Spritzgusswerkzeuge 1

Werkzeug Schließen

• Schließkraft

Füllen

• Füllstrom

• Fülldruck

• Füllzeit

Nachdruck

• Nachdruck

• Nachdruckzeit

Spritzeinheit zurückfahren

• Druckumschaltpunkt (Zeitpunkt und Druckhöhe)

Dosieren

• Schmelztemperatur

• Dynamischer Druck

• Plastifiziervolumen

Kühlen

• Werkzeugtemperatur

• Kühlzeit

• Thermoplast-Spritzgießwerkzeug

• Duroplast-Spritzgießwerkzeug

• Elastomer-Spritzgießwerkzeug

• Entformungssystem und Bewegungsübertragung

• Führung und Zentrierung

• Angußsystem

• Temperiersystem

• Maschinen- und Kraftaufnahme

• Formnest

• Normalwerkzeug

• Abstreifwerkzeug

• Schieberwerkzewug

• Backenwerkzeug

• Abschraubwerkzeug

• Abreisswerkzeug

• Etagenwerkzeug

• Einfachste Bauform “normale” Ausführung

• eine Trennebene

• Öffnungsbewegung in eine Richtung

• Entformung hauptsächlich durch Schwerkraft

• Ausdrückstifte

• Ausdrückhülse

• eine Trennebene

• Öffnungsbewegung in Hauptrichtung und quer dazu durch auf Schrägstiften geführte Schieber

• Wie Normalwerkzeug

• jedoch Entformung durch Abstreifplatte

• Eine Trennebene

• Öffnungsbewegung in Hauptrichtung und quer dazu auf schräger Ebene geführte Backen

• Backen können Seitenkräfte aufnehmen

  
  

• Mechanische Einleitung von Drehbwewgung zur automatischen Gewindeentformung

• Zwei Trennebenen zur getrennten Entformung von Anguss und Formteil, die voneinander abgerissen werden

• Öffnungdbewegung in eine Richtung in zwei Phasen

Formteile etagenweise in mehreren Trennebenen angeordnet

• Zwei Trennebenen

• kein konventionelles Angusssystem

• sondern Kanäle mit größerem Querschnitt, damit sich eine “plastische Seele” innerhalb einer erstarrten Haut bilden kann

• Elektrisch beheizte Verteilerkanäle

• für spezielle Formteile mit besonderer Anforderungen

• die eine “einfache” Lösung unmöglich machen

• Anzahl der Trennebenen

• Art der Entformung

• Art der Angusstemperierung

• Art der Kraftaufnahme

• Schussvolumen

• Plastifizierleistung

• Zuhaltekraft der Schließeinheit

• Öffnungshub der Maschine

• Mavimale Aufspannfläche

• Maximaler Spritzdruck

Formnester sind zum zentralen Angusskegel so anzuordnen, dass

• Alle Formnester gleichzeitig mit Schmelze gleicher Temperatur geüllt werden

• Die Fließwege möglichst kurz sind —> gerinder Abfall durch Angussvolumen

• Der Abstand der Formnester so groß ist, dass Kühlkanäle und Auswerferstifte untergebracht werden können und ausreichende Wandquerschnitte zur Aufnahme der Verformungskräfte durch den Spritzdruck erhalten bleiben

• Die Summe der Querkräfte in den SChwerpunkt der Platte fällt

• Geometrie des Formteils

• Anzahl an Formnestern

• Angussart

• Entformungsprinzip

Einflussgrößen

• Formteil

• Formmasse

• Spritzgießmaschine

• Spritzgießwerkzeug

Anforderungen

• Formmasse mit einem Minimum an Fließnähten in das Werkzeug leiten

• Massefluss möglichs wenig behindern

• Möglichsr geringen Anteil am Gesamt-Spritzgewicht beanspruchen

• Vom Formteil möglichst leicht entformen sein

• Das Aussehen des Formteils nicht beeinträchtigen

• Usw.

