Kunststoff

Kunststoff & Spritzguss

Beim Spritzgiessen handelt es sich um ein Umformverfahren zur diskontinuierlichen Herstellung von Formteilen, vorzugsweise makromolekularer Formmassen. Diesem Produktionsverfahren kommt bei der Verarbeitung von Kunststoffen, insbesondere den Thermoplasten aber auch den Elastomeren und Duroplasten eine wesentliche Bedeutung zu. Durch den zum grössten Teil automatisierten Prozessablauf beim Spritzgiessen sowie dessen Variabilität ist es möglich, Formteile in nahezu jeder Form und Grösse im Spritzgussverfahren herzustellen. Daneben bietet das Spritzgiessen, insbesondere bei der Herstellung komplizierter Formteile als Massenartikel, weitere signifikante Vorteile.

Spritzgussverfahren und ideale Werkzeugtemperierung –mit Temperierlösungen von Tool-Temp

Vorteile des Spritzgussverfahrens

  • Ohne Zwischenschritt vom Rohstoff zum Fertigteil
  • Keine oder nur geringe Nachbearbeitung des Formteils
  • Vollautomatisierbares Verfahren
  • Hohe Reproduziergenauigkeit der Formteile
  • Individuelle Gestaltung der Oberflächen

Während bei der Verarbeitung von Thermoplasten das Werkzeug in den meisten Fällen gekühlt wird, benötigt die Elastomer- und Duroplast-Verarbeitung eine Beheizung des Werkzeugs. Dies ist zur Härtung bzw. Vulkanisation des eingespritzten Materials unerlässlich. Bei all diesen Fragen unterstützen wir Sie gerne.

Die Prozesse im Spritzgussverfahren
Der Prozess des Spritzgiessens lässt sich in 4 Schritte unterteilen:

  • Schritt 1: Plastifizieren und Dosieren
  • Schritt 2: Einspritzen
  • Schritt 3: Nachdrücken und Abkühlen
  • Schritt 4: Entformen und Auswerfen

Kunststoffspritzguss - ideale Produktionsbedingungen mit Tool-Temp

Die Werkzeugtemperatur gehört zu den wichtigsten Einflussgrössen beim Spritzgiessen. Sie beeinflusst über die Kühlzeit die Wirtschaftlichkeit der Fertigung und die Formteilqualität ist von der Kristallinität und der eingefrorenen Spannung abhängig.  Massgebend wie schnell nach dem Einspritzen die mit der Schnecke eingebrachte Wärme abgeführt werden kann, ist die Werkzeugoberflächentemperatur. Die Werkzeugtemperierung ist erforderlich, um das Werkzeug zum Produktionsbeginn aufzuheizen und die gewünschte Werkzeugtemperatur einhalten zu können. Ist ein Werkzeugbereich besser gekühlt als ein anderer, kühlt das Formteil dort schneller ab. Dies führt zu örtlich erhöhter Eigenspannung, einem unterschiedlichen Schwindungsverhalten des Formteils und Verzug nach der Entnahme. Die Masshaltigkeit speziell komplexer Bauteile ist somit negativ beeinträchtigt.

Die Konstruktion der Werkzeugform sowie die Geometrie und die Anordnung der Kühlbohrungen sind die Voraussetzungen für hochwertige Formteile und eine gleichmässige Kühlung der Werkzeugoberfläche. Bei grösseren Werkzeugen empfiehlt es sich, die Temperierung in mehrere Kreisläufe aufzuteilen, damit sich das Kühlmittel nicht zu stark erwärmt.

Die Art des Kunststoffes entscheidet über die optimale Werkzeugoberflächentemperatur. Für eine sichere Produktion sind alle Tool-Temp Temperiergeräte mit elektronischen Durchflusssensoren ausgestattet. Die Mediumzirkulation wird somit permanent überwacht und alarmiert bei einer Blockade oder einem plötzlichen Zirkulationsabfall. Die Regelung des Mediums erfolgt über im Gerät angebrachte Temperaturfühler. Für Präzisionsteile lassen sich im Kühlwasser-
zulauf und -rücklauf weitere Fühler anbringen und auf die Zulauftemperatur regeln. Die Regeleinheit gibt bei einer Temperaturabweichung von Soll- zu Ist-Temperatur einen Alarm aus. Für eine konstante Temperiereigenschaft sind alle Temperiergeräte von Tool-Temp mit einem Prozesswasserfilter ausgestattet. Dieser verhindert Ablagerungen im Kreislauf, welche den Wärmeübergang und damit die Formteilqualität beeinträchtigen.

