Was ist Thermoformen?
Thermoformen bezeichnet verschiedene Verfahren der Kunststofftechnik, bei denen thermoplastische Kunststoffe durch Erwärmung in eine dreidimensionale Form umgeformt werden. Je nach Verfahren erfolgt die Umformung mithilfe von Vakuum, Druckluft oder mechanischer Unterstützung.
Zum Thermoformen zählen verschiedene Verfahren wie das Kunststoff-Tiefziehen, das Druckumformen, das Twin-Sheet-Verfahren oder das Warmbiegen. Welches Verfahren eingesetzt wird, hängt unter anderem von der Bauteilgeometrie, dem Werkstoff sowie den technischen und wirtschaftlichen Anforderungen ab.
Grundsätzlich wird Thermoformen sowohl für Verpackungen als auch für technische Kunststoffbauteile eingesetzt. Während in der Verpackungsindustrie überwiegend Kunststofffolien verarbeitet werden, kommen für technische Kunststoffbauteile meist Kunststoffplatten zum Einsatz. Für diese Anwendungen hat sich insbesondere das Kunststoff-Tiefziehen als wichtigstes Thermoformverfahren etabliert.
Welche Thermoformverfahren gibt es?
Zum Thermoformen gehören verschiedene Verfahren, die sich hinsichtlich Umformtechnik, Materialverhalten und Einsatzgebiet unterscheiden. Zu den wichtigsten Thermoformverfahren für technische Kunststoffbauteile zählen das Kunststoff-Tiefziehen, das Druckumformen und das Twin-Sheet-Verfahren. Welches Verfahren eingesetzt wird, hängt insbesondere von Bauteilgeometrie, Werkstoff und den technischen Anforderungen an das Bauteil ab.
Innerhalb des Thermoformens hat sich das Kunststoff-Tiefziehen als wichtiges Verfahren für die Herstellung technischer Kunststoffbauteile etabliert. Es zählt zu den wichtigsten Thermoformverfahren und eignet sich insbesondere für mittelgroße bis großformatige Bauteile mit hohen Anforderungen an Wirtschaftlichkeit, Gestaltungsfreiheit und Oberflächenqualität.
In der industriellen Praxis werden verschiedene Umformtechniken häufig miteinander kombiniert, um Materialverteilung, Oberflächenqualität und Prozessstabilität gezielt zu beeinflussen.
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Tiefziehen:
Beim Tiefziehen werden erwärmte thermoplastische Kunststoffplatten oder -folien in eine dreidimensionale Form umgeformt. Je nach Verfahren erfolgt die Umformung mithilfe von Vakuum, Druckluft oder mechanischer Unterstützung. Das Kunststoff-Tiefziehen zählt zu den wichtigsten Verfahrensvarianten innerhalb des Thermoformens und wird insbesondere für die Herstellung von technischen Kunststoffteilen und Verpackungen eingesetzt. Das Verfahren eignet sich besonders für mittelgroße bis großformatige technische Kunststoffbauteile. -
Druckumformen:
Beim Druckumformen wird zusätzlich zum Vakuum Druckluft eingesetzt, um das erwärmte Material intensiver an die Werkzeugkontur anzulegen. Dadurch lassen sich höhere Detailgenauigkeiten sowie eine präzisere Abbildung von Oberflächenstrukturen erzielen. Es wird eingesetzt, wenn besonders hohe Detailgenauigkeiten oder hochwertige Oberflächen gefordert sind. -
Twin-Sheet-Verfahren:
Beim Twin-Sheet-Verfahren werden zwei erwärmte Kunststoffplatten gleichzeitig umgeformt und anschließend miteinander verbunden. Dadurch entstehen geschlossene Hohlstrukturen mit hoher Steifigkeit und integrierten Funktionsbereichen. Es eignet sich insbesondere für steife Hohlkörper mit integrierten Funktionsbereichen. -
Vorstrecken (mechanische Unterstützung):
Beim Vorstrecken wird das erwärmte Material mechanisch vorgedehnt, um die Materialverteilung während des Umformprozesses gezielt zu beeinflussen. Diese Technik wird häufig in Kombination mit Vakuum- oder Druckverfahren eingesetzt. Die Technik wird vor allem bei anspruchsvollen Geometrien zur Verbesserung der Materialverteilung eingesetzt. -
Warmbiegen:
Beim Biegeformen wird das Kunststoffhalbzeug lokal erwärmt und gezielt umgeformt, ohne eine vollständige dreidimensionale Umformung durchzuführen. Das Verfahren eignet sich insbesondere für lineare oder teilgeformte Geometrien. Das Verfahren eignet sich für Bauteile mit einfachen linearen Biegungen und teilgeformten Geometrien.
