Spritzgussverfaheren

1. Der Prozess vom Spritzgussverfahren

2. Grundsätzlicher Aufbau einer Spritzgussmaschine

3. Übliche Kunststoffe für Spritzgussverfahren

4. Höherer Gewinn durch schnellere Abkühlung des Spritzgusswerkzeuges

5. Häufig gestellte Fragen bei dem Spritzgussverfahren


Spritzgussmaschine for Formenbau in China

Der Prozess vom Spritzgussverfahren

Der Spritzgussverfahren ist ein wesentlicher Produktionsprozess zur Herstellung von unterschiedlichen Kunststoffteilen. Das Spritzgiessen weist eine vorteilhafteste Anwendung in der heutigen Industrie zur Verarbeitung bei Massenprodukt mit grossem Stückzahl bis hinzu 10 Mio., auch geeignet bei Produktion von komplizierten Kunststoffteilen auf. Der Spritzguss besitzt folgende Vorteile:

✔ Grossserie in kurzem Produktionszyklus
✔ Kostengünstige Herstellung
✔ Automatisierbare Herstellung realisierbar
✔ Einfach und schnell von Rohstoff zum Spritzgussteil
✔ Hohe Reproduktion des Spritzgussteils
✔ Wenige oder keine Nachverarbeitung bei dem Spritzgussteil

Prozessablauf des Spritzgussverfahrens

Zunächst wird das Kunststoff-Granulat in dem Befülltrichter eingefüllt, durch die Rotation der Schnecke wird der Kunststoff plastifiziert. Anschließend wird der plastifizierte Kunststoff unter Druck in einem Spritzgusswerkzeug eingespritzt. Danach durch die Abkühlung des Werkzeuges wandet der verflüssige Werkstoff wieder in dem festen Zustand um. Der geformte Spritzgussteil wird nach der Entformung des Spritzgusswerkzeuges als Kunststoffteil entnommen. Die Zykluszeit des Ablaufs kann von einigen Sekunden bis Minuten liegen.

Grundsätzlicher Aufbau einer Spritzgussmaschine

Die heute übliche Spritzgussmaschine besitzt einen Schneckenkolben, sogenannte Schneckenkolbenspritzgussmaschine. Der Spritzgussmaschine besteht grundsätzlich aus zwei Einheiten, Plastifiziereinheit und Schliesseinheit.
Plastifiziereinheit setzt sich hauptsächliche aus einem Zylinder, eine Spritzdüse und einen Trichter zusammen. Die Aufgabe der Einheit besteht darin, einerseits die Kunststoff-Granulat durch die geheizte rotierte Schnecke zu plastifizieren, andererseits die plastifizierte Granulate in dem Spritzgusswerkzeug einzuspritzen. Das Kernstück innerhalb der Plastifiziereinheit ist die waagrecht eingebrachte Schnecke, die nach dem Antrieb rotiert und geheizt wird.

Plastifizierung in der Spritzeinheit
In der Schliesseinheit werden drei Platten senkrecht angeordnet. Die Aufspannplatte verbindet unmittelbar mit der Einspritzdüse. Sie ist unbeweglich und trägt die Hälfte des Spritzgusswerkzeuges auf der Düsenseite. Die zweite Platte ist bewegliche Aufspannplatte. Darauf wird die andere Hälfte des Werkzeuges angeordnet als Auswerferseite. Die dient dazu, das Werkzeug zu schließen und dann wieder zu öffnen, der Spritzgussteil zu entformen. Die Dritte ist Stirnplatte, die die zweite Platte stützt und sorgt für die Schliesskraft, die aus elektrisch oder hydraulisch ist, zum Schließen und Öffnen der Spritzgussform.

