Spritzgusswerkzeuge

Kunststoffspritzguss oder Spritzguss ist die Herstellung von Kunststoffteilen in großen Stückzahlen mittels Spritzgussmaschinen.

Um zu verstehen, wie es funktioniert, müssen Sie über Grundkenntnisse der Spritzgusswerkzeuge verfügen, was sie sind, wie sie funktionieren, wo Sie sie finden und welche Spritzgusswerkzeuge für bestimmte Aufgaben am besten geeignet sind.

Glücklicherweise liefert Ihnen dieser Artikel alle Details, die Sie wissen müssen, bevor Sie ein Spritzgusswerkzeug bedienen:

Was ist eine Spritzgussform?

Eine Spritzgussform oder eine Platte ist ein bearbeitetes Werkzeug, das im Kunststoffspritzgussverfahren verwendet wird. Es formt die geschmolzenen Kunststoffe zu fertigen Kunststoffwaren.

Es ist der Eintrittspunkt, der es dem geschmolzenen Kunststoff ermöglicht, von der Spritzeinheit zu passieren. Der Eingang der Spritzgussform wird als Angussbuchse bezeichnet. Sie verbinden sich mit Angusskanälen, Tunneln, die den Anguss mit dem Hohlraumbild verbinden.

Das Hohlraumbild ist ein leerer Raum in der Spritzgussform, der den geschmolzenen Kunststoff in die gewünschte Form und Größe umwandelt.  

Im Allgemeinen kann dieses Spritzgusswerkzeug je nach Produktionsvolumen eine oder mehrere Kavitäten haben. Einkavitäten-Formen werden als Einzeleindruck-Kavitätenformen bezeichnet, während solche mit mehreren Kavitäten als Mehrfacheindruck-Kavitätenformen bezeichnet werden.

Was ist eine Auswerferform?  

Die Auswerferform oder die B-Platte ist der Teil des Spritzgusswerkzeugs, der als Austrittsstelle fungiert, durch die Kunststoffteile aus der Spritzgussform ausgeworfen werden.

Wenn der geschmolzene Kunststoff formt, schiebt die Schließeinheit die B-Platte aus der Spritzgussform, wodurch ein Austrittspunkt entsteht und die Kunststoffprodukte mithilfe von Auswerferstiften aus den Spritzgussformen geschoben werden.

Was ist Umspritzen?

Umspritzen ist der Prozess, bei dem die Spritzgussform mehrere Schichten um ein einzelnes Produkt herum bildet. Dazu werden die Spritzgussteile wieder in das Werkzeug eingebracht.

Damit dieser Prozess erfolgreich ist, benötigen Sie jedoch spezielle Spritzgusswerkzeuge mit mehreren Spritzeinheiten.

Der Umspritzprozess ist einfach. Sie beginnen damit, die Kunststoffprodukte mit einem Grundfarbenmaterial zu formen, um sicherzustellen, dass Sie genügend Platz lassen, um mehr Kunststoffprodukte mit unterschiedlichen Farben unterzubringen.  

Angussarten für Spritzgusswerkzeuge

Die kleine Öffnung, die beim Öffnen einer Form entsteht, wird als Anschnitt bezeichnet. Durch diese Öffnungen tritt Kunststoff in die Formhohlräume ein. Es gibt zwei Hauptangussarten, die in Spritzgussformen zu finden sind. Sie beinhalten:

• Automatisch getrimmte Tore: Diese Tore öffnen sich automatisch ohne Eingreifen eines Bedieners. Auf diese Weise gibt es weniger Schäden und Narben. Zu diesen Anschnitten gehören der Heißkanalanguss, der Ventilanguss und der Auswerferstiftanguss.
• Manuell getrimmte Anschnitte: Bei diesen Anschnitttypen muss ein Bediener die Komponenten von den Läufern trennen, sobald ein Zyklus abgeschlossen ist. Dazu gehören der Anguss, die Spinne, der Überlappungsanguss und andere.

Arten von Spritzgussformen

Je nach herzustellendem Kunststoffprodukt unterscheiden sich die Spritzgussformen in Form und Größe.

Es gibt viele Arten von Spritzgussformen, die Sie für Ihren Kunststoff-Spritzgussprozess verwenden können, aber das Zwei-Platten-Spritzgießen wird am häufigsten verwendet.