• Verschleißfestigkeit

  • Fertigung aus Stahl

• Biegewechselfestigkeit

  • kräftiger, aber nicht zu großer Flansch und gerundete Kanten

• Möglichst kleiner Durchmesser wegen Markierung und Spritzling

1. Aufnahme der von der Plastifiziereinheit gelieferten Schmelze

2. Weiterleitung der Schmelze in die Kavität/ das Formnest

• Bildet bei Einfachwerkzeugen das gesamte Angusssystem (Stangenanguss)

• Bei Mehrfachwerkzeugen übergibt der Angusskanal die Schmelze in die Verteilerkanäle

• Der Durchmesser am Fußpunkt soll ca. 1mm größer sein aks das angebundene Formteil an seiner dicksten Stelle bzw. größer als der Durchmesser des anschließenden Kanals

• konisch geformt (1°)2°-4°

• glatt und ohne Riefen, kein Grat/Fase am oberen Ende -> Entformung

1. Formmasse möglichst rasch und ungehindert auf kürzestem Wege, bei geringstem Wärme- und Druckverlust, in den Werkzeughohlraum liefern

2. An allen Anschnittstellen muss Material gleichen Drucks und gleicher Temperatur gleichzeitig in den bzw. in die Werkzeughohlräume gelangen

3. Kleiner Querschnitt des Kanals aus Gründen des Materialerspanis. Anderseits ist ein großer Querschnitt des Kanals aus Gründen der MAterialersparnis. Anderseit ist ein großer Querschnitt günstig, um optimale Werkzeugfüllüng und ausreichenden Nachdruck zu erreichen

4. Verhältnis von Oberfläche zu Volumen ist möglichst klein zu halten.

Heißkanalverteiler sind gewissermaßen verlängerte Einspritzdüsen. Sie bestehen aus einem Block, der das Verteilersystem mit Angussbuchse, Verteilerkanäle und Anschnitten bzw. Düsen enthält. Dieser Block ist durch Wärmesperren vom kalten Werkzeug getrennt.

Vorteile:

• kein Verlust an Schmelze

  • geringer Energie- und Arbeitsaufwand

• vollautomatisierter Betrieb leichter möglich

• bessere Formteilqualität, da die Schmelze an den optimalen Stellen in die Kavität übergeben werden kann

• Analog zum Heißkanal

• Für Werkzeuge mit reagierenden Formmassen (Duroplast, Kautschuk)

• Werkzeugtemp.: 160-180°C

• Kaltkanaltemp.: 80-120°C

Probleme:

• Druckverbrauch in den Kaltkanalverteilern ist sehr hoch -> teure Konstruktion

• Geringste Temperaturunterschiede beeinflussen die Viskosität -> prsktisch unmöglich, Formmasse gleichen Zustandes zu gleichen Zeiten in jede Kavität einzubringen

1. Angüsse, die bei der Entformung am Spritzling verbleiben und nachträglich spanend abgearbeitet werden müssen

   1. Stangenanguss

   2. Band- oder Filmanguss

   3. Schirmanguss

   4. Ringanguss

2. Angüsse, die beim Entformungsvorgang automatisch vom Spritzring getrennt und seperat entformt werden

   1. TUnnelanguss

   2. Abreiß-Punktanguss

3. Angüsse, die beim Entformungsvorgang automatisch vom Spritzling getrennt werden und im Werkzeug bleiben

   1. Punktanguss, Vorkammer-Punktanguss

   2. Angussloses Anspritzen

   3. Mehretagenanguss

   4. Isolierverteiler

   5. Heißkanalverteiler

• Parallele Orientierung über der gesamten Breite (wichtig für optische Formteile)

• jeweils einheitliche Schwindung in Fließrichtung und in Querrichtung (wichtig für teilkristalline Kunststoffe)

• geringerer Verzug als bei Verwendung von mehreren Punktangüssen

• bei richtiger Dimensionierung keine Verschiebung des Kerns auf Grund von einseitiger Belastung

