Struktur des Gießsystems

Das Kanalsystem besteht aus vier Teilen: Hauptkanal, Verzweigungskanal, Anguss und Kühlmaterialmulde.

Hauptkanal

Der Hauptkanal (auch Gießkanal genannt) bezieht sich auf den Kunststoffkanal, der die Düsende des Spritzgießautomaten mit dem Verzweigungskanal verbindet. Er ist der erste Bestandteil des Kanalsystems.

Verzweigungskanal

Der Verzweigungskanal (auch Verteilerkanal genannt) ist der Kanal, der den Hauptkanal mit dem Anguss der Innenform verbindet und so ermöglicht, dass die geschmolzene Kunststoffmasse in die Innenform fließt. Bei Zweiteilformen ist der Verzweigungskanal auf der Trennebene der Form angeordnet.

Beim Design des Verzweigungskanals sind seine Querschnittsform und -größe zu beachten. Es gibt im Allgemeinen vier Arten von Querschnittsformen für Verzweigungskanäle: kreisförmig, trapezförmig, modifiziert trapezförmig und sechseckig.

• Aus der Sicht der Übertragung des Spritzdrucks ist eine größere Querschnittsfläche des Kanals besser.

• Aus der Sicht der Wärmeübertragungseffizienz ist eine kleinere Oberfläche des Querschnitts besser.

Daher ist ein Verzweigungskanal mit einem höheren Verhältnis von Querschnittsfläche zu Oberfläche effizienter. Da ein kreisförmiger Querschnitt schneller abkühlt als ein quadratischer, ist die kreisförmige Querschnittsgestaltung optimal.

Der Durchmesser des Verzweigungskanals hängt von seiner Länge ab: Je länger der Flussweg, desto größer der Durchmesser. Gleichzeitig sollte der Kanal möglichst dünn und kurz gestaltet werden. Jede Kunststoffart hat einen Mindestdurchmesseranspruch – falls der Durchmesser kleiner als dieser Mindestwert ist, kann die Kunststoffmasse nicht bis zur Kavität gelangen. In der Regel ist der Durchmesser des Verzweigungskanals 1 mm dicker als die Kunststoffwandstärke des Endprodukts, um zu verhindern, dass der Kunststoff im Kanal früher erstarrt als im Produkt und so keine Nachdruckhaltung möglich ist.

Anforderungen an den Angussdesign

(1) Grundfunktion und Vorteile des Angusses

Der Anguss ist eine kurze Rinne mit kleiner Querschnittsfläche, die den Verzweigungskanal mit der Kavität verbindet. Die kleine Querschnittsfläche dient folgenden Zwecken:

a. Kurz nach dem Füllen der Kavität erstarrt der Anguss;

b. Einfache Entfernung des Angusses (Wasseransatz);

c. Nach dem Entfernen des Angusses bleibt nur eine minimale Spur am Produkt zurück;

d. Leichtere Kontrolle des Füllvorgangs bei Mehrkavitätsformen;

e. Reduzierung von Überfüllungen.

(2) Grundprinzipien des Angussdesigns

Es gibt keine starren Regeln für das Design des Angusses – in der Regel basiert es auf Erfahrung. Dennoch müssen zwei grundlegende Faktoren 综合 berücksichtigt werden:

a. Die Querschnittsfläche des Angusses sollte so groß wie möglich und die Länge der Rinne so kurz wie möglich sein, um Druckverluste beim Durchfluss der Kunststoffmasse zu minimieren;

b. Der Anguss muss schmal und schmal sein, um eine schnelle Abkühlung zu ermöglichen und ein Rückfluss überschüssiger Kunststoffmasse zu verhindern. Er sollte sich in der Mitte des Verzweigungskanals befinden, und seine Querschnittsform sollte möglichst kreisförmig sein.