Je nach Verfahren kommen Kunststoffplatten oder Kunststofffolien als Halbzeug zum Einsatz. Welche Materialform geeignet ist, hängt insbesondere von Materialeigenschaften, Geometrie und Umformanforderungen ab.
Wie funktioniert Thermoformen?
Beim Thermoformen werden thermoplastische Kunststoffplatten oder -folien zunächst auf Umformtemperatur erwärmt und anschließend in eine dreidimensionale Form gebracht. Nach der Umformung wird das Thermoformteil kontrolliert abgekühlt und bei Bedarf weiterbearbeitet.
- Erwärmen: Zunächst wird das Kunststoffhalbzeug auf die erforderliche Umformtemperatur erwärmt. In diesem Zustand wird das Material weich und verformbar, ohne in den flüssigen Zustand überzugehen.
- Umformen: Anschließend erfolgt die Umformung im Werkzeug. Je nach Verfahren wird das Material dabei durch Vakuum, Druckluft und/oder mechanische Unterstützung an die Werkzeugkontur angelegt.
- Abkühlen und Weiterbearbeitung: Nach der Umformung wird das Thermoformteil kontrolliert abgekühlt, sodass die gewünschte Geometrie stabil erhalten bleibt. Anschließend kann das Kunststoffteil entnommen und je nach Anwendung weiterbearbeitet werden.
Die Qualität und Eigenschaften der gefertigten Thermoformteile werden maßgeblich durch Materialauswahl, Werkzeugkonzept und Prozessführung beeinflusst. Entscheidend sind unter anderem Temperaturführung, Materialverteilung und Umformverhalten.
Wann ist Thermoformen die richtige Wahl?
Thermoformen eignet sich insbesondere für Kunststoffbauteile mit individuellen Geometrien sowie spezifischen Anforderungen an Oberfläche, Funktion, Stabilität und Gewicht. Das Verfahren bietet große konstruktive Freiheit und ermöglicht die wirtschaftliche Herstellung von Kunststoffbauteilen in unterschiedlichen Größen und Stückzahlen.
Besonders wirtschaftlich ist Thermoformen bei mittelgroßen bis großformatigen Bauteilen sowie bei Projekten, bei denen vergleichsweise geringe Werkzeugkosten, hohe Gestaltungsfreiheit, kurze Entwicklungszeiten oder flexible Produktanpassungen gefragt sind. Je nach Bauteilgeometrie, Werkstoff und Automatisierungsgrad eignet sich Thermoformen für Prototypen, Klein- und Mittelserien sowie – abhängig von den Projektanforderungen – auch für größere Serien.
Thermoformen ist insbesondere die richtige Wahl, wenn:
- mittelgroße bis großformatige Kunststoffbauteile gefertigt werden sollen
- individuelle Geometrien und hochwertige Oberflächen gefordert sind
- wirtschaftliche Werkzeugkosten eine wichtige Rolle spielen
- Varianten oder Produktänderungen flexibel umgesetzt werden müssen
- kurze Entwicklungs- und Umsetzungszeiten gefragt sind
- Kunststoffbauteile vom Prototyp bis zur Serienfertigung wirtschaftlich realisiert werden sollen
Typische Anwendungen reichen von Kunststoffverkleidungen und Gehäusen über Abdeckungen bis hin zu funktionalen Kunststoffbauteilen für den Maschinenbau, Fahrzeugbau, die Medizintechnik, Gebäudetechnik und viele weitere industrielle Einsatzbereiche.
Warum entscheiden sich Unternehmen für Thermoformen?
