Blasformen: Technologieübersicht

In diesem Artikel sprechen wir darüber, was das Blasformen ist, seine Haupttypen, wie es funktioniert und welche Vorteile es bietet. Wir sehen uns außerdem an, wie es in verschiedenen Branchen eingesetzt wird, vergleichen es mit anderen Verfahren und betrachten, warum es so wichtig in der Kunststoffindustrie ist.
Plastic bottle blow moulding machine

Das Blasformen ist ein Dreh- und Angelpunkt in der Herstellung einer Vielzahl von Produkten, die von normalen Flaschen bis hin zu spezialisierten Teilen für noch speziellere Branchen reichen. Mit dem Voranschreiten der Technik und dem wachsenden Druck zur Nachhaltigkeit, ist dieses Herstellungsverfahren dazu bereit ein Trendsetter zu werden. Seine Relevanz liegt in der Anpassbarkeit und dem Versprechen eine tragende Rolle zu spielen, sowohl heute als auch in der Zukunft.

Das Blasformverfahren ist besonders beliegt für die Herstellung großer Mengen von dünnwandigen Kunststoffprodukten, die alltägliche Flaschen sein können, oder Schutzhüllen für Konsumgüter.

Was ist das Blasformen?

Das Blasformen zeichnet sich als vorherrschendes Verfahren im weiten Feld der Kunststoffherstellungsverfahren aus. Die Hauptfunktion dieses Verfahrens? Hohle Kunststoffgegenstände herstellen.

Das Verfahren ist dabei recht einfach: ein extrudierter Kunststoffschlauch wird aufgebläht und nimmt dabei die genaue Form einer vordefinierten Hohlform an. Obowhl verschiedene Thermoplaste und duroplastische Polymere für dieses Verfahren geeignet sind, ist es das HDPE, hochdichtes Polyethylen, das sich als die bevorzugte Wahl für die praktische Anwendung in diesem Gebiet erwiesen hat.

Dabei gibt es zwei Haupttypen des Blasformens: das Einspritzen und das Extrudieren. Beide haben ihre ganz individuellen Anwendungsbereiche und teilen sich dabei einige großartige Vorteile, wie dass man Teile mit komplizierten Formen fertigen kann, dazu die schnelle Produktionsgeschwindigkeit und die wirtschaftlichen Ausgaben für den Werkzeugbau.

Wie funktioniert das Blasformen?

Das Blasformen, eine wichtige Methode in der Kunststoffverarbeitung, formt nahtlos ein Rohr oder einen Schlauch aus Polymer in ein hohles Objekt um. Dieser einerseits komplexe und doch sehr effiziente Prozess kann in vier zentrale Stufen eingeteilt werden. Lassen Sie uns jetzt in jede dieser Stufen eintauchen und die Feinheiten der Blasformmaschine und ihres Betriebs enthüllen.

Metal mould for plastic bottles
Metallform für Plastikflaschen und eine Blasdüse einer Blasmaschine.

Schritt 1 – Materialauswahl und Vorbereitung

Bevor das Blasformverfahren gestartet wird, dreht sich der erste Schritt um die Auswahl eines passenden Polymers. Dieses Polymer dient immerhin als Grundlage für das Endprodukt.

Es ist da bei entscheidend, die Qualität und Kompatibilität mit dem beabsichtigten Verwendungszweck sicherzustellen. Sobald das Material erst einmal ausgewählt ist, durchläuft es ein Vorbereitungsverfahren, das es für die nachfolgenden Stufen vorbereitet.

Schritt 2 – Formung des Vorformlings oder Blasrohlings

Nach der Vorbereitung des Materials, wird das Polymer erhitzt, bis es in einen formbaren Zustand übergeht. Dieses erhitzte Polymer wird dann so geformt, dass ein Rohr mit geschlossenem Ende entsteht. Dies wird üblicherweise als Vorformling oder Blasrohling bezeichnet.

Dieses dicke Rohr bzw. der Schlauch bildet die Ausgangsform und somit die Grundstruktur, die in der Blasformmaschine anschließend modifiziert wird, um das endgültige Design zu erreichen.

Schritt 3 – Blasverfahren

Mit dem Vorformling, der fest zwischen zwei Hohlformhälften gehalten wird, entsteht nun die wahre Magie. In die Vorform wird nämlich schnell Druckluft eingeblasen. Dies bewirkt, dass sich das Rohr aufbläht, und sich somit an den Konturen der Form ausrichtet. Die gewünschte Form wird dabei durch die Feinheiten des Designs der Form ausgearbeitet.

