 Die neue Durchflussüberwachung Flosense von Strack Norma ist eine digitale Unterstützung für den Werkzeugbau und soll die Produktivität und Produktqualität beim Spritzgießen verbessern.

Die Durchflussüberwachung Flosense soll Produktivität und Produktqualität verbessern

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Temperiertechnik

Normalien und Heißkanaltechnik

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Komponenten für die Kunststoffverarbeitung

Spritzgießwerkzeuge

Dienstleistungen

Werkzeug-, Formen- und Modellbau

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Digitale Kontrolle im Spritzgießwerkzeug

Der Thermodynamik-Spezialist Hotset bietet im neuen Systemcenter für Industrielle Temperiertechnik (SIT) Fachleuten aus Kunststofftechnik und Werkzeugbau die Möglichkeit, das sogenannte Z-System zur Variothermen Werkzeugtemperierung kennenzulernen.

Blick ins neue Systemcenter für Industrielle Temperiertechnik (SIT)

Hotset eröffnet Systemcenter für Industrielle Temperiertechnik in Lüdenscheid

Am 15. Juli lud der Aichacher Systemlieferant Deckerform Inhaber, Entscheider und Mitarbeiter von Kunststoffspritzgieß-Firmen aus der Region zum 1. Kunststoff-Stammtisch ein.

Die Gastgeber – hier Franz und Anna Tschacha – freuen sich über die gute Resonanz auf die Einladung zum Kunststoff-Stammtisch.

Kunststoffverarbeitung

Lohnfertigung

Erster Kunststoff-Stammtisch bei Deckerform

Das bestehende Führungsteam übernimmt die Aufgaben des Vorstands. Das mittelständische Familienunternehmen will keine externen Investoren mit an Bord nehmen.

Die Vorstände der Toolcraft AG Marc Volkhardt, Christoph Hauck und Karlheinz Nüßlein sowie Bernd Krebs, Vorsitzender des Aufsichtsrats (v.l.n.r.)

Additive Fertigung

Automatisierungstechnik

MBFZ Toolcraft GmbH wird Toolcraft AG

Die konturnahe Temperierung bringt große Vorteile im Werkzeug- und Formenbau. Allerdings nur, wenn die Temperierkanäle für den Durchfluss des Temperiermediums offen sind. Die Experten von iQTemp fassen ihre Lösungen mit der Kurzformel „Sauber ohne Sauerei“ zusammen. Mithilfe von Filtern und einem Aktiv-Schutz gegen Korrosion arbeiten auch sehr feine und komplexe Kanalstrukturen lange und zuverlässig.

Lässt den Schmutz erst gar nicht ins System: der Edelstahl-Leitungsfilter  LF 80–200 sorgt für freien Durchfluss.

Konturnahe Kühlung

Saubere Temperierkanäle ohne Sauerei

Frank Brinkmann ist Geschäftsführer der Brinkmann Formenbau GmbH in Mühlen. Der Fokus liegt auf innovativen Spritzgießwerkzeugen. Brinkmann pflegt Joint Ventures im asiatischen Raum. Zum besseren Kennenlernen (und in Zeiten, zu denen man noch reisen konnte) lud er seine gesamte Belegschaft zu einem einwöchigen China-Trip ein.

Grafik: © <a href="http://123RF.com">123RF.com</a> /holligrafic

Schröder, Susanne

Fragen an… Frank Brinkmannn

Die drei Kunststoffspritzguss-Spezialisten werden ihr Anwendungs- und Produktportfolio präsentieren und den Austausch mit den Teilnehmern suchen.

Die Dünnschichttechnologie von Leonhard Kurz ermöglicht dekorative Bauteile mit integrierten Touchsensoren. © Leonhard Kurz

Termin: 3. Dezember 2020

 Veranstaltung von Deckerform, HRSflow und Leonhard Kurz

Die Vorteile der Etagenwendetechnik liegen vor allem in der Produktion von Mehrkomponentenbauteilen.