(3) Faktoren beeinflussend die optimale Größe des Angusses

Die Größe des Angusses wird durch seine Querschnittsfläche und Länge bestimmt. Darüber hinaus beeinflussen folgende Faktoren seine optimale Größe:

a. Fließeigenschaften der Kunststoffmasse;

b. Wandstärke des Formteils;

c. Menge der in die Kavität eingebrachten Kunststoffmasse;

d. Schmelzetemperatur der Kunststoffmasse;

e. Formtemperatur.

(4) Prinzipien für die Auswahl der Angussposition

Bei der Bestimmung der Angussposition sind folgende Prinzipien zu befolgen:

a. Der Anguss sollte möglichst an der dicksten Stelle des Querschnitts des Kunststoffteils angebracht werden. Dadurch kühlt der Anguss langsamer ab, was den Nachfluss der Schmelze in die Kavität fördert und so Mängel wie Einbuchtungen vermeidet.

b. Die Angussposition sollte einen kürzesten Flussweg, minimale Richtungsänderungen und geringste Energieverluste gewährleisten. In der Regel ist eine Position in der Mitte des Kunststoffteils optimal.

c. Die Angussposition sollte dem Abgasen aus der Kavität förderlich sein. Falls die in die Kavität eintretende Schmelze früh das Abgassystem blockiert, ist es schwierig, Gase aus der Kavität zu entfernen – was die Produktqualität beeinträchtigt. In diesem Fall sollte eine Abgasnut an der Stelle angeordnet werden, an der die Schmelze zuletzt die Kavität erreicht.

d. Der Anguss sollte direkt gegenüber der Kavitätswand oder einem dicken Kern positioniert werden. Dadurch prallt die Hochgeschwindigkeits-Schmelze direkt auf die Kavitätswand oder den Kern, ändert ihre Richtung, verringert ihre Geschwindigkeit und füllt die Kavität gleichmäßig. Dies eliminiert deutliche Nahtlinien und verhindert einen Schmelzeabriss.

e. Die Anzahl der Angüsse sollte nicht zu groß sein. Wenn die Schmelze über mehrere Angüsse in die Kavität eintritt, steigt die Wahrscheinlichkeit von Nahtlinien erheblich. Ohne besondere Notwendigkeit sollten nicht mehr als zwei Angüsse verwendet werden.

f. Die Angussposition sollte sicherstellen, dass der Flussweg der Schmelze vom Hauptkanal zu allen Teilen der Kavität gleich oder ähnlich ist, um Nahtlinien zu reduzieren.

g. Bei Kunststoffteilen mit Kernen oder Einlegeteilen (insbesondere zylindrischen Teilen mit langen dünnen Kernen) sollte ein exzentrischer Materialeintrag vermieden werden, um das Verbiegen von Kernen oder die Verschiebung von Einlegeteilen zu verhindern.

h. Die Angussposition sollte einen Schmelzeabriss verhindern. Wenn ein kleiner Anguss direkt gegenüber einer breiten und dicken Kavität ausgerichtet ist, erfährt die Hochgeschwindigkeits-Schmelze beim Durchgang durch den Anguss hohe Schubspannungen – was zu Spritzungen oder Ruckflüssen (Schmelzeabriss) führt. Gespritzte Schmelze kann Falten bilden und so Wellenspuren am Produkt verursachen.

i. Bei der Hochgeschwindigkeits-Einspritzung der Kunststoffschmelze in die Kavität durch den Anguss tritt eine Orientierungswirkung auf. Die Angussposition sollte nachteilige Auswirkungen dieser Polymerorientierung vermeiden und stattdessen deren vorteilhafte Effekte für das Produkt nutzen.

j. Bei der Bestimmung der Angussposition und -anzahl für eine Form muss das Flussverhältnis überprüft werden, um sicherzustellen, dass die Schmelze die Kavität vollständig füllt. Das Flussverhältnis wird durch das Verhältnis der Gesamtlänge des Flusskanals zur Gesamtwandstärke des Flusskanals bestimmt. Sein zulässiger Wert variiert je nach Eigenschaften der Schmelze, Temperatur und Spritzdruck.

