemische Analyse
  • 43. 43 Auswahl für Ihr Projekt Eine Guideline für Ihre Material- Selektion 4.
  • 44. 6 Schritte zur Auswahl des idealen Werkstoffs Harte Filter für Ihre Projektanforderungen Zusätzliche Absicherungen MOQ Lieferzeiten Preis-Niveau der Bezugsquelle 1 2 3 4 5 Preise: bottom-up Prinzip 6
  • 45. Elektrische Anforderungen Anforderungs-Profil I Antistatisch: Schutz vor antistatischer Aufladung Schutz vor Chemikalien Schutz vor Umwelt-Einflüssen ESD: Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD Schutz) Öle und Fette Säuren Laugen Alkohol Lösungsmittel UV-stabil Schwer entflammbar Feuchtigkeit
  • 46. Hygiene-Anforderungen Anforderungs-Profil II Weitere Verarbeitung Temperatur-Beständigkeit Verklebungen Verschweißungen Bedruckungen Recyclingfähigkeit xy Abrasionsresistent Partikelfrei Unterverpackt in PE-Beutel
  • 47. Anforderungs-Profil III Mechanische Anforderungen: Die mechanischen Anforderungen an das Bauteil zu verstehen ist elementar, da weiter Zusammenhänge zwischen Temperatur und Eigenschaften wie Spannung, Alterung, Elastizitätsmodul und Schlagzähigkeit bestehen, die zusätzlich Beachtung finden müssen. • Streckspannung • Zugfestigkeit • Reißdehnung • Biegefestigkeit • Schlagzähigkeit • Duktiles vs. Sprödes Bruchverhalten Biegen & Strecken Härte Gleitverschlei ß • Verschleißprozessen bei einer Gleitbewegung kontaktierender Werkstoffe • Kugeldruckhärte: Prüfmethode zur Härteprüfung von Elastomeren (Norm ISO 48) und Unterteilung in Härtegrade • Rockwell- und Shore Härte
  • 48. Zusätzliche Absicherung Material-Datenblätter Einige Anwendungsgebiete und Produkte warden von den immer gleichen Materialien abgedeckt, z.b. PS für Transporttrays Typische Anwendungsfelder Bei recyceltem Material kann keine 100 % Garantie auf die Sortenreinheit des Kunststoffs gewährleistet werden. Daher wird im Falle einer notwendigen Materialzertifikation Neuware verwendet
  • 49. 49 Wichtige Stellschrauben Der Materialbezug ist abhängig von Materialtyp, Menge, Lieferplan und Preisvorstellung
  • 50. Händler 50 Bezug: Hersteller vs. Händler Die wichtigsten Unterschiede Hersteller >500kg Standard- Material >1t Sonder- Material 3-4 Wochen Standard- Material 4-8 Wochen Sonder-Material Preise nach aktuellen Preis- entwicklungen Einzelne Platten oder Rollenmeter sind möglich für Standard- Material 3-5 Tage für die meisten Materialien Preise nach aktuellen Preis- entwicklungen + Aufschlag Sonder-Material auf Prüfung
  • 51. Preise: bottom- up Prinzip 1,50€/kg 1,20€/kg 3,20€/kg 1,05€/kg Bleiben mehrere Ergebnisse zurück, dann selektieren wir nach bottom-up Prinzip: Der günstigste Kunststoff, der alle Anforderungen einhalten kann, wird selektiert
  • 52. 52 Case Study In 6 Schritten zur richtigen Materialselektion 5.
