`
`0001
`
`EX1009
`
`Yita V. MacNeil
`
`IPR2020-01 140
`
`0001
`
`EX1009
`Yita v. MacNeil
`IPR2020-01140
`
`

`

`James L. Throne
`Understanding Thermoforming
`
`© 2008 Carl Hanser Verlag. All rights reserved.
`No unauthorized disclosure or reproduction; licensed to purchaser only.
`
`0002
`
`

`

`© 2008 Carl Hanser Verlag. All rights reserved.
`No unauthorized disclosure or reproduction; licensed to purchaser only.
`
`0003
`
`

`

`James L. Throne
`
`Understanding
`Thermoforming
`
`2nd Edition
`
`© 2008 Carl Hanser Verlag. All rights reserved.
`No unauthorized disclosure or reproduction; licensed to purchaser only.
`
`0004
`
`

`

`Foreword to the Second Edition
`
`The fi rst edition of this modest work was designed as an introduction and supplement to my
`larger effort, “Technology of Thermoforming”, also published by Hanser. It presented a general
`overview of this rapidly growing fi eld, without extensive details or equations.
`Although the basic elements of thermoforming have not changed in the near-decade since the
`publication of the fi rst edition, the industry is maturing and more details of the inner workings
`of the process are needed. Thermoforming is not just about machinery, molds, plastics, and
`making parts. It is also about process monitoring and control, quality assurance, safety and
`competitiveness with other processes. I’ve made an effort to broaden the work to include many
`of these aspects.
`Two disparate areas for product development have become important recently. Thermoforming
`has been used in transportation for many years, primarily to produce low-volume parts. Truck
`and aircraft interiors and bus and train toilet interiors are examples. The development of
`paint fi lm technology has spurred an interest in thermoformed paint-free exterior panels for
`domestic vehicles. Another developing area is bio-devices. Biotechnology is arguably the most
`rapidly growing science worldwide. Of course, there are many thermoforming applications
`already. A recent development, where 25-micron thick fi lm is thermoformed into 350-micron
`hemispheres as containers for cell cultures, emphasizes microthermoforming.
`The intent of the work has not changed. It remains a primer. I’ve rearranged the chapters to
`focus on the mechanics of the process fi rst, then to consider the nature of the polymers. I’ve
`also added a short chapter on comparing thermoforming – technically and economically – with
`other technologies such as blow molding, rotational molding, and injection molding.
`One caveat, though. In the fi rst edition, there were no equations. In this edition, there are
`equations, but only simple ones, for illustration only.
`
`Jim Throne
`1797 Santa Barbara Drive
`Dunedin, Florida, 34698-3347, USA
`
`© 2008 Carl Hanser Verlag. All rights reserved.
`No unauthorized disclosure or reproduction; licensed to purchaser only.
`
`1374han00.indd V
`
`27.03.2008 11:33:19
`
`0005
`
`

`

`© 2008 Carl Hanser Verlag. All rights reserved.
`No unauthorized disclosure or reproduction; licensed to purchaser only.
`
`1374han00.indd VI
`
`27.03.2008 11:33:19
`
`0006
`
`