Übliche Kunststoffe für Spritzgussverfahren

Eine der wichtigsten Einflussfaktoren auf Qualität des Spritzgussteils kommt zu dem Auswahl vom Kunststoff, dem Plastik. Bei LUSHI befindet sich ein breites Portfolio von hochwertigen Werkstoffen. LUSHI unterstützt unsere Kunden, der passende Kunststoff mit geeignetem Einfärben auszuwählen, damit die Spritzgussteil nach Kundenwunsch in bestem Performance darstellt werden kann.
Grundsätzlich ergeben sich unterschiedliche Formen von Kunststoff, üblich sind es Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere, die sich von jeweils Eigenschaften unterscheiden, wie folgend dargestellt,

Thermoplast: also Plastomere genannt, Er ist einerseits ein Kunststoff und kann durch Erwärmung beliebig geformt, andererseits kann dieser Rohstoff durch Abkühlung und Wiederwärmung in den flüssigen Zustand wiedergeformt werden, das ist Eigenstellungsmerkmal vom Plastomere. Zu den Thermoplasten zählen die Kunststoffe wie PE, PC, PET, PP, PVC und ABS usw.
Duroplaste: Dieser Werkstoff sind meist spröde und hart(z.B Steckdosengehäuse). Nach dem Erhitzen wird die Polymere hart vernetzt und verformt, dies Verfahren ist irreversibel. Dazu gehört die Kunststoffe von PF, UP, MF, EP und SI usw.
Elastomere: Es ist elastisch und biegbar von dem Hand wegen dessen weitmaschig vernetzten Polymeren, wie z.B BR, SBR, NBR, EPDM, FRM usw.
Um den speziellen Spritzgussteil herzustellen ist es sinnvoll, das Additiv des Plastiks beizumischen, Färbemittel, Stabilisator und weichmacher je nachdem Anwendungsgebiet des Spritzgussteil.

Höherer Gewinn durch schnellere Abkühlung des Spritzgusswerkzeuges

Woran kommt es an, um die Leistungsfähigkeit des Pritzgussprozesses zu steigern? Die Geschwindigkeit der Abkühlzeit in dem Werkzeug, das wissen jeder Enginieur. Schnellere Zykluszeit bedeutet mehreren Gewinn. Die Kühlung ist der entscheidendste Faktor für die Produktion vom Spritzgussteil, vor allem bei der Massenproduktion. Eine kleine Änderung des Abkühlsystems kann erheblich darauf beeinflussen, die Zykluszeit zu steigern oder zu reduzieren.
Pritzgusszykluszeit durch schnelle Abkuehlung
Das Bild zeigt, dass die Abkühlzeit mehr als zwei dritte der gesamten Produktionszykluszeit bei dem Spritzguss ausmacht.

Theoretisch wird der Spritzgussteil in der Form nach dem Einspritzen gleichzeitig und gleichmäßige ausgekühlt. In Praxis ist das jedoch nicht leicht zu erreichen. Weil die Komplexität der Konturen eines Formteils dazu hindern kann, die Wärme im Spritzgusswerkzeug einheitlich zu übertragen, und den Formteil gleichmäßig auszukühlen.
Einheitliche Temperatur des Spritzgusswerkzeuges: Die Herausforderung liegt in der einheitliche Temperatur von der Kavität und dem Kern, die auf die Zykluszeit am wesentlichsten beeinflusst. Auf jedem Fall muss der Unterschied der Temperatur dazwischen nicht mehr als 5 Grad überschreitet werden. Dies Zustand kommt aus vielen Faktoren, aber der Werkzeugstahl spielt eine entscheidendste Rolle. Der teurere Werkzeugstahl weist ein kleiner Verzug des Spritzgussteils in kürzerer Zeit auf, steigert aber die Investition. Hinzu kommen erhöht sich der Verzug unter kürzere Zykluszeit mit günstigerem Kunststoff wie H13 und Edelstahl.