Die Wahl des geeigneten Fertigungsverfahrens hängt immer von Bauteilgeometrie, technischen Anforderungen, Stückzahl und Wirtschaftlichkeit ab. Thermoformen wird insbesondere dann eingesetzt, wenn technische Kunststoffbauteile wirtschaftlich gefertigt und gleichzeitig flexibel an individuelle Anforderungen angepasst werden sollen. Im Vergleich zu vielen anderen Fertigungsverfahren lassen sich Werkzeuge, Produktvarianten und Entwicklungsänderungen häufig schneller und kostengünstiger umsetzen.
Unternehmen entscheiden sich unter anderem für Thermoformen, weil das Verfahren:
- vergleichsweise geringe Werkzeugkosten ermöglicht
- kurze Entwicklungs- und Umsetzungszeiten unterstützt
- große Gestaltungsfreiheit bei Form und Oberfläche bietet
- Produktanpassungen und Varianten flexibel ermöglicht
- mittelgroße bis großformatige Kunststoffbauteile wirtschaftlich fertigen kann
- eine große Auswahl thermoformbarer Kunststoffe bietet
- hochwertige technische Sichtoberflächen ermöglicht
Für technische Kunststoffbauteile kommt in der industriellen Praxis besonders häufig das Kunststoff-Tiefziehen zum Einsatz.
Welche Kunststoff eignen sich für das Thermoformen?
Für das Thermoformen kommen unterschiedliche thermoplastische Kunststoffe wie ABS, ASA, PMMA, PC, PP oder PE zum Einsatz. Die Auswahl des geeigneten Werkstoffs beeinflusst sowohl das Umformverhalten während des Prozesses als auch die späteren Eigenschaften des fertigen Thermoformteils.
Entscheidend sind unter anderem mechanische Eigenschaften, Temperaturbeständigkeit, chemische Beständigkeit sowie Oberfläche, UV-Beständigkeit oder Witterungsbeständigkeit.
Da sich Thermoplaste hinsichtlich Umformbarkeit, Dehnverhalten und Temperaturfenster unterscheiden, müssen Werkstoff, Bauteilgeometrie, Werkzeugkonzept und Prozessführung optimal aufeinander abgestimmt werden.
Je nach Anforderung kommen unterschiedliche Materialaufbauten, Mehrschichtplatten oder thermoplastische Werkstoffkombinationen zum Einsatz, um die gewünschten Eigenschaften des Kunststoffbauteils zu erreichen.
Eigenschaften wie Dehnfähigkeit und Materialverteilung beeinflussen dabei maßgeblich das Prozessergebnis. Je nach Anforderungen können unterschiedliche Materialaufbauten und thermoplastische Werkstoffkombinationen eingesetzt werden.
Ausführliche Informationen zu geeigneten Kunststoffen für das Thermoformen finden Sie in unserer Werkstoffübersicht.
Alternativen zum Thermoformen
Für die Herstellung technischer Bauteile stehen unterschiedliche Fertigungsverfahren zur Verfügung. Welches Verfahren wirtschaftlich und technisch geeignet ist, hängt insbesondere von Bauteilgeometrie, Werkstoff, Stückzahl sowie den Anforderungen an das fertige Bauteil ab. Neben dem Thermoformen kommen je nach Anwendung beispielsweise Spritzguss, GFK-Verarbeitung oder Verfahren der Metallverarbeitung zum Einsatz.
Thermoformen oder Spritzguss?
Thermoformen und Spritzguss eignen sich für unterschiedliche Projektanforderungen. Thermoformen ist insbesondere bei Prototypen, Klein- und Mittelserien sowie bei mittelgroßen bis großformatigen Kunststoffbauteilen wirtschaftlich. Spritzguss spielt seine Vorteile insbesondere bei hohen Stückzahlen und komplexen, detailreichen Bauteilgeometrien aus, da sich die höheren Werkzeugkosten mit steigender Stückzahl auf viele Bauteile verteilen.
Während beim Spritzguss aufgeschmolzener Kunststoff in ein geschlossenes Werkzeug eingespritzt wird, basiert das Thermoformen auf der Umformung erwärmter Kunststoffplatten oder -folien. Dadurch unterscheiden sich beide Verfahren unter anderem hinsichtlich Werkzeugkonzept, Materialverteilung und Bauteilgeometrie.
