Entwicklung von Spritzgussteilen zur Materialeinsparung

Der Spritzguss zählt zu den Urformverfahren. Dabei werden Bauteile aus verschiedenen Materialien hergestellt. Zum Beispiel können die Formteile aus Kunststoff oder Metall bestehen, überdies werden auch verstärkende Stoffe wie Glasfasern in das Bauteil eingebracht. Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere werden verarbeitet. Dafür wird das Material erwärmt oder geschmolzen, bis es fließfähig ist, zudem ist die Temperatur abhängig vom verwendeten Material.

Eine Schnecke fördert das Material zu einer Düse. Dabei wird ein Druck aufgebaut und das Material homogenisiert. Durch die Düse wird das Material unter einem Druck von 500-2000 bar über einen Anguss in das Werkzeug eingebracht und erstarrt dort. Das Formwerkzeug wird auch Kavität genannt und kann komplexe Formen annehmen, überdies kann es zur besseren Materialverteilung aufgeheizt werden. Die Kavitäten können sternförmig oder linear angeordnet sein. Nach dem Abkühlungsvorgang wird die Kavität geöffnet und das Bauteil durch Stifte ausgeworfen, eventuell ist der Einsatz eines Trennmittels möglich.

Durch die Gestaltung der Kavitätenwände ist die Oberflächenstruktur der Bauteile von glatten Oberflächen mit Hochglanz bis zu rauen Oberflächen für eine erhöhte Verarbeitbarkeit einstellbar. Dadurch entfällt eine aufwendige Bearbeitung der Oberfläche im Nachgang. Das macht die Technologie einsatzfähig für die Serienproduktion verschiedener Verbraucherprodukte und für technische Anwendungen. Es werden Teile in einer hohen Stückzahl reproduzierbar und durch die hohe Standzeit des Werkzeugs wartungsarm hergestellt. Im Spritzguss können dünnwandige Teile oder massive Bauteile hergestellt werden.

Die Teile finden Anwendung in der Automobilindustrie, bei Haushaltsgeräten und bei Medizinprodukten. Produkte der Wertschöpfungskette sind z.B. PET-Flaschen oder Kabel, die Entwicklung von Spritzgussteilen hat eine lange Tradition und nimmt hierzulande eine herausragende Stellung ein.

Bei der Entwicklung von Spritzgussteilen wird daher auf Parameter, Druck, Temperatur, Zeit des Einspritzvorgangs und die Zusammensetzung des Materials geachtet. Durch Optimierung dieser Parameter können Kosten des Prozesses eingespart werden. Auch Spannungen im Bauteil durch unregelmäßiges Fließen des Materials oder Hohlräume können so vermieden werden und gleichmäßige Bauteileigenschaften sicherstellen. Das Werkzeug ist dabei ausgelegt für das Material und dessen Fließfähigkeit sowie eine gleichmäßige Temperaturverteilung und eine schnelle Abkühlung. Weiterhin wird darauf geachtet, dass die Lage des Anguss nicht an belasteten Stellen des Bauteils liegt. Für einen energiesparenden Herstellprozess wird die Beheizung der Form auf möglichst niedriger Stufe bevorzugt. Auch die Abkühlung des Werkzeugs stellt ein Einsparpotential dar. Generell ist es günstig, die Temperatur des Werkzeugs möglichst konstant zu halten. Von Bedeutung für die Entwicklung von Spritzgussteilen ist die Herstellung der Form, dies wird meist mit CAD Verfahren realisiert. Die Form des Bauteils bestimmt die Lage des Angusses. Neben dem Kunstoffeinspritzverfahren oder auch plastic injection molding (PIM) wird auch Metall im Spritzgussverfahren oder metal injection molding (MIM) verarbeitet.

Weitere Informationen finden Sie bei der Banner Kunststoffwerk GmbH

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