In der Medizintechnik stellen Anwendungen im Reinraum hohe Anforderungen an Spritzgießwerkzeuge. Zukunftsfähige Lösungen ergeben sich hier mit Konzepten, bei denen der konturgebende Bereich gegen das umgebende Werkzeug isoliert ist. Isolierte Werkzeugkonzepte ermöglichen außerdem einen automatisierten Wechsel von Produkten auf der Spritzgießmaschine.

Entscheidende Merkmale der Isoform-Werkzeuge sind die Isolierung des konturgebenden Bereiches gegen das umgebende Werkzeug durch Formeinsätze und Wärmedämmplatten. (Bild: Konstruktionsbüro Hein)

Der extra dazu gestaltete geschlossene Auswerferkasten stützt die Formplatte ab, wodurch sich diese erheblich weniger durchbiegt. (Bildquelle: Konstruktionsbüro Hein)

Die dauerhaft hohe Prozessfähigkeit ist neben der geringen möglichen Kontamination die wichtigste geforderte Eigenschaft von Spritzgießwerkzeugen im Reinraum. Die bereits in der Spritzgießsimulation erarbeiteten Entlüftungskonzepte können bei Isoform-Werkzeugen durch die geschlossene Auswerferkastenausführung mit einer Evakuierung im Auswerferkasten (Unterdruckspeicher) über Entlüftungsauswerfer ergänzt werden, was neue Lösungsansätze zur Entlüftung ermöglicht und bei vielen Anwendungen Ablagerungen in der Formtrennung vermeiden kann.

Der ganze Spritzgießprozess sollte mit Toleranzfenstern belegbar sein, sodass angussnah über einen Drucksensor die Füllung und angussfern über einen Temperatursensor oder einen Drucksensor auch das Umschalten auf Nachdruck chargenunabhängig konstant bleiben kann. Das Gleiche gilt für die Werkzeugtemperierung, wo auch Toleranzfenster über den Vor- und Rücklauf mit Durchfluss, Temperatur und Druckwerte gelegt werden sollten. Bei der Wassertemperierung gehört unbedingt dazu, dass das Wasser entkeimt, evakuiert und geeignet geimpft ist. Statt Ablagerungen und Rost im Temperiersystem ergibt sich so ein umfassender Rostschutz. So sorgt die Temperierung über Jahre hinweg mit gleichen Temperaturen für stabile Prozesse.

Das Formenkonzept enthält wegen der fortschreitenden Automatisierung Wechselwerkzeug-Varianten, die sich besonders für automatisierte Werkzeugwechsel eignen. (Bildquelle: Konstruktionsbüro Hein)

Bisher wird die zyklusabhängige konturnahe Temperierung nur selten eingesetzt, obwohl sie erhebliche Vorteile hinsichtlich der erreichbaren Produktqualität und Prozessfähigkeit bietet. Da in Isoform-Werkzeugen der konturgebende Bereich vom Rest des Werkzeugs isoliert ist, also einen kleinen Masseanteil im Werkzeug einnimmt, ist es vorstellbar, dass ein Temperaturwechsel im Einsatz auch innerhalb kurzer Zyklen möglich ist. Bei amorphen Werkstoffen werden so Klavierlackoberflächen und optimale Bindenahtfestigkeiten in Kombination mit der schon erwähnten Entlüftung erreicht.

Durch die Isolation der konturgebenden Einsätze oder Formplatten wird bis auf den Hochtemperaturbereich die Temperierung des restlichen Werkzeuges meist überflüssig, wenn auch das Heißkanalsystem über keramische Anlagen mit mind. 2W/mK isoliert ist. Heißkanalsysteme ohne geeignete Isolation tragen viel Wärme in das Spritzgießwerkzeug ein, die von der Werkzeugtemperierung wieder kompensiert werden müssen. Da die Regelkreise von Heißkanal und Werkzeugtemperierung nicht aufeinander abgestimmt sind und so ständig schwanken, ist dann auch das Spritzergebnis weniger konstant und schwankt mit, was sich negativ auf die Prozessstabilität auswirken kann.

ist Geschäftsführer des Konstruktionsbüro Hein in Neustadt am Rübenberge.

Ich bin einverstanden, von plastverarbeiter per E-Mail über Zeitschriften, Online-Angebote, Produkte, Veranstaltungen und Downloads aus dem Industrie-Medien-Netzwerks informiert zu werden. Ich bin ferner mit der Auswertung meiner Nutzung des Newsletters zur Optimierung des Produktangebots einverstanden. Diese Einwilligung kann ich jederzeit mit Wirkung für die Zukunft widerrufen, indem ich mich vom Newsletter abmelde. Die Datenschutzhinweise habe ich gelesen und zur Kenntnis genommen.

Mit der Registrierung akzeptiere ich die Nutzungsbedingungen der Portale im Industrie-Medien-Netzwerks. Die Datenschutzerklärung habe ich zur Kenntnis genommen.

Feddem, Sinzig, stellt auf der K 2022 – neben seinen Extrudermodellen – vor allem einige Neuentwicklungen in der Peripherietechnik sowie Augmented-Reality-Anwendungen in den Mittelpunkt.Weiterlesen...

Martin Brudermüller bleibt über 2023 hinaus Vorstandsvorsitzender der BASF. Der Aufsichtsrat des Chemiekonzerns hat außerdem Dr. Dirk Elvermann zum neuen Finanzvorstand und Chief Digital Officer ernannt.Weiterlesen...

Aus Kunststoffabfällen durch Vermahlen gewonnene Flakes lassen sich direkt im Spritzguss verarbeiten, wenn mitgeführte Fremdstoffe gründlich aus der Schmelze entfernt werden. Die zugehörige Technologie hat der Spritzgießmaschinenbauer Engel, Schwertberg, Österreich, entwickelt und dabei einen Hochleistungs-Schmelzefilter von Ettlinger, Königsbrunn, gewählt.Weiterlesen...

BS Systems GmbH & Co. KG