Thermoformen oder Metallverarbeitung?
Thermoformen und Metallverarbeitung eignen sich für unterschiedliche Einsatzbereiche. Thermogeformte Kunststoffbauteile bieten insbesondere Vorteile bei geringem Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und hoher Gestaltungsfreiheit. Metall ist häufig die bessere Wahl, wenn sehr hohe mechanische Belastungen, hohe Temperaturen oder besondere Steifigkeitsanforderungen erfüllt werden müssen.
Während beim Thermoformen erwärmte thermoplastische Kunststoffplatten oder -folien umgeformt werden, kommen in der Metallverarbeitung je nach Werkstoff und Bauteil unterschiedliche Fertigungsverfahren wie Tiefziehen, Biegen oder Stanzen zum Einsatz. Dadurch unterscheiden sich die Verfahren unter anderem hinsichtlich Materialeigenschaften, Umformverhalten und konstruktiven Möglichkeiten.
Thermoformen oder GFK?
Thermoformen und GFK-Verfahren eignen sich für unterschiedliche Einsatzbereiche. Thermoformen ist besonders wirtschaftlich für reproduzierbare Bauteile aus thermoplastischen Kunststoffen und eignet sich – abhängig von Bauteilgeometrie und Automatisierungsgrad – für Prototypen, Klein-, Mittel- und auch größere Serien. GFK-Verfahren kommen häufig dann zum Einsatz, wenn besonders hohe Steifigkeit, Festigkeit oder komplexe Faserverbundstrukturen gefordert sind und werden häufig für Einzelstücke sowie kleinere bis mittlere Serien eingesetzt.
Im Unterschied zu GFK-Verfahren erfolgt das Thermoformen durch die Umformung thermoplastischer Kunststoffplatten oder -folien. Die Verfahren unterscheiden sich grundlegend hinsichtlich Werkstoffaufbau, Fertigungsprozess und den resultierenden Bauteileigenschaften.
Typische Anwendungen des Thermoformens
Thermoformen wird zur Herstellung unterschiedlichster Kunststoffteile eingesetzt. Je nach Verfahren, Material und Halbzeug eignet sich das Thermoformen sowohl für technische Anwendungen als auch für Verpackungs- und Designanwendungen.
Typische Einsatzbereiche sind unter anderem Verkleidungen, Gehäuse, Abdeckungen, Verpackungen, Transport- und Funktionsteile sowie mittelgroße und großformatige Thermoformteile mit definierten Oberflächen- und Geometrieanforderungen.
Welche Thermoformverfahren dabei zum Einsatz kommen, hängt unter anderem von der Bauteilgeometrie, dem Werkstoff und den technischen Anforderungen ab. Für technische Kunststoffbauteile wird dabei häufig das Kunststoff-Tiefziehen eingesetzt.
Das Kunststoff-Tiefziehen – zentrales Verfahren für technische Kunststoffbauteile
Nach der Vorstellung der verschiedenen Thermoformverfahren wird deutlich, dass sich je nach Anwendung unterschiedliche Verfahren eignen. Für mittelgroße bis großformatige technische Kunststoffbauteile zählt das Kunststoff-Tiefziehen zu den wichtigsten Thermoformverfahren. Es ermöglicht die wirtschaftliche Herstellung anspruchsvoller Kunststoffbauteile mit vergleichsweise geringen Werkzeugkosten, hoher Gestaltungsfreiheit und hochwertigen Oberflächen.
Im Kunststoff-Tiefziehen werden erwärmte thermoplastische Kunststoffplatten mithilfe von Vakuum – bei Bedarf unterstützt durch Druckluft oder mechanisches Vorstrecken – in oder über ein Werkzeug umgeformt. Das Verfahren eignet sich insbesondere für Prototypen, Klein- und Mittelserien sowie – abhängig von Bauteilgeometrie und Automatisierungsgrad – auch für größere Serien.
Die Hesse Thermoformung GmbH hat sich auf das industrielle Kunststoff-Tiefziehen technischer Kunststoffbauteile spezialisiert. Gemeinsam mit unseren Kunden entwickeln und fertigen wir maßgeschneiderte Lösungen – von der technischen Beratung, Bauteilauslegung und Werkstoffauswahl über die Konstruktion bis zur Serienfertigung.