`

`(cid:52)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:33)(cid:85)(cid:84)(cid:72)(cid:79)(cid:82)(cid:26)
`Dr. James L. Throne, Sherwood Technologies, Inc., Santa Barbara Drive 1797,
`Dunedin, FL 34698-3347, USA
`
`Distributed in the USA and in Canada by
`Hanser Gardner Publications, Inc.
`6915 Valley Avenue, Cincinnati, Ohio 45244-3029, USA
`Fax: (513) 527-8801
`Phone: (513) 527-8977 or 1-800-950-8977
`www.hansergardner.com
`
`(cid:36)(cid:73)(cid:83)(cid:84)(cid:82)(cid:73)(cid:66)(cid:85)(cid:84)(cid:69)(cid:68)(cid:213)(cid:73)(cid:78)(cid:213)(cid:65)(cid:76)(cid:76)(cid:213)(cid:79)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:82)(cid:213)(cid:67)(cid:79)(cid:85)(cid:78)(cid:84)(cid:82)(cid:73)(cid:69)(cid:83)(cid:213)(cid:66)(cid:89)(cid:213)
`(cid:35)(cid:65)(cid:82)(cid:76)(cid:213)(cid:40)(cid:65)(cid:78)(cid:83)(cid:69)(cid:82)(cid:213)(cid:54)(cid:69)(cid:82)(cid:76)(cid:65)(cid:71)(cid:213)
`(cid:48)(cid:79)(cid:83)(cid:84)(cid:70)(cid:65)(cid:67)(cid:72)(cid:213)(cid:24)(cid:22)(cid:213)(cid:16)(cid:20)(cid:213)(cid:18)(cid:16)(cid:12)(cid:213)(cid:24)(cid:17)(cid:22)(cid:19)(cid:17)(cid:213)(cid:45)(cid:209)(cid:78)(cid:67)(cid:72)(cid:69)(cid:78)(cid:12)(cid:213)(cid:39)(cid:69)(cid:82)(cid:77)(cid:65)(cid:78)(cid:89)(cid:213)
`(cid:38)(cid:65)(cid:88)(cid:26)(cid:213)(cid:11)(cid:20)(cid:25)(cid:213)(cid:8)(cid:24)(cid:25)(cid:9)(cid:213)(cid:25)(cid:24)(cid:213)(cid:20)(cid:24)(cid:213)(cid:16)(cid:25)(cid:213)
`(cid:87)(cid:87)(cid:87)(cid:14)(cid:72)(cid:65)(cid:78)(cid:83)(cid:69)(cid:82)(cid:14)(cid:68)(cid:69)
`
`(cid:52)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:85)(cid:83)(cid:69)(cid:213)(cid:79)(cid:70)(cid:213)(cid:71)(cid:69)(cid:78)(cid:69)(cid:82)(cid:65)(cid:76)(cid:213)(cid:68)(cid:69)(cid:83)(cid:67)(cid:82)(cid:73)(cid:80)(cid:84)(cid:73)(cid:86)(cid:69)(cid:213)(cid:78)(cid:65)(cid:77)(cid:69)(cid:83)(cid:12)(cid:213)(cid:84)(cid:82)(cid:65)(cid:68)(cid:69)(cid:77)(cid:65)(cid:82)(cid:75)(cid:83)(cid:12)(cid:213)(cid:69)(cid:84)(cid:67)(cid:14)(cid:12)(cid:213)(cid:73)(cid:78)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:73)(cid:83)(cid:213)(cid:80)(cid:85)(cid:66)(cid:76)(cid:73)(cid:67)(cid:65)(cid:84)(cid:73)(cid:79)(cid:78)(cid:12)(cid:213)(cid:69)(cid:86)(cid:69)(cid:78)(cid:213)(cid:73)(cid:70)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:70)(cid:79)(cid:82)(cid:77)(cid:69)(cid:82)(cid:213)(cid:65)(cid:82)(cid:69)(cid:213)(cid:78)(cid:79)(cid:84)(cid:213)
`(cid:69)(cid:83)(cid:80)(cid:69)(cid:67)(cid:73)(cid:65)(cid:76)(cid:76)(cid:89)(cid:213)(cid:73)(cid:68)(cid:69)(cid:78)(cid:84)(cid:73)(cid:70)(cid:73)(cid:69)(cid:68)(cid:12)(cid:213)(cid:73)(cid:83)(cid:213)(cid:78)(cid:79)(cid:84)(cid:213)(cid:84)(cid:79)(cid:213)(cid:66)(cid:69)(cid:213)(cid:84)(cid:65)(cid:75)(cid:69)(cid:78)(cid:213)(cid:65)(cid:83)(cid:213)(cid:65)(cid:213)(cid:83)(cid:73)(cid:71)(cid:78)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:65)(cid:84)(cid:213)(cid:83)(cid:85)(cid:67)(cid:72)(cid:213)(cid:78)(cid:65)(cid:77)(cid:69)(cid:83)(cid:12)(cid:213)(cid:65)(cid:83)(cid:213)(cid:85)(cid:78)(cid:68)(cid:69)(cid:82)(cid:83)(cid:84)(cid:79)(cid:79)(cid:68)(cid:213)(cid:66)(cid:89)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:52)(cid:82)(cid:65)(cid:68)(cid:69)(cid:213)(cid:45)(cid:65)(cid:82)(cid:75)(cid:83)(cid:213)(cid:65)(cid:78)(cid:68)(cid:213)