  • 53. 53 Tray für Elektronikbaugruppe Anforderungen Zusätzliche Absicherung: Stellschraube 2: Lieferzeit Stellschraube 1: MOQ Stellschraube 3: Preis-Niveau Beschaffung Preise: Bottom-up • Datenblatt? • Typisches Material für die Anwendung? • 600 x 400 x 50mm • 15.000 Stk. • Mehrweg: Pendelverpackung • Dicke nach unserem Ermessen • 5er Stapel in Karton
  • 54. 54 Tray für Elektronikbaugruppe Anforderungen ESD Antistatisch Abrasionsresistent Max. 50°C Formstabil für 5 Stapel in Kartons
  • 56. 56 Tray für Elektronikbaugruppe Stellschraube 1: MOQ Durch die Rußfüllung des ESD (Additiv), vermutlich bei mind. 1t – muss geprüft werden
  • 57. 57 Tray für Elektronikbaugruppe Stellschraube 2: Lieferzeit Bei Herstellerbezug üblicherweise 6-8 Wochen für Serienmaterial
  • 58. 58 Tray für Elektronikbaugruppe Stellschraube 3: Preis-Niveau Beschaffung Durch relativ hohe Menge und Projekt- Budget für Verpackungs-Materialien definitiv nur über Hersteller möglich
  • 59. 59 Tray für Elektronikbaugruppe Preise: Bottom-up ABS und PS sind die Optionen: Da PS deutlich günstiger ist, fällt die Entscheidung aus PS ESD schwarz 2,5mm
  • 61. Und so läuft das in unserem Konfigurator
  • 62. 62 Ihr Projekt mit formary – jetzt anfragen Alle Vorteile auf einem Blick 6.
  • 63. 63 Individualisierbare Lösungen für all Ihre Vorhaben Warentransport Automatisierung Behältnisse Abdeckungen Inlays Sonstige Anwendungen
  • 64. #
  • 65. 65 formarys breites Lieferantennetzwerk Eine große Auswahl an Materialien 3x 2x 1x 2x 5x 5x 3x 2x 2x 4x
  • 66. 66 formarys breites Lieferantennetzwerk bietet insbesondere 2 große Vorteile „Hat der Lieferant die Kapazität für meine gewünschte Lieferzeit oder Menge?” • Standard-Materialien auf Vorrat • Materialrestbestände, die für Kleinmengen verwendet werden können Großes, dezentrales Materiallager Eigenextrusion • Unabhängig von Markt(folien-)preisen • Kurzfristige Beistellung für schnelle Projekte • Hohe Flexibilität
  • 67. Rücknahme von Material Kreislaufwirtschaft Wir wollen etwas beitragen  Wir bieten die Rücknahme Ihrer ausgedienten Kunststoff- Tiefziehteile als Service an  Das Material geht zurück an den Materiallieferanten, der werkstofflich recyclet  Das Regenerat wird dann in Ihren Produkten wiederverwendet
  • 68. Digitalisierung in der Beschaffung Digitales Frontend Support durch Guides Zugriff auf breiten Maschinenpark Matching des idealen Lieferanten Kostenreduktion in der Beschaffung Übersichtliches Portal Höhere Hersteller- Auslastung Die 7 Stufen im Einkauf von Tiefziehteilen 68 €
  • 69. 69
  • 70. 70 Ansprechpartner Die Personen hinter Ihrem Projekt Vertrieb- und Projektmanager stefan.derndinger@formary.de 07191 95 25 170 Stefan Derndinger Vertrieb- und Projektmanagerin masina.russo@formary.de 07191 9525173 Masina Shirin Russo Vertrieb- und Projektmanager marco.hau@formary.de 07191 9525177 Marco Hau
  • 71. 71 Tiefziehteile einfach gemacht. Mit formary. Jetzt konfigurieren Schnell, effizient und zuverlässig.

Hinweis der Redaktion

  1. dsfdsf
  2. https://www.notion.so/Regenerat-und-Rezyklat-Report-25f9b13726414662b438d4c29d231b0f?pvs=4
  3. https://www.notion.so/Report-Compounds-und-Coextrusion-936ee359a0fa4b399f9c1c0918fd7d5c?pvs=4
  4. https://www.notion.so/Report-Compounds-und-Coextrusion-936ee359a0fa4b399f9c1c0918fd7d5c?pvs=4