Die verschiedenen Kunststoff-Spritzgussformen werden wie folgt klassifiziert:

Die Anzahl der Formnester

Eine der wichtigsten Möglichkeiten zur Unterscheidung des Spritzgießens ist die Anzahl der Formnester. In dieser Kategorie gibt es drei verschiedene Arten von Spritzgussformen. Dazu gehören:

• Familienformen: Familienformen haben mehrere unterschiedliche Hohlräume. Produzierende Unternehmen produzieren damit Kunststoffteile in unterschiedlichen Formen und Größen.  
• Einkavitäten-Werkzeuge: Es wird verwendet, um ein einzelnes Formteil pro Zyklus herzustellen, da es nur eine einzige Kavität hat. Sie sind in der Regel nicht ideal für großvolumige Kunststoffproduktionen, aber billiger als andere.
• Formen mit mehreren Kavitäten: Dieses Spritzgusswerkzeug verfügt über mehrere identische Kavitäten, um große Mengen ähnlicher Behälter herzustellen.

Das Fütterungssystem

Eine andere Möglichkeit, die Kunststoff-Spritzgusswerkzeuge zu unterscheiden, ist ihr Zuführsystem, eine Ansammlung von Kanälen, einschließlich der Angusskanäle, Anschnitte und Angüsse, die den geschmolzenen Kunststoff in den Formhohlraum leiten.

Hier sind die verschiedenen Arten von Formen in dieser Kategorie:

• Spritzgussform mit isoliertem Anguss: Dieses Spritzgussverfahren verwendet unbeheizte Angusskanäle, um den geschmolzenen Kunststoff in das Hohlraumbild zu leiten, und Heizpatronen, um Schichten zu erzeugen, die den geschmolzenen Kunststoff umgeben, um isolierte Keulen zu bilden.  
• Heißkanal-Spritzgussform: Dies sind Spritzgussformen, die beim Spritzgießen verwendet werden und von außen oder innen beheizte Stäbe verwenden. Die Formen sind dauerhaft in einer Verteilerplatte eingeschlossen, um zu verhindern, dass sie mit den Kunststoffteilen herausgeschleudert werden.

• Kaltkanal-Spritzgießwerkzeug: Wie das Isolierkanal-Spritzgießwerkzeug verwenden Kaltkanäle unbeheizte Kanäle, um den geschmolzenen Kunststoff in die Kavitäten zu leiten, was sie zur besten Option bei der Herstellung von wärmeempfindlichen Kunststoffkomponenten macht.             

Die Formplatte

Wie bereits erwähnt, gehören Formplatten zu den Formwerkzeugen, die zur Herstellung von Kunststoffbehältern verwendet werden. Anhand der Anzahl der Formplatten können Sie verschiedene Kunststoffspritzwerkzeuge unterscheiden. Dazu gehören:

• Zwei-Platten-Spritzguss: Diese Spritzgussform hat erschwingliche Werkzeugkosten und kann mit nahezu jedem Angusssystem verwendet werden, was sie zur meistgenutzten Spritzgussform von Hunderttausenden von Kunststoffherstellern macht. Sie sind jedoch eher mit Einkavitätenwerkzeugen vertraut.
• Drei-Platten-Spritzguss: Im Gegensatz zum Zwei-Platten-Werkzeug mit nur einer Trennebene verfügt es über eine zusätzliche Ausbrechplatte mit zwei Trennebenen. Diese Leitungen trennen das Laufsystem von den Spritzgussteilen.  
• Etagen-Spritzgießwerkzeug: Es ist das teuerste Spritzgießwerkzeug in dieser Kategorie, aber es ist effizienter und senkt die Gesamtbetriebskosten. Es verwendet auch einige Klammertonnagen mit jedem Zyklus.                                           

Materialauswahl für Kunststoff-Spritzgusswerkzeuge

Die Auswahl des Werkzeugmaterials ist eine der am meisten übersehenen, aber dennoch kritischen Konstruktionen von Spritzgusswerkzeugen. Ihre Materialwahl beeinflusst maßgeblich die Lebensdauer Ihrer Spritzgusswerkzeuge.  

Sie können Ihre Formwerkzeuge aus Aluminium oder Stahl bauen. Aluminium ist jedoch nicht die beste Option bei der Herstellung von Kunststoffteilen mit hoher Toleranz. Sie sollten es daher nur verwenden, wenn Sie Komponenten mit geringer Toleranz herstellen.

Das sollten Sie auch beachten:

• Die richtige Stahlhärte und -sorte sind entscheidend, um die Zähigkeit und Haltbarkeit des Spritzgusswerkzeugs auszugleichen.  
• Sie benötigen härteren Stahl, um glasgefüllte Materialien zu formen, die Werkzeuge wie Läufer und Tore abnutzen können.
• Sie können auch die Stahlhärte verwenden, um die Stahlsprödigkeit einzuführen. Und es ist daher nicht die beste Wahl für Werkzeugkomponenten, die anfällig für seitliche Belastungen sind.