`(cid:45)(cid:69)(cid:82)(cid:67)(cid:72)(cid:65)(cid:78)(cid:68)(cid:73)(cid:83)(cid:69)(cid:213)(cid:45)(cid:65)(cid:82)(cid:75)(cid:83)(cid:213)(cid:33)(cid:67)(cid:84)(cid:12)(cid:213)(cid:77)(cid:65)(cid:89)(cid:213)(cid:65)(cid:67)(cid:67)(cid:79)(cid:82)(cid:68)(cid:73)(cid:78)(cid:71)(cid:76)(cid:89)(cid:213)(cid:66)(cid:69)(cid:213)(cid:85)(cid:83)(cid:69)(cid:68)(cid:213)(cid:70)(cid:82)(cid:69)(cid:69)(cid:76)(cid:89)(cid:213)(cid:66)(cid:89)(cid:213)(cid:65)(cid:78)(cid:89)(cid:79)(cid:78)(cid:69)(cid:14)
`(cid:55)(cid:72)(cid:73)(cid:76)(cid:69)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:65)(cid:68)(cid:86)(cid:73)(cid:67)(cid:69)(cid:213)(cid:65)(cid:78)(cid:68)(cid:213)(cid:73)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:82)(cid:77)(cid:65)(cid:84)(cid:73)(cid:79)(cid:78)(cid:213)(cid:73)(cid:78)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:73)(cid:83)(cid:213)(cid:66)(cid:79)(cid:79)(cid:75)(cid:213)(cid:65)(cid:82)(cid:69)(cid:213)(cid:66)(cid:69)(cid:76)(cid:73)(cid:69)(cid:86)(cid:69)(cid:68)(cid:213)(cid:84)(cid:79)(cid:213)(cid:66)(cid:69)(cid:213)(cid:84)(cid:82)(cid:85)(cid:69)(cid:213)(cid:65)(cid:78)(cid:68)(cid:213)(cid:65)(cid:67)(cid:67)(cid:85)(cid:82)(cid:65)(cid:84)(cid:69)(cid:213)(cid:65)(cid:84)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:68)(cid:65)(cid:84)(cid:69)(cid:213)(cid:79)(cid:70)(cid:213)(cid:71)(cid:79)(cid:73)(cid:78)(cid:71)(cid:213)
`(cid:84)(cid:79)(cid:213)(cid:80)(cid:82)(cid:69)(cid:83)(cid:83)(cid:12)(cid:213)(cid:78)(cid:69)(cid:73)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:82)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:65)(cid:85)(cid:84)(cid:72)(cid:79)(cid:82)(cid:83)(cid:213)(cid:78)(cid:79)(cid:82)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:69)(cid:68)(cid:73)(cid:84)(cid:79)(cid:82)(cid:83)(cid:213)(cid:78)(cid:79)(cid:82)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:80)(cid:85)(cid:66)(cid:76)(cid:73)(cid:83)(cid:72)(cid:69)(cid:82)(cid:213)(cid:67)(cid:65)(cid:78)(cid:213)(cid:65)(cid:67)(cid:67)(cid:69)(cid:80)(cid:84)(cid:213)(cid:65)(cid:78)(cid:89)(cid:213)(cid:76)(cid:69)(cid:71)(cid:65)(cid:76)(cid:213)(cid:82)(cid:69)(cid:83)(cid:80)(cid:79)(cid:78)(cid:83)(cid:73)(cid:66)(cid:73)(cid:76)(cid:73)(cid:84)(cid:89)(cid:213)(cid:70)(cid:79)(cid:82)(cid:213)(cid:65)(cid:78)(cid:89)(cid:213)
`(cid:69)(cid:82)(cid:82)(cid:79)(cid:82)(cid:83)(cid:213)(cid:79)(cid:82)(cid:213)(cid:79)(cid:77)(cid:73)(cid:83)(cid:83)(cid:73)(cid:79)(cid:78)(cid:83)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:65)(cid:84)(cid:213)(cid:77)(cid:65)(cid:89)(cid:213)(cid:66)(cid:69)(cid:213)(cid:77)(cid:65)(cid:68)(cid:69)(cid:14)(cid:213)(cid:52)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:80)(cid:85)(cid:66)(cid:76)(cid:73)(cid:83)(cid:72)(cid:69)(cid:82)(cid:213)(cid:77)(cid:65)(cid:75)(cid:69)(cid:83)(cid:213)(cid:78)(cid:79)(cid:213)(cid:87)(cid:65)(cid:82)(cid:82)(cid:65)(cid:78)(cid:84)(cid:89)(cid:12)(cid:213)(cid:69)(cid:88)(cid:80)(cid:82)(cid:69)(cid:83)(cid:83)(cid:213)(cid:79)(cid:82)(cid:213)(cid:73)(cid:77)(cid:80)(cid:76)(cid:73)(cid:69)(cid:68)(cid:12)(cid:213)(cid:87)(cid:73)(cid:84)(cid:72)(cid:213)(cid:82)(cid:69)(cid:83)(cid:80)(cid:69)(cid:67)(cid:84)(cid:213)