• Verwendet bei langen Kernen, die beidseitig gelagert werden müssen

• Anschnitt wirkt als Drossel

  • vollständige Füllung des Rings

  • gleichmäßige Füllung des Formteils

• Verwendung hauptsächlich für kleine Formteile mit Mehrfachwerkzeugen, bei denen die Formteile von der Seite angespritzt werden können

• Formteil und Anguss in einer Werkzeugeben

• selbstabtrennendes Angusssystem

• Ausführung mit

  • spitzkegeliger Tunnelbohrung

  • stumpfkegeliger Tunnelbohrung

    • längere Nachdruckzeiten möglich

• Anwendung bei Mehrfachwerkzeugen, bei denen Formteile möglichst zentral nacharbeitsfrei angespritzt werden sollen

• Anwendung auch bei großflächigen Bauteilen in Einfachwerkzeugen -> Mehrfachansprizung

• Formteil und Anguss in verschiedenen Werkzeugtrennebene

• Tasche in dünnseitiger Werkzeughälfte

• im Betrieb vollständige Füllung der Tasche mit Schmelze

• Arbeiten mit anliegender Düse

• bei kurzen Zykluszeiten bleibt die Formmasse im Kern der Vorkammer plastisch und kann beim nächsten Zyklus durchgespritzt werden

• Düse reicht direkt an das Formteil heran

• Stirnseite der Düse schließt Werkzeug ab

• Düse bei Nachdruck in Kontakt mit temperierten Werkzeug --> anwendbar nur bei Herstellung dünnwandigen Teilen mit kurzen Zykluszeiten (Gefahr: Einfrieren der Düse)

• Anwendung bei Verpackungsartikeln

• Zentrale Anspritzung eines Formnestes

• Seitliche Anspritzung bei 1-fach Werkzeugen

• Zentrale Direktanspritzung mehrere Formnester

• Indirekte, seitliche Anspritzung mehrere Formnester

• Mehrfachanspritzung eines Formnestes

• Seitliche Direktanspritzung meherere Formneseter

• fließtechnische Vorteile

• Einsatz bei gefüllten verschleißenden Formmassen wegen ihrer hohen Unempfindlichkeit

• teilweise räumliche Gründe

• Pneumatischbetätigte Nadelverschlussdüse bei Heißkanalsystemen

• Insbesondere dort , wo segmentiert eingespritzt werden muss - z.B.: Kaskadenanguss

• Achtung: Versatz bei Nadelverschlussdüsen durch thermische Audehnung

Vorteile

• Einsparung von Angussmaterial

• keine Nacharbeiten

• kürzere Zykluszeit

• Maschinen können kleiner sein

Nachteile:

• aufwändiger und teurer in der Anschaffung

• höherer Aufwand beim ersten Einfahren

• größere Störanfälligkeit und höhere Wartungskosten

Vorteile

• Automatisierbarkeit des Prozesses

• Anschnitte an der jeweils qualitativ optimalen Stelle

• Druckverluste minimiert

• künstliche Balacierung des Angusssystems

• gezielte Beeinflussung der Werkzeugfüllung

• geringerer Öffnungshub als bei konkurrierenden Dreiplattenwerkzeugen

• längere Wirkung des Nachdrucks -> geringere Schwindung

Nachteile

• Gefahr der thermischen Schädigung empfindlicher Werkstoffe bei zu langen Fließwegen und Verweilzeiten

• aufwändige Temperaturführung erforderlich, da ungleichmäßige Temperierung zu unterschiedlichen Schmelztemperaturen und damit zu einer ungleichmäßigen Füllung führen würde

• Drosselstelle

  • Balancierung des Kanalsystems, so dass in jede Kavität Schmelze gleichen Zustandes eintritt

• Leichtes Trennen des Spritzlings vom Angusssystem

• Erwärmung der Schmelze durch Scherung an der Kavität

• Querschnitt der Öffnung kann leicht geändert werden

Die rheologische Auslegung des Spritzwerkzeuges geschieht mittels numerischer Methoden und legt u.a. die Anschnittzahl, -geometrie und -position fest.