Schritt 4 – Abkühlen und Auswerfen

Sobald das aufgeblasene Polymer fest in der Hohlform sitzt, wird der Abkühlungsprozess fortgesetzt. In dieser Stufe führt ein Kernstab eingeführt, der dabei helfen soll, dass die gewünschte Form erhalten bleibt. Der Kernstab hilft dabei, die Temperatur zu regulieren, und stellt sicher, dass die neu erzeugte Form ohne Verzerrungen aushärtet.

Nach dem Erreichen des optimalen Auskühlungszustands wird das Produkt sanft aus der Blasformmaschine ausgeworfen. Den letzten Schliff erhalten die Produkte durch das Entfernen von überschüssigem Kunststoff, insbesondere in den Bereichen, in denen die Druckluft eingespritzt wurde. Dieser Veredelungsschritt stellt sicher, dass man ein veredeltes und hochwertiges Endprodukt erhält.

Arten des Blasformens

Das Blasformen ist ein Schlüsselverfahren in der Herstellung von Kunststoffprodukten und es gibt es in verschiedenen Arten.

Spritzblasformen

Das Spritzblasformen verbindet die Konzepte des traditionellen Spritzgusses mit dem Blasformen. Die Reise beginnt dabei mit geschmolzenem Kunststoff, der in einen Metallstab mit einer Gussform eingespritzt wird, und so den temporären Blkasrohling erzeugt.

Danach wird der Blasrohling zusammen mit dem Stab in eine andere Gußform eingeführt, die der Form des Endprodukts entspricht. Auch hier formt eingespritzte Druckluft die Vorform so, dass sie die Hohlform widerspiegelt.

Bei dieser Methode, die insbesondere um den Hals eines Endprodukts eine höhere Präzision bietet, werden Materialien wie HDPE, PET, PP und Nylon eingesetzt. Sie ist bekannt dafür sowohl Getränkebehälter als auch komplexe Lagertanks zu fertigen.

Injection blow moulding process
Spritzblasverfahren

Extrusionsblasformen

Im Unterschied zu seinem Spritzgussgegenstück dreht sich bei dieser Art des Verfahrens alles um das Extrudieren des hohlen Vorformlings. Nachdem ein Ende versiegelt wurde, wird dem Vorformling durch das Einblasen von Druckluft Leben eingehaucht, wodurch dieser sich an die Kontoren der Hohlform anpasst.

Nach dem Formen wird das Produkt abgekühlt und ausgeworfen. Das Verfahren wird dabei noch einmal in kontinuierliches und intermittierendes Extrusionsblasformen unterteilt. Davon hat wiederum jedes einzigartige Eigenschaften.

Zu den üblicherweise hergestellten Produkten gehören Wasserflaschen, Automobilteile und Gartengeräte. Nennenswerte Materialien beinhalten HDPE, PP und Nylon.

Extrusion blow moulding process
Extrusionsblasformverfahren

Streckblasformenen

Dieses Verfahren wird oft als Teil des Spritzblasformens gesehen, enthält aber einen zusätzlichen Verfahrensschritt: Das Strecken. Nach der Erzeugung des Vorformlings streckt ein Stab diesen in vordefinierte Abmessungen, bevor das Aufblasen den Prozess wie sonst auch beendet.

Durch diese Streckung verbessert sich die mechanische Robustheit des Produkts. Ganz egal, ob sie in einem einstufigen oder zweistufigen Prozess eingesetzt werden, finden sich oft Materialien wie HDPE, PP, ABS und Nylon als Rohstoff im Streckblasformen wieder.

Stretch blow moulding process
Streckblasformverfahren

Vorteile des Blasformens

Das Blasformen hat sich über die Jahre hinweg eine einzigartige Nische in der Welt der Fertigungsverfahren geschaffen. Neben der sofortigen Sichtbarkeit des Endprodukts sind es die grundlegenden Vorteile des Verfahrens, die es herausstechen lassen. Wobei diese bei näherer Betrachtung in drei Kernvorteile zu trennen sind, die den Wert für die moderne Fertigung festlegen:

  • Hocheffiziente Produktion: Das Blasformen ist dann der Spitzenreiter, wenn es primär um Volumen und Produktionsgeschwindigkeit geht. Schnell auf die Herstellung großer Mengen zugeschnitten, bewirkt seine automatisierte Natur, dass der Bedarf für menschliche Eingriffe minimiert wird. Im Gegensatz zum Spritzguss, der für hohle Teile mehrere Verfahren und besondere Einrichtungen benötigt, kann das Blasformen rohe Kunststoffpellets direkt und nahtlos in fertige Endprodukte verwandeln.
  • Designvielfalt: Ein viel zu oft unterschätzter Vorteil des Blasformens ist seine Anpassbarkeit an das Formen komplizierter geometischer Designs. Woran das reguläre Spritzgussverfahren oft scheitert, wenn es um hohle Werkstücke wie Flaschen geht, die jenseits der Einschränkung der Spritzgusswerkzeuge liegen. Das Blasformen hingegen formt, insbesondere durch seine individuell anpassbaren Kapazitäten, beinahe mühelos solche Dinge. Selbst wenn ihre Form sehr komplex ist, was nur die unglaubliche Designvielfalt zeigt.
  • Wirtschaftlicher Werkzeugbau: In der Fertigung zeigen sich oft die Kosten als entscheidender Faktor in der Fertigung. Hier glänzt das Blasformen mit seinen kostengünstigen Werkzeugen, insbesondere im Extrusionsblasformen. Die geringeren Drücke, die man im Blasformverfahren einsetzt, schlagen sich direkt als geringere Kosten für die Werkzeuge im Vergleich zu traditionellen Methoden nieder. Dieser Kostenvorteil, der selbst in der großvolumigen Fertigung greift, hebt das Blasformen als bevorzugte Wahl für Produzenten hervor, bietet es doch die Bezahlbarkeit ohne die Einschränkung der Qualität.
Plastic bottles with blow moulding
Großserienfertigung von Kunststoffflaschen mit Blasformen

Grenzen und Herausforderungen des Blasformens

Während das Blasformen wirklich viele Vorteile bietet, so ist es doch essenziell, das Verfahren mit dem nötigen Verständnis zu betrachten. Das schließt seine Grenzen und Herausforderungen mit ein. Es gibt nämlich einige wenige Bereiche, in denen dem Blasformen potenzielle Hindernisse im Weg stehen.

  • Bedenken hinsichtlich der Materialverschwendung: Das Blasformverfahren erzeugt im Prozess der Herstellung von Kunststoffgegenständen manchmal überschüssiges Material. Insbesondere in Form von Graten und Beschnitt. Diese Überschüsse tragen, wenn sie nicht recycelt oder umgenutzt werden, zur Materialverschwendung bei. Das ist ein Aspekt, den die Hersteller aber geschickt umgehen können, indem sie die effiziente Nutzung des Materials ebenso angehen, wie die Minimierung unnötiger Abfälle.
  • Einschränkungen bei der Materialauswahl: Während das Blasformen mit einer Reihe von Thermoplasten und duroplastischen Polymeren kompatibel ist, sind nicht alle Materialien gleichermaßen geeignet. Bestimmte Polymere bieten möglicherweise nicht die gewünschte Oberfläche oder Festigkeit, insbesondere bei der Herstellung von Produkten mit spezifischen Anforderungen. Solcherlei Einschränkungen können manchmal die Designflexibilität einschränken oder eine Umstellung auf alternative Fertigungstechniken erforderlich machen.
  • Ausrüstungsaufwand und Instandhaltung: Die anspruchsvolle Natur von Blasformmaschinen erfordert erhebliche Kapitalinvestitionen. Diese Maschinen, die mit komplizierten Komponenten ausgestattet sind, müssen regelmäßig gewartet werden, um eine gleichbleibende Leistung und Produktqualität zu gewährleisten. Darüber hinaus kann sich ein Austausch oder eine Reparatur bei Fehlfunktionen oder Verschleiß eines Teils als kostspielig erweisen, was sich auf die Gesamtbetriebskosten auswirkt.

Wofür wird Blasformen verwendet?

Das Blasformen hat eine breit gefächerte Anwendung in den unterschiedlichsten Sektoren gefunden. Seine Vielfalt bei der Herstellung einer Vielzahl von Produkten macht es zu einer bevorzugten Option für viele Hersteller. Deshalb jetzt noch ein genauerer Blick auf einige der Schlüsselbereiche in verschiedenen Branchen.