`(cid:84)(cid:79)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:77)(cid:65)(cid:84)(cid:69)(cid:82)(cid:73)(cid:65)(cid:76)(cid:213)(cid:67)(cid:79)(cid:78)(cid:84)(cid:65)(cid:73)(cid:78)(cid:69)(cid:68)(cid:213)(cid:72)(cid:69)(cid:82)(cid:69)(cid:73)(cid:78)(cid:14)
`
`(cid:44)(cid:73)(cid:66)(cid:82)(cid:65)(cid:82)(cid:89)(cid:213)(cid:79)(cid:70)(cid:213)(cid:35)(cid:79)(cid:78)(cid:71)(cid:82)(cid:69)(cid:83)(cid:83)(cid:213)(cid:35)(cid:65)(cid:84)(cid:65)(cid:76)(cid:79)(cid:71)(cid:73)(cid:78)(cid:71)(cid:13)(cid:73)(cid:78)(cid:13)(cid:48)(cid:85)(cid:66)(cid:76)(cid:73)(cid:67)(cid:65)(cid:84)(cid:73)(cid:79)(cid:78)(cid:213)(cid:36)(cid:65)(cid:84)(cid:65)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)
`
`(cid:52)(cid:72)(cid:82)(cid:79)(cid:78)(cid:69)(cid:12)(cid:213)(cid:42)(cid:65)(cid:77)(cid:69)(cid:83)(cid:213)(cid:44)(cid:14)(cid:12)(cid:213)(cid:17)(cid:25)(cid:19)(cid:23)(cid:13)
`(cid:213)(cid:213)(cid:53)(cid:78)(cid:68)(cid:69)(cid:82)(cid:83)(cid:84)(cid:65)(cid:78)(cid:68)(cid:73)(cid:78)(cid:71)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:82)(cid:77)(cid:79)(cid:70)(cid:79)(cid:82)(cid:77)(cid:73)(cid:78)(cid:71)(cid:213)(cid:15)(cid:213)(cid:42)(cid:65)(cid:77)(cid:69)(cid:83)(cid:213)(cid:44)(cid:14)(cid:213)(cid:52)(cid:72)(cid:82)(cid:79)(cid:78)(cid:69)(cid:14)(cid:213)(cid:13)(cid:13)(cid:213)(cid:18)(cid:78)(cid:68)(cid:213)(cid:69)(cid:68)(cid:14)
`(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:80)(cid:14)(cid:213)(cid:67)(cid:77)(cid:14)
`(cid:213)(cid:213)(cid:41)(cid:78)(cid:67)(cid:76)(cid:85)(cid:68)(cid:69)(cid:83)(cid:213)(cid:73)(cid:78)(cid:68)(cid:69)(cid:88)(cid:14)
`(cid:213)(cid:213)(cid:41)(cid:51)(cid:34)(cid:46)(cid:213)(cid:25)(cid:23)(cid:24)(cid:13)(cid:17)(cid:13)(cid:21)(cid:22)(cid:25)(cid:25)(cid:16)(cid:13)(cid:20)(cid:18)(cid:24)(cid:13)(cid:18)
`(cid:213)(cid:17)(cid:14)(cid:213)(cid:213)(cid:52)(cid:72)(cid:69)(cid:82)(cid:77)(cid:79)(cid:70)(cid:79)(cid:82)(cid:77)(cid:73)(cid:78)(cid:71)(cid:14)(cid:213)(cid:18)(cid:14)(cid:213)(cid:213)(cid:52)(cid:72)(cid:69)(cid:82)(cid:77)(cid:79)(cid:80)(cid:76)(cid:65)(cid:83)(cid:84)(cid:73)(cid:67)(cid:83)(cid:14)(cid:213)(cid:213)(cid:41)(cid:14)(cid:213)(cid:52)(cid:73)(cid:84)(cid:76)(cid:69)(cid:14)(cid:213)
`(cid:213)(cid:213)(cid:52)(cid:48)(cid:17)(cid:17)(cid:21)(cid:16)(cid:14)(cid:52)(cid:20)(cid:25)(cid:213)(cid:18)(cid:16)(cid:16)(cid:24)
`(cid:213)(cid:213)(cid:22)(cid:22)(cid:24)(cid:14)(cid:20)(cid:106)(cid:18)(cid:19)(cid:13)(cid:13)(cid:68)(cid:67)(cid:18)(cid:18)
`(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:213)(cid:18)(cid:16)(cid:16)(cid:24)(cid:16)(cid:17)(cid:17)(cid:23)(cid:16)(cid:18)
`
`(cid:34)(cid:73)(cid:66)(cid:76)(cid:73)(cid:79)(cid:71)(cid:82)(cid:65)(cid:70)(cid:73)(cid:83)(cid:67)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:41)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:82)(cid:77)(cid:65)(cid:84)(cid:73)(cid:79)(cid:78)(cid:213)(cid:36)(cid:69)(cid:82)(cid:213)(cid:36)(cid:69)(cid:85)(cid:84)(cid:83)(cid:67)(cid:72)(cid:69)(cid:78)(cid:213)(cid:34)(cid:73)(cid:66)(cid:76)(cid:73)(cid:79)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:75)(cid:213)