einheitliche Temperatur zwischen Spritzgusswerkzeug und Kuehlungsmittel
Einheitliche Temperatur zwischen Formteil und Spritzgussform: Der Werkstoff des Formteils ist ein wichtige Einflusspunkt auf dem Temperatur, es kann auch die Temperaturdifferenz zwischen Formteil und Spritzgussform verursachen. Praxisch soll dieser Unterschied nicht mehr als 25% betragen, sonst wird die Oberfläche und Qualität beeinträchtigt.
Einheitlicher Druck im Kühlmittel: Das Wasser als Kühlmittel in den Kühlungskanälen sorgt dafür, die Wärme nach Außen abzuführen. Darin ergibt sich der Wasserdruck in der Kühlleitung, um ausreichend turbulente Strömung anzutreiben. Am besten muss der Druckverlust im Werkzeug von 0,35 bar nicht überschreiten, damit lässt sich die bestmögliche Wärmeübertragung im Spritzgusswerkzeug kontrollieren.

Häufig gestellte Fragen bei dem Spritzgussverfahren

Welche Formgebungsart gibt es für Kunststoff-Verarbeitung?
Beim Kunststoff-Formenbau stehen die spanlose Verarbeitung von Spritzgiessen, Pressen und Spritzpressen zur Verfügung.
Wie montiert man das Werkzeug auf die Spritzgussmaschine?
Das Zweiplattenwerkzeug muss an die jeweilige Aufspannplatte festgestellt werden. Während die Formhälfte von der Düsenseite mit Zentrierring fest aufgenommen, ist die andere an die Schliessseite beweglich. Durch die Führungsbolzen und Buchse werden die beide Formhälfte positioniert werden.
Was ist Schwundmass beim Spritzguss?
Praxistisch entsteht der Schwindung nach der Abkühlung, da wird der Massunterschied zwischen Formhohlraum und Formteil vorkommen, was bei der Produktion beachtet werden muss.
Wie entsteht die Verformung des Spritzgussteils?
Es kann zwei mögliche Gründe dafür verursachen, eine ist die Schwindung des Formteils wegen des Wärmeschrumpfens in Formnest, zudem spielt die innere Spannung in selbst dem Formteil eine Rolle.
Wie bewirkt die Temperatur in Spritzdüse auf den Gussteil?
Wenn die Temperatur des Einlasses zu hoch oder zu niedrig ist, ist die Werkstoffdosierung instabil, was die Masse und das Aussehen des Formteils schadet.
Warum soll man die Hinterschneidung vermeiden?
Die Hinterschneidung verhindert die Entformung in der normalen Trennrichtung, weil sie quer zur Entformungsrichtung ausgeprägt ist. Um diese Schwierigkeit zu lösen benötigt man zusätzliches Bauelement im Werkzeug, den Schieber, der zu mehreren Werkzeugkosten als auch die längere Zykluszeit führt. Bei der Konstruktion muss die Ingenieur darauf berücksichtigt.
Was versteht man die Schieber im Werkzeug?
Beim Sonderfall mit Hinterschnitten im Spritzteil ist es unmöglich, der Spritzgussteil direkt nach Öffnen zu entformen. Man braucht eine Schiebereinheit zum Befreien der Hinterschnitte. Normale Schiebereinheit besteht aus Backen, Schrägbolzen, ev. Schieberkurven Verriegelung. Es sorgt dafür, den Formteil mit Hinterschnitten in der Schieberrichtung zu entformen. Dieser Bauteil verteuert die Formkosten.
Welche Formart gibt es für Anguss?
Unter Anguss versteht man ein Strömungssystem zwischen die Formhohlraum und die Düse. Es liefert den geschmolzenen Kunststoff zum Hohlraum. Dafür steht die Arte von Punkt-, Scheiben-, Normal-, Stangen-, Tunnel-, Ringanguss zur Verfügun.
Wozu dient die Entlüftung in der Form?
Die Entlüftung spielt eine notwendige Rolle für die Qualität des Formteils auch für Begünstigung der Produktionszykluszeit im Spritzguss. Der Luft existiert sowohl in dem Hohlraum, Kühlleitung, als auch als flüchtiges Gas von geschmolzenem Material vorkommt. Alle diese Lüfte muss rechtzeitig abgeführt, um die schädliche Folge in dem Formteil zu vermeiden.
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