Die Beziehung zwischen enger Werkzeugkomplexität und enger Toleranz

Werkzeuge, Formdesign, Kavitation und Materialien wirken sich auf die Toleranz der Kunststoffspritzgusswerkzeuge aus. Ein einfacherer Prozess wird wahrscheinlich eine engere Toleranz erreichen und beibehalten als komplexe Teile, da sie enge Toleranzen gefährden können, da andere Variablen, wie z. B. die Anzahl der Kavitäten, zu berücksichtigen sind.

Im Allgemeinen benötigen Sie ausgeklügelte Kunststoff-Spritzgusswerkzeuge, um komplexe Teile mit zusätzlichen Merkmalen wie Gewinden und Hinterschnitten herzustellen. Bei komplexen Geometrien können Sie auch zusätzliche rotierende mechanische Zahnräder benötigen.

Der Prozess für Spritzgusswerkzeuge

Der Prozess für Spritzgusswerkzeuge ist nicht so kompliziert. Der Prozess kann jedoch je nach den Produkten, Materialien und Spezifikationen, die Sie erfüllen möchten, variieren.

Hier sind jedoch die grundlegenden Phasen des Spritzgussverfahrens:

Design und Technik

Die erste Phase des Spritzgussverfahrens ist die Designerstellung und Konstruktion. Es umfasst die Erstellung eines 3D-CAD-Modells der Spritzgussform und das Testen ihrer Leistung, um mithilfe einer Simulationssoftware zu sehen, ob sie Kunststoffteile mit den gewünschten Formen, Größen und Toleranzen produziert.

Prototyp

Der nächste Schritt besteht darin, eine Prototypform zu erstellen, um das Design zu testen. Dies hilft Ihnen bei der Entscheidung, ob Ihr Modell das gewünschte Ergebnis liefert oder nicht. Sie können diese Phase auch nutzen, um Ihr Formdesign zu verbessern, bevor es die Endphase erreicht.

Werkzeugherstellung

Hier stellen Sie die eigentliche Form her. Sie können verschiedene Materialien wie Aluminium und Stahl und Techniken wie Elektroerosionsbearbeitung (EDM), CNC-Bearbeitung oder 3D-Druck verwenden, um die Formen herzustellen.

Formqualifizierung

Der nächste Prozess in den Spritzgusswerkzeugen besteht darin, mehrere Testteile herzustellen und die Eigenschaften und Abmessungen der geformten Kunststoffe zu messen, um festzustellen, ob sie die erforderlichen Spezifikationen und Standards erfüllen.

Massenproduktion

Jetzt, da Sie wissen, dass Ihre Form geeignet ist, können Sie sie für die Massenproduktion verwenden. Dazu werden die verschiedenen Formhohlräume mit dem geschmolzenen Kunststoff gefüllt und ihm genügend Zeit zum Abkühlen und Erstarren gegeben, wodurch die Form angenommen wird.

Wartung

Der Prozess endet nicht mit einer einzigen Produktion. Sie müssen den Spritzguss instand halten, um sicherzustellen, dass weiterhin qualitativ hochwertige Produkte hergestellt werden. Dies bedeutet, verschlissene Teile zu reparieren, erforderliche Anpassungen vorzunehmen und sie von Zeit zu Zeit zu reinigen.

Dinge, die bei der Suche nach einem Unternehmen zur Herstellung von Kunststoffformen zu beachten sind

Es kann eine kleine Herausforderung sein, das beste Produktionsunternehmen für Ihren individuellen Spritzgussprozess zu finden. Sie müssen die zu stellenden Fragen und die Antworten kennen, die Sie benötigen.

Um den besten Hersteller für Ihren Formprozess zu finden, beachten Sie Folgendes:

• Jahrelange Erfahrung: Erfahrung zählt. Hersteller mit mehr Erfahrung produzieren wahrscheinlich weniger Defekte, wodurch die Gesamtbetriebskosten gesenkt werden.
• Inländische Fertigung: Sie möchten einen lokalen Hersteller beauftragen, um die Vorteile der hauseigenen Werkzeuge zu nutzen.
• Klare Kommunikation: Sie möchten einen zuverlässigen Hersteller beauftragen, der Sie über den Fortgang des Prozesses informiert. Bitten Sie sie, Sie vorher durch den Prozess zu führen, und vergessen Sie nicht, sich nach den benötigten Materialien zu erkundigen. Sehen Sie, wie sie ihre Ziele präsentieren, und entscheiden Sie, ob Sie mit ihnen kommunizieren können

Fazit

Jetzt, da Sie wissen, wie Kunststoff-Spritzgusswerkzeuge funktionieren, können Sie Ihr Projekt starten. Es ist ein ziemlich einfacher Prozess, Kunststoffbehälter in großen Mengen innerhalb eines angemessenen Zeitrahmens herzustellen. Es ist auch erschwinglich und hilft Ihnen, Qualitätsstücke innerhalb kürzester Zeit zu produzieren.