`(cid:36)(cid:73)(cid:69)(cid:213)(cid:36)(cid:69)(cid:85)(cid:84)(cid:83)(cid:67)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:34)(cid:73)(cid:66)(cid:76)(cid:73)(cid:79)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:75)(cid:213)(cid:86)(cid:69)(cid:82)(cid:90)(cid:69)(cid:73)(cid:67)(cid:72)(cid:78)(cid:69)(cid:84)(cid:213)(cid:68)(cid:73)(cid:69)(cid:83)(cid:69)(cid:213)(cid:48)(cid:85)(cid:66)(cid:76)(cid:73)(cid:75)(cid:65)(cid:84)(cid:73)(cid:79)(cid:78)(cid:213)(cid:73)(cid:78)(cid:213)(cid:68)(cid:69)(cid:82)(cid:213)(cid:36)(cid:69)(cid:85)(cid:84)(cid:83)(cid:67)(cid:72)(cid:69)(cid:78)(cid:213)(cid:46)(cid:65)(cid:84)(cid:73)(cid:79)(cid:78)(cid:65)(cid:76)(cid:66)(cid:73)(cid:66)(cid:76)(cid:73)(cid:79)(cid:71)(cid:82)(cid:65)(cid:70)(cid:73)(cid:69)(cid:27)(cid:213)
`(cid:68)(cid:69)(cid:84)(cid:65)(cid:73)(cid:76)(cid:76)(cid:73)(cid:69)(cid:82)(cid:84)(cid:69)(cid:213)(cid:66)(cid:73)(cid:66)(cid:76)(cid:73)(cid:79)(cid:71)(cid:82)(cid:65)(cid:70)(cid:73)(cid:83)(cid:67)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:36)(cid:65)(cid:84)(cid:69)(cid:78)(cid:213)(cid:83)(cid:73)(cid:78)(cid:68)(cid:213)(cid:73)(cid:77)(cid:213)(cid:41)(cid:78)(cid:84)(cid:69)(cid:82)(cid:78)(cid:69)(cid:84)(cid:213)(cid:209)(cid:66)(cid:69)(cid:82)(cid:213)(cid:28)(cid:72)(cid:84)(cid:84)(cid:80)(cid:26)(cid:15)(cid:15)(cid:68)(cid:78)(cid:66)(cid:14)(cid:68)(cid:13)(cid:78)(cid:66)(cid:14)(cid:68)(cid:69)(cid:30)(cid:213)(cid:65)(cid:66)(cid:82)(cid:85)(cid:70)(cid:66)(cid:65)(cid:82)(cid:14)
`
`(cid:41)(cid:51)(cid:34)(cid:46)(cid:213)(cid:25)(cid:23)(cid:24)(cid:13)(cid:19)(cid:13)(cid:20)(cid:20)(cid:22)(cid:13)(cid:20)(cid:16)(cid:23)(cid:25)(cid:22)(cid:13)(cid:17)
`
`(cid:33)(cid:76)(cid:76)(cid:213)(cid:82)(cid:73)(cid:71)(cid:72)(cid:84)(cid:83)(cid:213)(cid:82)(cid:69)(cid:83)(cid:69)(cid:82)(cid:86)(cid:69)(cid:68)(cid:14)(cid:213)(cid:46)(cid:79)(cid:213)(cid:80)(cid:65)(cid:82)(cid:84)(cid:213)(cid:79)(cid:70)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:73)(cid:83)(cid:213)(cid:66)(cid:79)(cid:79)(cid:75)(cid:213)(cid:77)(cid:65)(cid:89)(cid:213)(cid:66)(cid:69)(cid:213)(cid:82)(cid:69)(cid:80)(cid:82)(cid:79)(cid:68)(cid:85)(cid:67)(cid:69)(cid:68)(cid:213)(cid:79)(cid:82)(cid:213)(cid:84)(cid:82)(cid:65)(cid:78)(cid:83)(cid:77)(cid:73)(cid:84)(cid:84)(cid:69)(cid:68)(cid:213)(cid:73)(cid:78)(cid:213)(cid:65)(cid:78)(cid:89)(cid:213)(cid:70)(cid:79)(cid:82)(cid:77)(cid:213)(cid:79)(cid:82)(cid:213)(cid:66)(cid:89)(cid:213)(cid:65)(cid:78)(cid:89)(cid:213)(cid:77)(cid:69)(cid:65)(cid:78)(cid:83)(cid:12)(cid:213)
`(cid:69)(cid:76)(cid:69)(cid:67)(cid:84)(cid:82)(cid:79)(cid:78)(cid:73)(cid:67)(cid:213) (cid:79)(cid:82)(cid:213) (cid:77)(cid:69)(cid:67)(cid:72)(cid:65)(cid:78)(cid:73)(cid:67)(cid:65)(cid:76)(cid:12)(cid:213) (cid:73)(cid:78)(cid:67)(cid:76)(cid:85)(cid:68)(cid:73)(cid:78)(cid:71)(cid:213) (cid:80)(cid:72)(cid:79)(cid:84)(cid:79)(cid:67)(cid:79)(cid:80)(cid:89)(cid:73)(cid:78)(cid:71)(cid:213) (cid:79)(cid:82)(cid:213) (cid:66)(cid:89)(cid:213) (cid:65)(cid:78)(cid:89)(cid:213) (cid:73)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:82)(cid:77)(cid:65)(cid:84)(cid:73)(cid:79)(cid:78)(cid:213) (cid:83)(cid:84)(cid:79)(cid:82)(cid:65)(cid:71)(cid:69)(cid:213) (cid:65)(cid:78)(cid:68)(cid:213) (cid:82)(cid:69)(cid:84)(cid:82)(cid:73)(cid:69)(cid:86)(cid:65)(cid:76)(cid:213) (cid:83)(cid:89)(cid:83)(cid:84)(cid:69)(cid:77)(cid:12)(cid:213)
