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18.01.2017

HRSflow: Heißkanallösung für Familienwerkzeuge

Hochwertige Teile in einem Schuss

Der Kühlergrill aus dem HRSflow-Testwerkzeug mit den Maßen 580 mm × 330 mm, einem Bauteilgewicht von 297 g und einer Wandstärke von 2 bis 3 mm wird nach dem Spritzgießen verchromt und muss sehr hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität erfüllen. Diverse Automobilzulieferer haben das Bauteil aus ABS und ABS/PC auf ihren Chromanlagen positiv getestet. Erste Chromanwendungen gehen in Kürze in Serie.

  • Um die Form dieses PKW-Frontgrills gleichmäßig zu füllen, sind zehn Anspritzpunkte nötig. © HRSflow

    Um die Form dieses PKW-Frontgrills gleichmäßig zu füllen, sind zehn Anspritzpunkte nötig. © HRSflow

  • Das Layout des Heißkanalsystems besteht aus zehn Anspritzpunkten mit Düsen der MA-Serie von HRSflow. © HRSflow

    Das Layout des Heißkanalsystems besteht aus zehn Anspritzpunkten mit Düsen der MA-Serie von HRSflow. © HRSflow

  • Ohne Regelung des Schmelzeflusses werden die unterschiedlich großen Kavitäten sehr ungleichmäßig gefüllt ( links), geregelt mit Flexflow hingegen alle Kavitäten in derselben Zeit (rechts). © HRSflow

    Ohne Regelung des Schmelzeflusses werden die unterschiedlich großen Kavitäten sehr ungleichmäßig gefüllt ( links), geregelt mit Flexflow hingegen alle Kavitäten in derselben Zeit (rechts). © HRSflow

  • Vergleich zwischen realem Spritzgussvorgang und FLEXflow-Simulation. Der vorhergesagte Schmelzefluss stimmt sehr gut mit dem realen Spritzguss überein. © HRSflow

    Vergleich zwischen realem Spritzgussvorgang und FLEXflow-Simulation. Der vorhergesagte Schmelzefluss stimmt sehr gut mit dem realen Spritzguss überein. © HRSflow

  • Optimale Hubeinstellungen für die Simulation (rechts) und Druckregelung als Funktion Hub zu Durchflussrate des FLEXflow-Systems für einen generellen ABS-Blend (links).

    Optimale Hubeinstellungen für die Simulation (rechts) und Druckregelung als Funktion Hub zu Durchflussrate des Flexflow-Systems für einen generellen ABS-Blend (links). © HRSflow

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Unterschiedliche Schussgewichte in einem Füllvorgang

Mit dem Flexflow-Nadelverschlusssystem lassen sich laut HRS selbst großflächige Formteile mit hochwertigen Oberflächen realisieren. Bei dem hierfür in der Regel eingesetzten Kaskadenspritzgießen ermöglichen die elektrisch angetriebenen Nadelverschlussdüsen das individuelle, sequenziell aufeinander abgestimmte präzise Öffnen und Schließen der Verschlussnadeln mit variabler Geschwindigkeit über die Hublänge. Dadurch lassen sich der Schmelzefluss über jeden Nadelverschluss und der Volumenstrom in der Kavität insgesamt exakt steuern. Durch das angepasste Öffnen der Nadeln werden der beim Kaskadenspritzgießen gefürchtete Druckabfall und die damit einhergehenden Druckabfallmarkierungen auf dem Formteil vermieden. Die Positionskontrolle der Nadel während des Einspritzvorgangs ermöglicht darüber hinaus eine unabhängige Druckregelung an jeder Verschlussnadel, wodurch die erforderliche Schrumpfung der Schmelze in jeder Kavität schnell angepasst und somit eine kostenintensive Nacharbeitung des Werkzeugs dies­bezüglich vermieden werden kann.

Ein Schuss, zehn Anspritzpunkte, asymetrischer Verteiler

Der spritzgegossene Kühlergrill wird in nur einem Schuss über zehn Anspritzpunkte mit Düsen der MA-Serie von HRSflow realisiert. Das Systemlayout besteht aus einem ausdrücklich nicht symmetrisch ausgelegten kompakten Verteiler. Die Volumina der Kavitäten für die einzelnen Formteilelemente des Kühlergrills haben ein Gewichtsverhältnis von 1:20 vom kleinsten bis zum größten Formnest mit 30 Prozent Dickenunterschied von dünner zu dicker. Die Einspritzzeit beträgt 2,9 s, die Haltezeit 6 s bei einer Heißkanaltemperatur von 255 °C und einer Formtemperatur von 60 °C.

Um die unterschiedlichen Schussgewichte mit den Anforderungen an verchrombare Teile und an Montagetoleranzen zu realisieren, wären für dieses hochwertige Bauteil im bisherigen Spritzgießverfahren unterschiedliche Werkzeuge notwendig. Ziel des Heißkanalsystem-Layouts war es, die Stärken der Flexflow-Technologie anhand dieser Multikavitäten-Anwendung unter Beweis zu stellen.

Flexflow-Technologie erspart Werkzeugmodifikationen

Nicola Pavan, Projektkoordinator bei HRSflow: „Um die Möglichkeiten der Flexflow-Technologie zu zeigen, beabsichtigten wir, die einzelnen Formelemente mit einem gleichzeitigen Öffnen der elektrisch angetriebenen Nadelverschlussdüsen und mit vorher festgelegter Öffnungshub-Einstellung zu füllen. Dabei wurde die Menge der eingespritzten Schmelze jeder einzelnen Düse genau gesteuert, und durch das Ändern der Nadelhübe konnten wir den erforderlichen lokalen Druck erreichen. Dies ermöglichte eine Kontrolle der lokalen Durchflussrate und des jeweiligen Drucks. Das Familien-Werkzeug lässt sich so einfach ausbalancieren und der Verzug kontrollieren, ohne Bauteiländerungen am Werkzeug oder Heißkanalsystem vornehmen zu müssen.“

Simulationsanalyse mit Moldex 3D

Eine Formfüllanalyse mit den beiden Simulationsprogrammen Moldex 3D und Autodesk Moldflow errechnete die optimalen Parameter für jede einzelne der zehn Düsen des Flexflow-Systems. Jede Nadel nimmt während des Einspritzvorgangs eine vom Anwender frei zu programmierende Position ein. Je Öffnungs- und Schließschritt können bis zu acht Kontrollpunkte mit definierter Geschwindigkeit und Position festgelegt werden. Bis zu zwei Öffnen-Schließen-Zyklen sind pro Nadel programmierbar.

Jede einzelne Verschlussnadel individuell ansteuern

Mit Flexflow lassen sich die einzelnen Verschlussnadeln von aktuell bis zu 16 Heißkanaldüsen individuell ansteuern und unabhängig voneinander stufenweise präzise öffnen und schließen. Je Öffnungs- bzw. Schließschritt können bis zu acht Nadelpositionen mit einer Motorgenauigkeit von 10 µm festgelegt werden. Durch dieses sehr gezielte und exakte Positionieren und die Geschwindigkeitskontrolle der Verschlussnadeln wird auch eine sehr gleichmäßige Druckverteilung in der Werkzeugkavität und somit im gesamten Formteil erreicht.

Mit dem dadurch nutzbaren deutlich vergrößerten Prozessfenster sinkt gleichzeitig die erforderliche Schließkraft, und sogar das Bauteilgewicht kann ohne Qualitätseinbußen reduziert werden. Im Automobilbau bringt die Flexflow-Technologie insbesondere Vorteile beim Spritzgießen großflächiger Exterieur- und Interieur-Bauteile wie Stoßfänger, Spoiler, Instrumententafelträger, Türinnenverkleidungen und Dachrahmen sowie von Teilen der Fahrzeugbeleuchtung und -verglasung wie Scheiben für Scheinwerfer und Panoramadächer.


Mediathek

Werkzeugtechnik auf der Fakuma 2014

zusätzliche Links
Weiterführende Information
  • Erschienen am 19.06.2017

    Neue Heißkanal-Lösungen von HRSflow

    Den Spritzgießprozess vereinfachen

    Eine neue Druckplatte verspricht ein homogenes Temperaturprofil. Ein neuer Gewindeeinsatz vereinfacht die Wartung.   mehr

  • Erschienen am 02.12.2016

    HRSflow auf der K 2016

    Heißkanalspezialist aus Italien stellt neue Lösungen vor

    Gezeigt wurden die Standalone-Heißkanallösung Flexflow One, der energieeffiziente Ecoflow-Heißkanal und spezielle Düsen für Multikavitätenwerkzeuge.   mehr

    HRSflow

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