Informationen zum werkzeugbezogenen Design im Zusammenhang mit Probeläufen

Die Klassifizierung von Werkzeugen kann auf verschiedene Arten erfolgen. Jede Kategorie von Werkzeugen hat ihre Besonderheiten, aber der größte Einfluss auf den Probelauf hat die Struktur des Werkzeugs. Sie beeinflusst unter anderem den Druckverlust, die Temperaturverteilung und die Spritzgeschwindigkeit während der Verarbeitung. Wenn die Laufkanäle lang sind und das Werkzeug groß ist, muss das Werkzeug in der Regel beheizt und gekühlt werden, um einen gleichmäßigen Druckverlust und eine Temperaturverteilung zu erreichen. Bei Kombination mit verschiedenen Angüssen und einer sinnvollen Steuerung der Spritzgeschwindigkeit lässt sich eine qualitativ einwandfreie Produktion gewährleisten. Nachfolgend werden einige Arten von Werkzeugen vorgestellt, die sich auf den Probelauf auswirken.

Heißeinlaufwerkzeuge

Heißeinlaufwerkzeuge lassen sich weiter in wärmeisolierten Laufkanalwerkzeuge und Heizkanalwerkzeuge unterteilen.

1.Bei wärmeisolierten Laufkanalwerkzeugen erreicht der Laufkanal im Werkzeug oft erst nach Hunderten von gefertigten Teilen den "nicht trockenen Zustand". Daher ist es einerseits erforderlich, Geduld zu haben, und andererseits, den Eintritt dieses Zustands zu beobachten. In der Regel tritt er erst auf, wenn die Verfahrensparameter entsprechend eingestellt sind, und erfüllt folgende Bedingungen:

① Der Kunststoff ist nicht wärmeempfindlich;

② Der Formzyklus ist so kurz wie möglich;

③ Der Spritzling härtet schnell aus und stabilisiert sich schnell. Daher eignen sich am besten dünnwandige Produkte. Bei Wasserkühlung sollte das Kühlwasser nicht geöffnet werden, bevor der "nicht trockene Zustand" erreicht ist. Sobald er eintritt, wird die Wassermenge allmählich erhöht.

2. Heizkanalwerkzeuge verfügen über Heizelemente und können zusätzlich über ein Kühlsystem verfügen. Daher ist das Gleichgewicht zwischen Heizen und Kühlen der Schlüssel der Einstellung. Zunächst wird das Kühlwasser geschlossen und die Heiztemperatur auf das Maximum eingestellt. Sobald der Laufkanal im Werkzeug die "nicht trockene" Temperatur erreicht hat, wird die Wassermenge allmählich erhöht. Anschließend wird der Temperaturregler allmählich auf eine passende Temperatur eingestellt, um die Formzeit zu minimieren, den Laufkanal flüssig zu halten und die Verformung des Produkts innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten.

Sowohl wärmeisolierten Laufkanalwerkzeuge als auch Heizkanalwerkzeuge erfordern eine stabile Produktion. Es darf nicht lange an einem Verfahrensschritt festgehalten werden.

Zweifarbige Werkzeuge

Zurzeit können nur Länder wie Deutschland Vierfarbenwerkzeuge herstellen. In China ist die Herstellung von Zweifarbigen Werkzeugen bereits möglich. Zweifarbige Spritzgussmaschinen verfügen über zwei Zylinder, die jeweils Kunststoffe zweier Farben spritzen. In der Regel benötigen die beiden Zylinder zwei Sätze von Verfahrensparametern. Wenn ein Zylinder senkrecht zu dem anderen steht, muss beim Aufspannen des Werkzeugs verhindert werden, dass es seitwärts verschiebt. Während des Betriebs müssen die beiden Sätze von Verfahrensparametern aufeinander abgestimmt werden, was eine intensivere Abstimmungs- und Einrichtungsphase erfordert. Die Einstellung der Verfahrensparameter für jeden Zylinder ist jedoch relativ unabhängig.