`(cid:87)(cid:73)(cid:84)(cid:72)(cid:79)(cid:85)(cid:84)(cid:213)(cid:80)(cid:69)(cid:82)(cid:77)(cid:73)(cid:83)(cid:83)(cid:73)(cid:79)(cid:78)(cid:213)(cid:73)(cid:78)(cid:213)(cid:87)(cid:73)(cid:82)(cid:84)(cid:73)(cid:78)(cid:71)(cid:213)(cid:70)(cid:82)(cid:79)(cid:77)(cid:213)(cid:84)(cid:72)(cid:69)(cid:213)(cid:80)(cid:85)(cid:66)(cid:76)(cid:73)(cid:83)(cid:72)(cid:69)(cid:82)(cid:14)
`
`(cid:128)(cid:213)(cid:35)(cid:65)(cid:82)(cid:76)(cid:213)(cid:40)(cid:65)(cid:78)(cid:83)(cid:69)(cid:82)(cid:213)(cid:54)(cid:69)(cid:82)(cid:76)(cid:65)(cid:71)(cid:12)(cid:213)(cid:45)(cid:85)(cid:78)(cid:73)(cid:67)(cid:72)(cid:213)(cid:18)(cid:16)(cid:16)(cid:24)(cid:213)
`(cid:48)(cid:82)(cid:79)(cid:68)(cid:85)(cid:67)(cid:84)(cid:73)(cid:79)(cid:78)(cid:213)(cid:45)(cid:65)(cid:78)(cid:65)(cid:71)(cid:69)(cid:77)(cid:69)(cid:78)(cid:84)(cid:26)(cid:213)(cid:51)(cid:84)(cid:69)(cid:70)(cid:70)(cid:69)(cid:78)(cid:213)(cid:42)(cid:203)(cid:82)(cid:71)(cid:213)
`(cid:35)(cid:79)(cid:86)(cid:69)(cid:82)(cid:67)(cid:79)(cid:78)(cid:67)(cid:69)(cid:80)(cid:84)(cid:26)(cid:213)(cid:45)(cid:65)(cid:82)(cid:67)(cid:213)(cid:45)(cid:209)(cid:76)(cid:76)(cid:69)(cid:82)(cid:13)(cid:34)(cid:82)(cid:69)(cid:77)(cid:69)(cid:82)(cid:12)(cid:213)(cid:50)(cid:69)(cid:66)(cid:82)(cid:65)(cid:78)(cid:68)(cid:73)(cid:78)(cid:71)(cid:12)(cid:213)(cid:45)(cid:209)(cid:78)(cid:67)(cid:72)(cid:69)(cid:78)(cid:12)(cid:213)(cid:39)(cid:69)(cid:82)(cid:77)(cid:65)(cid:78)(cid:89)(cid:213)
`(cid:35)(cid:79)(cid:86)(cid:69)(cid:82)(cid:68)(cid:69)(cid:83)(cid:73)(cid:71)(cid:78)(cid:26)(cid:213)(cid:45)(cid:35)(cid:48)(cid:213)(cid:110)(cid:213)(cid:51)(cid:85)(cid:83)(cid:65)(cid:78)(cid:78)(cid:69)(cid:213)(cid:43)(cid:82)(cid:65)(cid:85)(cid:83)(cid:213)(cid:39)(cid:66)(cid:50)(cid:12)(cid:213)(cid:40)(cid:79)(cid:76)(cid:90)(cid:75)(cid:73)(cid:82)(cid:67)(cid:72)(cid:69)(cid:78)(cid:12)(cid:213)(cid:39)(cid:69)(cid:82)(cid:77)(cid:65)(cid:78)(cid:89)
`(cid:52)(cid:89)(cid:80)(cid:69)(cid:83)(cid:69)(cid:84)(cid:26)(cid:213)(cid:45)(cid:65)(cid:78)(cid:85)(cid:69)(cid:76)(cid:65)(cid:213)(cid:52)(cid:82)(cid:69)(cid:73)(cid:78)(cid:68)(cid:76)(cid:12)(cid:213)(cid:44)(cid:65)(cid:65)(cid:66)(cid:69)(cid:82)
`(cid:48)(cid:82)(cid:73)(cid:78)(cid:84)(cid:69)(cid:68)(cid:213)(cid:65)(cid:78)(cid:68)(cid:213)(cid:66)(cid:79)(cid:85)(cid:78)(cid:68)(cid:213)(cid:66)(cid:89)(cid:213)(cid:43)(cid:203)(cid:83)(cid:69)(cid:76)(cid:12)(cid:213)(cid:43)(cid:82)(cid:85)(cid:71)(cid:90)(cid:69)(cid:76)(cid:76)
`(cid:48)(cid:82)(cid:73)(cid:78)(cid:84)(cid:69)(cid:68)(cid:213)(cid:73)(cid:78)(cid:213)(cid:39)(cid:69)(cid:82)(cid:77)(cid:65)(cid:78)(cid:89)
`
`© 2008 Carl Hanser Verlag. All rights reserved.
`No unauthorized disclosure or reproduction; licensed to purchaser only.
`
`0007
`
`