  • Hochwertige Designoberflächen
    Durch punktgenaue Temperierung, dort wo die Bindenaht entstehen würde, wird der Kunststofffluss an der problematischen Stelle optimiert. Dadurch fliesst der Kunststoff ineinander und verbindet sich ohne optisch sichtbare Bindenahtkerbe. Wir stimmen unsere Temperier Losung individuell auf Ihre Spritzgussanwendung und Ihr Werkzeug ab.
  • Partielle Optimierung der Abformung
    Um partiell eine optimierte Abformung zu realisieren, muss die Werkzeugwandtemperatur erhöht werden. Dies lässt sich durch unsere sehr reaktiven Heiz- und Kühlsysteme der Tool-Temp Druckwasserbaureihe erwirken.
  • Verbesserte Zykluszeiten
    Die kühlleistungsstarken Temperier Systeme mit Wasser bis 90°C, respektive Druckwasser bis 160°C, ermöglichen kurze Zykluszeiten und eine einwandfreie Teilequalität.
  • Schnelles Return on Investment sowie einfach im Unterhalt
    Wir verbauen nur hochwertige Materialien und garantieren durch effiziente Serienfertigung Temperier Lösungen zu einem unschlagbaren Preis. Alle unsere Produkte werden in der Schweiz produziert und entwickelt. Verlässliche Lieferketten garantieren wir ihnen zu jeder Zeit. Tool-Temp Temperiergeräte zeichnen sich durch ein hohes Mass an Servicefreundlichkeit aus. Wir garantieren eine weltweit permanente Ersatzteilverfügbarkeit. Dies gestaltet den Unterhalt der Geräte denkbar einfach und sehr kostengünstig.

Zunächst wird der zu spritzende thermoplastische Kunststoff in Form eines Granulats oder Pulvers über einen Trichter in eine rotierende Schnecke eingefüllt. Darin wird das Granulat durch die Rotation in Richtung Schneckenspitze gefördert. Durch die Reibung der rotierenden Förderschnecke und die gleichzeitige Erwärmung schmilz das Granulat in der Spritzeinheit. Im weiteren Prozessverlauf staut sich die Kunststoffschmelze an der Schneckenspitze, wo sich die Auslassdüse befindet, welche zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist. Hierbei entsteht Druck auf die Schnecke.

Der geschmolzene Kunststoff wird unter hohem Druck durch eine Düse in die Angusskanäle des Werkzeuges gepresst und die Kavität füllt sich. Bei diesem Vorgang entstehen Drücke zwischen 500 und 2’000 bar, mit deren Hilfe wird die Schmelze durch die Düse sowie den Anguss, bzw. das Angusssystem, des Werkzeugs in dessen Hohlraum gedrückt.

Die nächsten Schritte im Spritzgiessprozess sind das Nachdrücken und das Abkühlen. Das Werkzeug ist mit 20 bis 120°C deutlich kühler als die Schmelze mit 200 bis 300°C. Daher kühlt die Schmelze in der Form ab und erstarrt schliesslich am Gefrierpunkt der Masse. Beim Abkühlen findet eine Volumenschwindung statt, welche sich nachteilig, sowohl auf die Masshaltigkeit als auch auf die Oberflächenstruktur und -qualität, des Werkstücks auswirkt. Dieser Schwindung wird durch Nachdrücken des flüssigen Kunststoffes entgegengewirkt. Ist das Nachdrücken beendet, wird die Düse des Schneckenzylinders geschlossen und es kann darin mit der Dosierung und Plastifizierung der Masse für das nächste Werkstück begonnen werden. Währenddessen kühlt das Material in der Form weiter ab, und zwar solange, bis der flüssige Kern des Formteils, die sogenannte Seele, erstarrt ist. Dann ist in den meisten Fällen eine für das Entformen des Werkstücks ausreichende Steifigkeit des Kunststoffs erreicht.

Die Auswerferseite des Werkzeugs wird geöffnet und Stifte dringen in die Kavität des Werkzeugs ein, um das Formteil aus der Form zu drücken. Der Anguss muss bei nahezu allen Formteilen entfernt werden. Dies geschieht entweder durch einen separaten Bearbeitungsschritt oder automatisch beim Entformen. Für angussloses Spritzen muss mit einem Heisskanalsystem gearbeitet werden. Nach Beendigung der Entformung schliesst das Werkzeug und der Prozess beginnt von vorn.

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