Beim Kunststoff-Tiefziehen kommen überwiegend extrudierte Kunststoffplatten als Ausgangsmaterial für die Kunststoffbauteile zum Einsatz. Wie diese hergestellt werden und warum ihre Eigenschaften den späteren Tiefziehprozess beeinflussen, erfahren Sie auf unserer Seite zur Extrusion von Kunststoffplatten für das Kunststoff-Tiefziehen.
Mehr über das Kunststoff-Tiefziehen erfahren
Sie möchten prüfen, ob Thermoformen für Ihr Kunststoffbauteil die richtige Lösung ist?
Ob fertige CAD-Konstruktion oder erste Bauteilidee – wir bewerten gemeinsam mit Ihnen Bauteilgeometrie, Material, Stückzahl und technische Anforderungen. Als Spezialist für Kunststoff-Tiefziehen prüfen wir, ob sich Ihr Bauteil wirtschaftlich im Thermoformverfahren fertigen lässt und begleiten Sie bei Bedarf von der Materialauswahl bis zur Serienfertigung.
Sie erreichen uns telefonisch:
+49 2837 96 130 0 per E-Mail oder ganz einfach über unser Kontaktformular.
Thermoformwerkzeuge und Prozessführung
Das Thermoformwerkzeug beeinflusst maßgeblich die Geometrie, Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit eines Thermoformteils. Gemeinsam mit Werkstoff, Bauteilgeometrie und Prozessführung bestimmt es das Umformverhalten sowie die Wirtschaftlichkeit der Fertigung.
Je nach Anwendung kommen unterschiedliche Werkzeugkonzepte und Werkzeugwerkstoffe zum Einsatz. Die Auslegung des Werkzeugs wird individuell auf Bauteil, Stückzahl und technische Anforderungen abgestimmt.
Mehr über Aufbau, Werkzeugkonzepte und Werkstoffauswahl von Tiefziehwerkzeugen erfahren.
Weitere Aspekte des Thermoformens
Die Qualität eines Thermoformteils wird nicht von einem einzelnen Faktor bestimmt, sondern vom Zusammenspiel verschiedener Einflussgrößen. Bauteilgeometrie, Werkstoff, Werkzeug und Prozessführung wirken sich gemeinsam auf Umformverhalten, Wandstärkenverteilung, Maßhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit aus.
Je nach Bauteil und Anwendung werden diese Faktoren individuell aufeinander abgestimmt. Vertiefende Informationen finden Sie auf unseren Fachseiten zu Konstruktion, Werkstoffen und Tiefziehwerkzeugen.
- Entwicklung & Konstruktion: Bauteilgeometrie, Wandstärkenverteilung und fertigungsgerechte Bauteilauslegung.
- Werkstoffe: Thermoplastische Kunststoffe und ihre Eigenschaften für das Thermoformen.
- Tiefziehwerkzeuge: Werkzeugkonzepte, Werkzeugwerkstoffe und Wirtschaftlichkeit.
- Kunststoff-Fräsen: CNC-Bearbeitung, Beschnitt, Bohrungen und präzise Nachbearbeitung von Thermoformteilen.
Sie planen bereits ein technisches Kunststoffbauteil?
Jedes Kunststoffbauteil stellt andere Anforderungen an Bauteilgeometrie, Material, Stückzahl und Fertigungsprozess. Deshalb unterstützen wir Sie genau dort, wo Sie uns benötigen – von der ersten Bauteilidee über die technische Beratung und Entwicklung bis zur wirtschaftlichen Umsetzung im Kunststoff-Tiefziehen. Oder wir fertigen Ihr Kunststoffbauteil zuverlässig nach Ihren vorhandenen CAD-Daten. Sie entscheiden, welche Leistungen Sie in Anspruch nehmen möchten.
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Recycling und Rezyklate im Thermoformen
Im Thermoformen können Rezyklate und Mehrschichtmaterialien eingesetzt werden. Dabei werden recycelte Kunststoffanteile gezielt in thermoplastische Materialaufbauten integriert.
Der Einsatz von Rezyklaten beeinflusst unter anderem Materialeigenschaften, Umformverhalten und Materialaufbau im Thermoformprozess.