`

`Contents
`
`Foreword to the Second Edition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V
`
`1
`
`Introduction to Thermoforming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
`1.1 Brief History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
`1.2 General Markets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
`1.3 Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
`1.4 General Characteristics of Thermoformed Products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
`
`2 General Forming Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
`2.1 Heating and Bending . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
`2.2 Simple Heating and Stretching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
`2.3 One-Step Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
`2.3.1 Drape Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
`2.3.2 Vacuum Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
`2.3.3
`Free Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
`2.3.4 Non-Uniform Heating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
`2.3.5 Matched Mold Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
`2.4 Other One-Step Forming Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
`2.4.1 Autoclave Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
`2.4.2 Diaphragm Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
`2.5 Two-Step Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
`2.5.1
`Pneumatic Preforming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
`2.5.2
`Plug Assisted or Mechanical Preforming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
`2.5.3
`Pressure Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
`2.5.4 Coining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
`2.6 Three-Step Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
`2.7 Twin-Sheet Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
`2.7.1 Heavy-Gauge Twin-Sheet Forming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
`2.7.2
`Light-Gauge Twin-Sheet Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
`2.8 Contact Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
`2.9 Thermoforming as a Portion of the Overall Manufacturing Process . . . . . . . . . . . . 25
`
`3 Part Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
`3.1 Part Design Philosophy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
`3.1.1 Design Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
`3.1.2
`Project Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
`3.2 Should This Part Be Thermoformed? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
`3.3 General Parameters Affecting Part Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
`3.3.1
`Shrinkage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
`3.4 General Product Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
`3.4.1 Corner versus Chamfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
`
`© 2008 Carl Hanser Verlag. All rights reserved.
`No unauthorized disclosure or reproduction; licensed to purchaser only.
`
`1374han00.indd VII
`
`27.03.2008 11:33:19
`
`0008
`
`