Würfel: Vorteil der Etagenwendetechnik ist die Reduktion der benötigten Schließkraft. Möglich sind Reduzierungen bis zu 50 Prozent.

form-werkzeug.de

Werkzeuge und Formen

Etagenwendetechnik und Würfeltechnik

Der Bedarf für das MK-Bauteil bestimmt auch bei der Drehtellertechnik sowie der Paternoster-Technik den Einsatz der richtigen Sonderbauart eines Mehrkomponentenwerkzeuges.

Drehteller mit Servoantrieb: die Rotation des Drehtellers kann individuell auf die Zahl der Komponenten und Einspritzstationen eingestellt werden.

Sonderbauarten der MK-Technik: Drehteller und Paternoster

Indexplattentechnik und Drehkreuzsystem gehören zur Mehrkomponententechnik bei Spritzgießwerkzeugen. Der zu fertigende Spritzling wird dabei auf unterschiedliche Arten in den Kavitäten bewegt, um die einzelnen Komponenten zu spritzen.

Indexplattenwerkzeug: durch die drehbare Indexplatte erfolgt der Transport der Spritzlinge in die vorgesehene Station.

Indexplattentechnik und Drehkreuzsystem | Werkzeugaufbau | Konstruktion | Prozesserklärung ► jetzt informieren

Mehrkomponentenfertigung mit Indexplatte und Drehkreuz

Mit Mehrkomponentenwerkzeugen wird die Verarbeitung von mehreren Kunststoffen in einem Spritzzyklus realisiert.

Das Prinzip des Core-Back-Verfahrens: durch die verlängerte Produktionszeit wird das Verfahren hauptsächlich bei geringen Stückzahlen eingesetzt.

Übersicht der Verfahren | Schiebertechnik (Core-Back) | Umsetzverfahren und weitere ✓Abgrenzung ✓Anwendung ► Jetzt lesen!

Mehrkomponentenwerkzeuge

Mit Hilfe von Etagenwerkzeugen wird die Produktion effizienter, da in einem Spritzzyklus doppelt so viele Spritzteile erzeugt werden.

Beispielwerkzeug: Der Einsatz von Etagenwerkzeugen ist nur sinnvoll, wenn hohe Stückzahlen im Dauerbetrieb zu fertigen sind

Konstruktiver Aufbau eines Etagenwerkzeugs | Ausbringung | Kosten senken | Elastomere | ► Jetzt informieren!

Etagenwerkzeuge

In den Grundzügen ist der Werkzeugaufbau von Spritzgießwerkzeugen identisch. Jedes Spritzgießwerkzeug besteht aus zwei Werkzeughälften, einer Düsenseite und einer Auswerferseite.

Die Übersicht der zwei Werkzeughälften zeigt die einzelnen Elemente der Düsen- und Auswerferseite.

Werkzeugaufbau von Spritzgießwerkzeugen | Düsenseite ✓ Entformung auf der Auswerferseite & Mehr ➤ Jetzt informieren!

Werkzeugaufbau von Spritzgießwerkzeugen

Gewinde sind eine wichtige Art von zusätzlichen Funktionselementen an Kunststoffteilen. Eine typische Anwendung für ein Innengewinde sind der Schraubverschluss und Anschraubpunkt für einen Halter.

Bild 2.23: Formkern mit Führung und Leitmutter

Innengewinde in Spritzgussteile | Werkzeug und Kern | Entformung trotz Hinterschnitt | Alternative Methoden ► Jetzt informieren!

Innengewinde: Viele technische Wege führen zum Ziel

Stopfen oder Nippel sind Kunststoffteile, die in der Hauptsache nur aus dem Gewinde bestehen, sie werden z. B. zum Abdichten einer Öffnung oder als Adapter für einen Schlauch verwendet.

Bild 2.19: Gewindestopfen zum Schutz von Schraubbohrungen

Außengewinde: Zum Abdichten und Verbinden

Im Forschungsprojekt HybridTemp hat die gemeinnützige KIMW Forschungs-GmbH zusammen mit Partnern neue Möglichkeiten der effizienten konturnahen Temperierung zur Serienreife entwickelt. Anwender gewinnen konstruktive Freiheiten bei stark reduzierten Zykluszeiten.

Es gibt auf dem Markt aktuell verschiedene technische Möglichkeiten, mit Formeinsätzen ein Werkzeug konturnah zu temperieren. Aber sie sind mit Nachteilen verbunden. Vor allem die Kosten, Ablagerungen bzw. Verstopfungen, die eingeschränkten Größen und auch die Dichtigkeit der Einsätze sind zu nennen. Im vom BMWi geförderten Forschungsprojekt „HybridTemp“ gelang es der gemeinnützigen KIMW Forschungs-GmbH (KIMW-F) gemeinsam mit drei Partnern, eine neue Möglichkeit der Werkzeugtemperierung zu entwickeln. Die eigentliche Innovation besteht in der Kombination unterschiedlicher Materialien: zum einen ein verschleißbeständiger Werkzeugstahl, zum anderen eine thermisch leitende Kupferlegierung. Der Vorteil ist eine hocheffiziente Wärmeabfuhr abseits der eigentlichen Formkontur. „Das Kupfer wird knapp unter der Kavität platziert, um so eine bessere Wärmeabfuhr im Bereich der Hotspots zu gewährleisten“ erklärt Ingo Rath, Geschäftsführer beim Projektpartner Formenbau Althaus. „Etwas Vergleichbares gibt es im Markt nicht und schafft uns als Werkzeughersteller und natürlich unseren Kunden vielfältige konstruktive Freiheiten.“

Das Forschungsprojekt startete 2017. Unterschiedliche Werkzeugkerne waren entsprechend der angelegten Versuchsreihe zu fertigen. Um die Ergebnisse vergleichen zu können, nutzte man einen konventionellen Einsatz sowie ein hybriden Einsatz mit Werkzeugstählen in Kombination mit einer Kupferlegierung ohne Beryllium.

Im Vorfeld testete man in umfangreichen Schweißversuchen mögliche Materialkombinationen. Dafür wird ein hochenergetischer Elektronenstrahl im Vakuum erzeugt, mit dem das Material punktgenau aufgeschmolzen werden kann. Die Schweißproben wurden jeweils mit einer Ultraschall- und Eindringprüfung untersucht, um Mängel wie Haarrisse oder Porenbildung in den Schweißnähten identifizieren zu können. Am Ende der Versuche standen die optimalen Schweißparameter sowie die nutzbaren Werkstoffkombinationen fest. Klassische Werkzeugstähle wie 1.2343, 1.2083 oder 1.2738 lassen sich sogar im gehärteten Zustand schweißen, ohne dass die definierte Härte sich verändert.

Eine Wärmebehandlung mit niedrigen Temperaturen sorgte im Anschluss für die Reduzierung der Eigenspannungen. Der Werkzeugstahl des Kerns kann klassisch bearbeitet und auch beschichtet werden. In diesem sind auch die konventionellen Kühlkanäle mit einem Durchmesser von 6 und 8 mm eingebracht.

Dicht bei einem Druck von 25 bar bei homogener Wärmeverteilung

Es erwies sich, dass die Lage der Schweißnaht existenziell für die mechanischen Eigenschaften der Bindenaht ist. Diese hat auch unmittelbaren Einfluss auf die materielle Zusammensetzung der Schweißnaht. „Wir konnten eine stoffschlüssige Verbindung erzielen, die einem maximalen Druck von bis zu 25 bar standhält. Auch die Dichtigkeit unter Berücksichtigung verschiedener Drücke wurde entsprechend erprobt“, erklärt Patrick Engemann von der KIMW-F. Mithilfe des eingesetzten Elektronenstrahls konnte die Werkstoffkombination aus Kupfer und einem Werkzeugstahl bis zu einer Tiefe von 20 mm durchgehend verschweißt werden.

Grundlage für das Spritzen eines qualitativ hochwertigen Bauteils unter der Berücksichtigung optimierter Zykluszeiten ist „eine optimale und homogene Wärmeverteilung in der Kavität“, wie Ingo Rath betont. Um diese zu gewährleisten, erfolgte im Vorfeld der Fertigung hybrider Werkzeugkerne eine thermische Simulation in iterativen Zyklen.

Auf Basis der Erkenntnisse aus den Versuchen wurden vier verschiedene Formeinsätze gefertigt. „Unterschieden haben wir im ersten Schritt die Art des Bauteils“, erklärt Engemann. So sollten ein technisches Bauteil sowie ein Sichtbauteil  gefertigt werden. Für beide Bauteile  wurden jeweils ein Kern konventioneller Bauart sowie ein hybrider Werkzeugeinsatz gefertigt. „Die Einsätze wurden dann in ein 2-fach-Werkzeug eingesetzt und auf den Spritzgießmaschinen der KIMW-F abgemustert. Verarbeitet und untersucht wurden unterschiedliche Kunststoffe wie ABS, PC und POM, aber auch der Hochtemperaturwerkstoff PPS mit einem vierzigprozentigen Glasfaseranteil. „Der Nutzen in der Produktion ist immens“, so der Praktiker Ingo Rath. „Gerade für das technische Bauteil konnten wir die Zykluszeit im Vergleich um 40 Prozent senken. Dabei wurden die im Vorfeld in der Simulation ermittelten Hotspots im Bauteil vollständig aufgelöst.“

Besonders bei der medienbasierten Temperierung von kleinsten Formteilen abseits der Formkontur spielen die Einsätze ihre Vorteile aus. Auch deshalb, weil Ablagerungen in den filigranen Kühlkanälen ausgeschlossen werden sowie die in der Folge auftretenden unerwünschten Druckverluste. Die Einsätze sind praktisch verschleißfrei. „Aber auch die  Konzeption sehr großer Formeinsätze in Kombination mit unterschiedlichen Werkzeugstählen schafft dem Werkzeughersteller ungeahnte Möglichkeiten“, betont Rath.

Der Formenbau Althaus hat einen Werkzeugeinsatz aus Kupfer bereits in einem Kundenprojekt erfolgreich eingesetzt. Dabei handelt es sich um ein Werkzeug zum Spritzen eines Steckers aus PA6 für Ladesäulen im Bereich der E-Mobilität. „Gefertigt wurden mit dem im Werkzeug verbauten Werkzeugkern über 10 000 Teile. „Die Zykluszeit konnte bei diesem Projekt von 45 auf 26 Sekunden gesenkt werden“, bestätigten sich für Ingo Rath die Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt in der Praxis.

Gemeinnützige KIMW Forschungs-GmbH  

Lesen Sie außerdem in dieser Ausgabe:

<ul><li>Viel Potenzial: <a ext="tango:{48E8B67E-30F0-4785-A5CF-D845E6979CA6}">Wie ein Prozessgärtner in einem Betrieb für Ordnung im System sorgt</a></li><li>Volldigital:<a ext="tango:{335D2793-3DFB-4304-B40F-A16CC31A09FD}">Wie Kundensupport per Augmented Reality funktioniert</a></li><li>Kollosal: <a ext="tango:{0BAC9BF5-8C95-4AC2-87FA-2E7A23085A37}">Präzisionswerkzeuge für die Bearbeitung von »großen Brocken«</a></li></ul>

Ausgabe-2020-03

Perfekt kombiniert:  Mit den HybridTemp-Werkzeugkernen können unterschiedliche Werkzeugstähle mit einer Kupferlegierung verarbeitet werden. Die Zykluszeiten sollen sich so um bis zu 40 Prozent senken lassen.

KI Lüdenscheid - Hauptartikel

<a href="http://www.kunststoff-institut-luedenscheid.de/kimw/f-gmbh/">www.kunststoff-institut-luedenscheid.de/kimw/f-gmbh/</a>

<a href="http://www.formenbau-althaus.de">www.formenbau-althaus.de</a>

Werkzeugbau Jedig und Heyns  GmbH & Co. KG

www. <a href="http://jedig-heyns.de">jedig-heyns.de</a>

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