Weitere Informationen zu Materialkreisläufen, Mehrschichtaufbauten und Rezyklaten finden Sie auf unserer Seite Kunststoff-Recycling.
Fragen rund ums Thermoformen
Rund um das Thermoformen existieren zahlreiche Fragen und Annahmen, die häufig aus der Verpackungsindustrie oder aus älteren Technologien stammen. In der industriellen Anwendung hat sich das Verfahren jedoch deutlich weiterentwickelt.
Nein. Moderne Thermoformverfahren ermöglichen auch komplexe Geometrien und große Umformtiefen. Durch abgestimmten Prozessführung, geeignete Werkzeugkonzepte und Vorformtechniken lassen unterschiedliche Geometrien sowie eine gezielte Materialverteilung realisieren.
Nein. Neben der Verpackungsindustrie ist Thermoformen heute ein etabliertes Verfahren zur Herstellung technischer Kunststoffbauteile. Typische Anwendungen finden sich im Maschinenbau, Fahrzeugbau, in der Medizintechnik sowie in der Gebäudetechnik.
Nein. Während Folien vor allem im Verpackungsbereich eingesetzt werden, basiert das industrielle Thermoformen technischer Kunststoffbauteile überwiegend auf Kunststoffplatten mit höheren Materialstärken. Diese ermöglichen stabile, langlebige und funktionale Bauteile für technische Anwendungen.
Thermoformen eignet sich besonders für mittelgroße bis großformatige Bauteile. Je nach Anlagentechnik lassen sich im Thermoformen auch großformatige Kunststoffbauteile mit Abmessungen von mehreren Metern wirtschaftlich herstellen.
Bei Hesse Thermoformung können beispielsweise Bauteile bis zu einer Größe von 2750 × 1800 × 800 mm realisiert werden.
Die tatsächlich umsetzbare Größe hängt dabei von Faktoren wie Bauteilgeometrie, Material, Wandstärke und Anforderungen an Stabilität und Maßhaltigkeit ab.
Ja. Thermoformteile werden nach dem Umformen häufig weiterbearbeitet, beispielsweise durch CNC-Fräsen, Bohren, Entgraten oder Beschnitt.
So lassen sich die endgültige Geometrie, präzise Ausschnitte und funktionsrelevante Konturen zuverlässig herstellen. Die nachgelagerte Bearbeitung ist ein wichtiger Bestandteil der Prozesskette und trägt wesentlich zur Maßgenauigkeit und Funktion des Bauteils bei.
Ja, mit der passenden Materialauswahl sind Thermoformteile sehr gut für den Außeneinsatz geeignet. Entscheidend ist, dass der Werkstoff auf UV-Belastung, Witterungseinflüsse und die geforderte Oberflächenbeständigkeit abgestimmt wird.
Häufig werden dafür coextrudierte Materialien mit schützender Deckschicht eingesetzt, beispielsweise auf Basis von PMMA oder ASA. So lassen sich langlebige und optisch hochwertige Bauteile für den Außenbereich realisieren. Typische Anwendungen sind beispielsweise Fahrzeugverkleidungen, Gehäuse, Abdeckungen oder Komponenten für die Gebäude- und Umwelttechnik.
Nein. Thermoformen ist der Oberbegriff für verschiedene Umformverfahren thermoplastischer Kunststoffe. Das Kunststoff-Tiefziehen ist eines dieser Verfahren und wird insbesondere für technische Kunststoffbauteile eingesetzt. Im allgemeinen Sprachgebrauch werden beide Begriffe häufig synonym verwendet, technisch betrachtet bezeichnet das Kunststoff-Tiefziehen jedoch ein konkretes Thermoformverfahren.
Thermoformen bezeichnet den Oberbegriff für verschiedene Verfahren zur Umformung erwärmter thermoplastischer Kunststoffe. Vakuumformen beziehungsweise Vakuumtiefziehen beschreibt die Umformtechnik, bei der das erwärmte Kunststoffhalbzeug mithilfe von Unterdruck an die Werkzeugkontur angelegt wird. Vakuumformen ist damit eine Umformtechnik innerhalb des Thermoformens.
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