k. Bei plattenförmigen Kunststoffteilen leicht auftretende Verwerfungen oder Deformationen (verursacht durch ungleichmäßige Schrumpfung in verschiedenen Richtungen) lassen sich durch den Einsatz von Mehrpunktsangüssen erheblich reduzieren.

l. Bei rahmenförmigen Kunststoffteilen sollte der Anguss diagonal angeordnet werden, um Deformationen durch Schrumpfung zu verbessern.

m. Bei ringförmigen Kunststoffteilen sollte der Anguss tangential angebracht werden – dies reduziert Nahtlinien, verbessert die Festigkeit der Nahtstellen und erleichtert das Abgasen.

n. Bei Kunststoffteilen mit ungleichmäßigen Wandstärken sollte die Angussposition einen gleichmäßigen Flussweg gewährleisten, um Wirbelbildung zu vermeiden.

o. Bei schalenförmigen Kunststoffteilen kann eine zentrale Vollflusseinlass-Anordnung des Angusses verwendet werden, um Nahtlinien zu reduzieren.

p. Bei haubenförmigen, langen zylindrischen oder dünnwandigen Kunststoffteilen sollten mehrere Angusspunkte und technische Rippen angeordnet werden, um Materialmängel zu verhindern.

Die oben genannten Prinzipien für die Auswahl der Angussposition können bei der Anwendung widersprüchlich sein – sie müssen je nach 实际情况 flexibel angewendet werden.

(5) Ausgleich des Angusses

Falls kein ausgewogener Kanalsystem erreicht werden kann, kann das Angussausgleichsverfahren angewendet werden, um ein einheitliches Formfüllen zu gewährleisten. Dieses Verfahren eignet sich für Werkzeuge mit vielen Kavitäten. Es gibt zwei Arten von Angussausgleichsverfahren:

• Ändern der Länge der Angussrinne;

• Ändern der Querschnittsfläche des Angusses.

Wenn die Kavitäten unterschiedliche Projektionsflächen haben, muss der Anguss ebenfalls ausgeglichen werden. Zur Bestimmung der Angussgröße gilt:

1. Zuerst wird die Größe eines Angusses festgelegt;

2. Das Verhältnis zwischen dieser Angussgröße und dem Volumen der zugehörigen Kavität berechnet;

3. Dieses Verhältnis auf die Vergleich zwischen anderen Angüssen und ihren zugehörigen Kavitäten angewendet, um nacheinander die Größe jedes Angusses zu ermitteln;

4. Nach dem tatsächlichen Testspritzen wird der Angussausgleich abgeschlossen.

Wenn mit einem einzigen Werkzeug zwei oder mehr Produkte hergestellt werden und einige Bereiche der Produkte dünnere Wandstärken haben, muss der Anguss (Wasseransatz) verdickt werden – die Verdickungshöhe hängt von der Größe des Produkts ab. Im Allgemeinen weist ein Produkt mit dickerer Wandstärke eine bessere Fließfähigkeit auf, sodass der Druck normal ist; ein Produkt mit dünnerer Wandstärke hingegen hat eine schlechtere Fließfähigkeit, sodass der Druck ansteigt. Um beide Produkte gleichzeitig zu füllen, besteht die Gefahr, dass das Produkt mit dickerer Wandstärke überlaufen (Flash) könnte. Um solche Probleme zu vermeiden, muss der Kanal für das Produkt mit dünnerer Wandstärke verdickt werden, um Druckverluste auszugleichen.

Kühlmaterialmulde

Die Kühlmaterialmulde (auch Kühlmaterialvertiefung genannt) dient zur Speicherung der kühleren vorderen Schmelzezone in der Anfangsphase des Füllvorgangs. Sie verhindert, dass kalte Kunststoffmasse direkt in die Kavität gelangt – was die Füllqualität beeinträchtigen oder den Anguss blockieren würde.

In der Regel wird die Kühlmaterialmulde am Ende des Hauptkanals angeordnet. Wenn der Verzweigungskanal eine größere Länge aufweist, sollte am Ende desselben ebenfalls eine Kühlmaterialmulde vorgesehen werden.