  • Lebensmittel- und Getränkesektor: Ohne Zweifel ist die Getränke- und Lebensmittelindustrie der prominenteste Nutznießer des Blasformens. Essenzielle Objekte, wie Kunststoffflaschen, Milchkrüge und eine Palette aus Lebensmittelbehältern werden mit diesem Verfahren gefertigt. Die Produkte, denen man oft im Alltag begegnet, unterstreichen die kritische Rolle, die das Blasformen in der Verpackungsindustrie hat.
  • Pharmazeutischer Bereich: Sicherheit und Hygiene sind in der Pharmaindustrie von größter Bedeutung, und das Blasformen ist dafür ein verlässlicher Verbündeter. In der Branche wird das Verfahren für die Herstellung von Tablettendosen weitreichend eingesetzt, und damit sichergestellt, dass Medikamente sicher sind und nicht kontaminiert werden.
  • Automobilindustriey: Fahrzeuge bestehen aus einer Komplexen Vielfalt an Teilen, von denen viele durch Blasformen gefertigt werden. Von Flüssigkeitsbehälten über Schutzbleche bis hin zu Luftkanälen sorgt dieses Fertigungsverfahren für Haltbarkeit und Präzision. Darüber hinaus werden auch Behälter für Motoröl und andere Betriebsflüssigkeiten für Autos in der Regel über das Blasformen gefertigt.
  • Kosmetik- und Körperpflegesektor: Die Kosmetikindustrie schätzt das Blasformen ebenso. Essenzielle Dinge wie Flaschen für Shampoos und Lotionen, aber auch Gehäuse von Schönheitsprodukten werden mit diesem Verfahren hergestellt. Dies stellt sicher, dass nicht nur die Funktionalität, sondern auch die Ästhetik mit der Markenidentität übereinstimmt.
  • Abfallwirtschaft und Lagerung: Neben der glanzvollen Welt der Kosmetik und dem Nutzen der Automobile, erfüllt das Blasformen auch noch ganz praktische Bedürfnisse. Man nutzt es nämlich auch in der Herstellung von robusten Abfalltonnen, verschiedenen Lagerbehältern und sogar großen Fässern, was nur wieder die Anpassbarkeit offensichtlich macht.
Blow moulded bottles
Blasgeformte Flaschen für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Blasformen vs. Spritzgießen

Das Blasformen ist zwar an sich auch berühmt, findet sich aber immer wieder mit dem Vergleich zum Spritzguss konfrontiert, dem anderen Gusserfahren. Deshalb ist es wichtig, die einzigartigen Attribute beider Verfahren nicht nur zu entdecken, sondern sie auch zu verstehen und zu wissen, wann welches Verfahren besser geeignet ist als das andere.

Attribute Blasformen Spritzguss
Designflexibilität • Ideal für hohle, behälterartige Formen
• Beschränkt auf einfache Formen und dünne Wände
• Hohe Designflexibilität für komplexe Formen
• Unterstützt komplizierte Details und mehrere Materialschichten
Kosten und Effizienz • Geringere Werkzeug- und Ausrüstungskosten
• Schnellere Produktion für große Stückzahlen
• Effizient für die Massenproduktion einfacher Teile
• Höhere anfängliche Werkzeugkosten
• Kostengünstiger für komplizierte, hochpräzise Teile
• Sowohl für kleine als auch für große Serien geeignet
Präzision und Finish • Dickere Wände und weniger genaue Details
• Die Oberflächenbeschaffenheit kann für einige Anwendungen rau sein
• Bietet außergewöhnliche Präzision und komplizierte Details
• Glatte, hochwertige Oberflächenbeschaffenheit
• Bevorzugt für Teile, bei denen Präzision und Ästhetik wichtig sind

Die Produktion der Teile bei Xometry in Auftrag geben

Als Fazit kann das Blasformen als vielseitiges und effizientes Fertigungsverfahren betrachtet werden, das genau die Ansprüche bedient, die sich in Branchen wie der Medizin, dem Automobilbau, der Luft- und Raumfahrt, dem Maschinenbau, der Robotik und der Lebensmittelindustrie ergeben. Die Möglichkeit, mit dem Blasformen komplizierte und dennoch präzise hohle Formen zu erschaffen ist der Beweis für die Möglichkeiten, die dieses Verfahren bietet.

Für Unternehmen, die nach verlässlichen Lösungen im Bereich mittlerer bis hoher Stückzahlen suchen, bietet Xometry Blasformungsdienstleistungen, die technisches Know-how mit modernster Technik verbinden.

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