`

`VIII
`
`Contents
`
`3.4.2 Draft Angles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
`3.4.3
`Thermal Expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
`3.4.4 Dimensional Tolerance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
`3.4.5
`Improving Dimensional Tolerance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
`3.5 Part Surface Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
`3.6 Trim Line Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
`3.7 In-Mold Decorating and Labeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
`3.8 Seal Designs on Twin-Sheet Thermoformed Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
`3.9 Some Guidelines to Successful Part Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
`
`4 Machinery for the Thick-Gauge Forming Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
`4.1 Shuttle Press . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
`4.1.1
`Two-Oven Shuttle Press . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
`4.2 Cabinet Press. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
`4.3 Rotary Thermoforming Press . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
`4.4 The Elements of Heavy-Gauge Machinery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
`4.4.1
`Sheet Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
`4.4.2
`Sheet Clamping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
`4.4.3
`Sheet Shuttle or Rotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
`4.4.4 Oven(s) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
`4.4.5
`The Forming Press . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
`4.4.6
`Pneumatic Prestretching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
`4.4.7
`Plug Assist Prestretching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
`4.4.8
`Load/Unload Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
`4.4.9 Vacuum Box and Vacuum System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
`4.4.10 Pressure Box and Pressurization System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
`4.4.11 Condition Monitors and Process Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
`4.4.12 Safety Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
`
`5 Machinery for the Light-Gauge Forming Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
`5.1 Standard Roll-Fed Machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
`5.2 Contact Heater Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
`5.3 Form-Fill-Seal Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
`5.4 Elements of Light-Gauge Machinery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
`5.4.1
`Sheet Take-off or Unwind Station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
`5.4.2
`Pin-Chain and Pin-Chain Rail. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
`5.4.3 Oven(s) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
`5.4.4
`The Forming Press . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
`5.4.5
`Plug Assist Prestretching Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
`5.4.6
`Trim Means . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
`5.4.7
`In-Machine Stacking Means . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
`5.4.8 Vacuum Box and Vacuum System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
`5.4.9
`Pressure Box and Pressurization System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
`5.4.10 Trim or Web Take-up Station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
`5.4.11 Condition Monitors and Process Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
`5.4.12 Safety Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
`
`© 2008 Carl Hanser Verlag. All rights reserved.
`No unauthorized disclosure or reproduction; licensed to purchaser only.
`
`1374han00.indd VIII
`
`27.03.2008 11:33:19
`
`0009
`
`

`

`Contents
`
`IX
`
`6 Machines for Other Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
`6.1 Extrusion-Forming Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
`6.1.1 Advantages of Extrusion-Forming Lines for Heavy-Gauge Forming . . . . 77
`6.1.2 Advantages of Extrusion-Forming Lines for Light-Gauge Forming . . . . . 78
`6.1.3 Disadvantages of Extrusion-Forming Lines for Heavy-Gauge Forming . . 78
`6.1.4 Disadvantages of Extrusion-Forming Lines for Light-Gauge Forming . . . 78
`6.1.5
`Important Extruder Characteristics in In-Line Forming . . . . . . . . . . . . . . . 79
`6.2 Matched Mold Forming Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
`6.2.1
`Foamed Polymer Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
`6.2.2 Composite and Composite Laminate Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
`6.3 Wheel Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
`6.4 Custom Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
`6.5 Twin-Sheet Forming Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
`
`7 Molds and Mold Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
`7.1 Production Mold Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
`7.1.1 Cast Aluminum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
`7.1.2 Machined Aluminum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
`7.1.3 Other Production Mold Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
`7.2 Prototype Mold Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
`7.2.1 Hardwoods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
`7.2.2
`Plaster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
`7.2.3 Medium-Density Fiberboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
`7.2.4
`Syntactic Foam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
`7.2.5
`Thermoset Plastics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
`7.2.6
`Sprayed Metal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
`7.3 Mold Design Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
`7.3.1 Cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .