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22.07.2016

Spritzgießwerkzeuge per Trockeneisstrahlung reinigen

Geiger spart Zeit und Geld durch Reinigungsverfahren von Cold Jet

Die Qualität des Werkzeugs ist in allen Spritzgussprozessen ein wesentliches Kriterium für die Güte des Produkts. Eine umfassende Reinigung, die Fertigungsrückstände entfernt und dennoch die Oberfläche unbeschädigt lässt, ist daher unerlässlich – jedoch aufgrund komplexer Geometrien und Kavitäten meist mit sehr zeitintensiver Handarbeit verbunden. Der Werkzeugexperte Geiger Spritzgießtechnik hat diese Arbeit jetzt durch ein modernes Verfahren zum Abtragen von Schmutz oder Belägen per Trockeneisstrahlen ersetzt.

Nahaufnahme: Spritzgießwerkzeuge per Trockeneisstrahlung reinigen (© Geiger Spritzgießtechnik)

Nahaufnahme: Spritzgießwerkzeuge per Trockeneisstrahlung reinigen (© Geiger Spritzgießtechnik)

Die Technik nutzt eine Kombination aus thermischen, kinetischen und thermodynamischen Effekten, um die Verschmutzung gewissermaßen abzusprengen. Anders als bei mechanischen oder chemischen Methoden wird die darunter liegende Werkzeugoberfläche dabei nicht beeinträchtigt oder korrodiert. Auch bleiben keine Reinigungsmittelrückstände auf der Form, da sich das CO2-Eis während des Prozesses in Gas umwandelt und verflüchtigt. Geiger kann auf diese Weise die hohen Ansprüche an die Sauberkeit der Werkzeuge in kürzerer Zeit erfüllen, was sich in einem höheren Durchsatz bei gleichzeitig gesteigerter Qualität niederschlägt.

Werkzeugreinigen ist ein elementarer Bestandteil der Produktion

„Belagbildung durch die in den verwendeten Kunststoffen enthaltenen Additive und Flammschutzmittel ist ein großes Problem für die Lebensdauer von Spritzgusswerkzeugen. Vor allem aber hat sie negative Auswirkungen auf die Qualität des Produkts. Die Reinigung der Werkzeuge ist daher für uns von immenser Bedeutung“, erklärt Hans Kolb, Prozessingenieur bei Geiger. Das Unternehmen hat deshalb strenge Reinigungszyklen festgelegt, die mit den gängigen Methoden jedoch einen hohen Zeit- und Personalaufwand nach sich zogen.

Ob manuell oder chemisch: Jedes Verfahren hat seine Nachteile

Eine Option war das Säubern von Hand, das sich allerdings bei vielen Modellen als ineffektiv erwies: „Bei einer Form mit 96 Kavitäten dauert das manuelle Reinigen nicht nur lange, es ist auch schwierig überhaupt hinter jeden Schieber und Winkel zu gelangen“, so Kolb. In solchen Fällen mussten die Werkzeuge im Formenbau ausgebaut und zerlegt werden, um sie mit Chemikalien, Ultraschall, Kirschkernstrahlen oder wiederum händisch zu reinigen. Je nach Form beanspruchte der Prozess ein bis zwei Mitarbeiter für bis zu 20 Mannstunden, hinzu kamen bis zu vier Stunden Maschinenrüstzeit. Darüber hinaus bestand bei diesen Reinigungsarten immer die Gefahr von Schäden am Werkzeug, etwa Korrosion durch chemische Mittel. Außerdem verkürzten sich die durchschnittlichen Standzeiten der Formen durch das Zerlegen und erneute Zusammenbauen.

So funktioniert Trockeneisstrahlen

Um diesen Aufwand zu reduzieren, ohne Abstriche beim Reinigungsergebnis machen zu müssen, entschied sich Geiger das Trockeneisstrahlen zu testen. Dieses nicht-abrasive Verfahren basiert auf Mikropartikeln, die von einem gefrorenen CO2-Block abgeschabt und mit Druckluft auf Schallgeschwindigkeit beschleunigt werden. Durch eine Düse wird der Strahl gezielt auf die Verschmutzung gelenkt und versprödet diese durch seine Kälte. Folgende Partikel können so tiefer in den Belag eindringen, wo das CO2 beim Auftreffen schlagartig vom festen in den gasförmigen Zustand übergeht und dabei sein Volumen um das 700- bis 1000-Fache vergrößert. Der umgebende Schmutz wird dadurch verdrängt und platzt ab, während die Oberfläche der Form selbst unbeschadet bleibt. Auf diese Weise wird eine konstante Werkzeuggüte und damit auch eine reproduzierbare Produktqualität gewährleistet.

Die Schmutzpartikel werden durch den Vorgang praktisch aufgelöst, sodass es keine Folgeverunreinigungen im Werkzeug oder der Maschine gibt. Zusätzlicher Vorteil dieser Methode ist, dass das Trockeneis keine eigenen Ablagerungen wie Wasserspuren und Rückstände von Waschflüssigkeiten hinterlässt, da sich das CO2 einfach verflüchtigt. Aufgrund der geringen Konzentration an Kohlendioxid ist das Verfahren zudem für die Mitarbeiter völlig unbedenklich und umweltfreundlich. Für die Nutzung werden lediglich Schutzbrille, Gehörschutz und Handschuhe benötigt.

i³ MicroClean-Gerät von Cold Jet

Zum Einsatz kam bei Geiger ein i³ MicroClean-Gerät von Cold Jet, das samt Kühlbox für einen zweiten Eisblock und patentierter Block-Shaver-Technologie auf einem Rollwagen Platz findet und nur einen Strom- und Druckluftanschluss erfordert. So lässt sich die Anlage schnell und bequem zu verschiedenen Einsatzorten fahren. Dank zweier Winkeldüsen mit 45° und 90° sowie eines Gelenks, das eine 360°-Drehung im Werkzeug ermöglicht, erreicht der Strahl selbst schwierige Bereiche wie beispielsweise hinter Schiebern. Eine in den ergonomischen Applikator integrierte LED-Leuchte sorgt dabei für ausreichend Licht am jeweiligen Arbeitsbereich, sodass keine Verunreinigungen übersehen werden.

Verfahren spart Zeit und schont die Werkzeuge

Bereits in der Probephase ergaben sich durch das neue Reinigungsverfahren deutliche Verbesserungen in den Arbeitsabläufen: Die Formen müssen seltener zerlegt werden, was Arbeit einspart und die Komponenten der Werkzeuge schont. Auch der Säuberungsvorgang selbst verläuft schneller und effizienter, was wiederum zu weniger Maschinenstillstand und einem geringeren Personalaufwand führt. „Je nach Größe und Komplexität der Form können wir mittels Trockeneisstrahlen jetzt Beläge in durchschnittlich rund 10 bis 15 Minuten entfernen. Außerdem lassen sich die Entlüftungsöffnungen in den Formtrennungen auf diese Weise einfach und effektiv reinigen, sodass Verbrennungen am Kunststoff durch ungenügende Entlüftung zuverlässig verhindert werden“, berichtet Kolb. „Bei bestimmen Werkzeugen ließen sich die Wartungszyklen zudem um die Hälfte der bisherigen Intervalle erweitern.“ Die Produktivität von Geiger hat sich entsprechend erhöht, während sich gleichzeitig die Emissionen und das Risiko von Schäden verringerten.


Mediathek

Parts2Clean 2016: Neue Produkte

Weiterführende Information
  • 25.01.2016

    Übernahme: Cold Jet kauft Trockeneis-Spezialisten IceTech

    Weltweite Kundenpflege wird Realität

    Cold Jet hat die Übernahme von IceTech bekanntgegeben. Wichtigster Synergieeffekt soll die Möglichkeit sein, Kunden nun rund um den Globus zu betreuen. Im Jahr 2015 haben die beiden Firmen ihre globale Reichweite durch neue Partner und Distributoren verstärkt.   mehr

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    FORM + Werkzeug 06/2015, SEITE 35

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    Unzufrieden mit der Performance seiner Spritzgießformen war man im internen Werkzeugbau bei Grässlin. Oerlikon Balzers riet zu einer...   mehr

Unternehmensinformation

Cold Jet GmbH

Obere Industrie Straße 1
DE 54595 Weinsheim
Tel.: 06551 9606-0
Fax: 06551 9606-26

HG Hans Geiger Spritzgießtechnik GmbH

Virnsberger Str. 30
DE 90431 Nürnberg
Tel.: 0911 961297-0
Fax: 0911 6589363

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