Stapelwerkzeuge

Stapelwerkzeuge in Form von CD-Boxen erfordern bei der Montage besondere Sorgfalt. Die Einstellung der Geschwindigkeit für das Öffnen und Schließen sowie der Öffnungsdistanz muss angemessen sein. Dank der verbesserten Fertigungsqualität ist die Präzision der Werkzeuge ausreichend gewährleistet. Probleme wie Überstände oder Verformungen, die früher häufig auftraten, treten jetzt seltener auf. Lediglich Probleme mit der Konsistenz und der Automatisierung bedürfen weiterer Forschungen. Diese hängen jedoch eher mit dem Design zusammen als mit dem Probelauf.

Spezialwerkzeuge

Spritzgusswerkzeuge verfügen in vielen Fällen über spezielle Designs, wie z. B. Schäumwerkzeuge, Mikroblasenspritzgusswerkzeuge, Kautschukspritzgusswerkzeuge oder Reaktionsspritzgusswerkzeuge. Diese Spezialwerkzeuge haben bei Probeläufen ihre Besonderheiten, die hier nicht im Detail behandelt werden.

Angussformen

Es gibt viele Arten von Angüssen, die im Allgemeinen einen großen Einfluss auf den Spritzguss während des Probelaufs haben. Zu kleine Angüsse erschweren in der Regel eine erfolgreiche Einstellung, aber zu große Angüsse sind ebenfalls problematisch, da sie in der Nachbearbeitung umständlich sind und sogar größere Narben hinterlassen können. Punktangüsse lassen sich leicht entfernen und hinterlassen kleine Narben. Versteckte Angüsse verdecken die Angussnarben noch besser, machen das Werkzeugdesign jedoch komplexer. In Spritzgusswerkzeugen für Autobumpers können beispielsweise mehrere Angüsse gleichzeitig vorhanden sein. Während des Probelaufs können Positionen oder Anzahl einiger Angüsse geändert werden, und es sollten dem Designteam entsprechende Vorschläge unterbreitet werden.

Zustand der Laufkanäle

Abgesehen von heißen Einläufen ist das größte Problem beim Probelauf, dass die Laufkanäle die Kanalreste nicht im festen Werkzeugteil lassen. Dies kann durch die Installation von Zugstiften gelöst werden. Beim Probelauf darauf achten, dass die Laufkanalmaterialien nicht gerissen werden, da dies beim Schließen des Werkzeugs Probleme verursachen würde.

Kunststoffschrumpfung

Die Schrumpfung von Kunststoffen ist ein sehr schwieriges Problem, da die Schrumpfrate nicht nur von dem Kunststoff selbst, sondern auch von der Produktstruktur und den Verarbeitungsprozessen abhängt. Um Schwankungen der Schrumpfrate aufgrund von Eigenschaften des Kunststoffs zu minimieren, muss für den Probelauf derselbe Kunststoff verwendet werden, der später in der Produktion eingesetzt wird. Bei Produkten mit stark unterschiedlichen Wanddicken tritt an dicken Wandbereichen "Wanddickenschrumpf" auf. Bei Produkten mit großen Verstärkungsrippen ist die Schrumpfung an den dicken Teilen der Rippen ebenfalls，und sogar an rechten Ecken können "Wanddickenschrumpf" oder "Lunker" auftreten.

Beim Probelauf ist es offensichtlich nicht sinnvoll, einfach den Spritzdruck zu erhöhen. In der Regel verstärkt eine Erhöhung der Materialtemperatur die Phänomene von "Wanddickenschrumpf" und "Lunkern", während eine gleichmäßige Beheizung des Werkzeugs diese Phänomene mildert. Bei wärmeempfindlichen Kunststoffen, bei denen eine geringfügige Temperaturerhöhung die Schmelzflussfähigkeit erheblich verbessert, kann eine leichte Erhöhung der Materialtemperatur in Betracht gezogen werden. Bei kristallinen Kunststoffen wie Polypropylen (PP) treten "Wanddickenschrumpf" und "Lunker" unter kristallinen Bedingungen stärker auf. Man kann die Verfahrensparameter so einstellen, dass sie weniger oder gar nicht kristallisieren – beispielsweise durch schnelles Kühlen bei der Kristallisationstemperatur des Kunststoffs, um eine vollständige Kristallisation zu verhindern. Wenn die Änderung der Verfahrensparameter keine Wirkung zeigt, empfiehlt es sich, die Position der Angüsse zu ändern oder zusätzliche Angüsse hinzuzufügen, um die Form des Werkzeugs zu verändern und so "Wanddickenschrumpf" und "Lunker" zu mildern.