Lange Fliesswege mit geringen Toleranzen und Mehrfachkavität

Arburg setzte bei seinem Entwicklungsprojekt «Schlüsselanhänger» beim Pulverspritzgiessen auf die Kompetenzen von REGLOPLAS. Erfahren Sie, wie die REGLOPLAS-Lösung lange Fliesswege bei konstanter Temperatur ermöglichte und dadurch die beste Qualität des finalen Produktes sicherstellte.

Arburg, ein führendes deutsches Maschinenbauunternehmen von elektrischen, hybriden und hydraulischen Kunststoffspritzgiessmaschinen und REGLOPLAS pflegen eine langjährige und erfolgreiche Zusammenarbeit. Aus diesem Grund ist Arburg im Bereich Pulverspritzgiessen mit dem Entwicklungsprojekt «Schlüsselanhänger» auf die REGLOPLAS zugegangen.

Für das Pulverspritzgiessen von Keramik und Metall stand die Herausforderung der Verkürzung der Angusswege im Vordergrund. Speziell bei der Verwendung des PIM-Prozesses (Powder Injection Molding) für Metallpulver benötigt man bei der Kombination REGLOPLAS VARIO den Heisskanal zusammen mit dem REGLOPLAS 200Smart Temperiergerät.

Aktuell ist im Markt des Pulverspritzgiessens ein Trend hin zu Mehrfachkavitäten zu erkennen. Bei Mehrfachkavitäten muss der Weg im Anguss zu jedem Teil (Kavität) zwingend gleich lang sein. Dafür muss der Angusskanal entsprechend verzweigt werden. Damit diese Vorgabe sichergestellt ist, setzt Arburg auf den Einsatz eines flüssigkeitstemperierten Heisskanals. Die dafür von REGLOPLAS entwickelte Lösung erzeugt Qualitätsprodukte auf hohem Niveau mit stabiler Prozesssicherheit.

Pulverspritzgießen (PIM) von Schlüsselanhängern mit kundenspezifisch entwickeltem REGLOPLAS 200Smart Temperiergerät für den Heisskanal.

 

Problemstellung

Der Heisskanal muss bei Mehrfachkavitäten für mehrere Schieber mit Angusslängen von mehr als 13 cm ausgelegt werden (siehe Abbildung 1). Die Herausforderung ist hierbei, den Heisskanal trotz sehr geringer Platzverfügbarkeit so nah wie möglich an die Mehrfachkavität zu führen. Die Kaltkanäle können dadurch deutlich verkürzt werden.

Die Herausforderung an die Temperierung besteht bei Mehrfachkavitäten besonders darin, dass der Feedstock (der Hauptrohstoff, der bei der Herstellung eines Produktes verwendet wird) gleichmäßig temperiert werden muss. Zudem darf dieser zu keiner Zeit überhitzen. Dieses würde eine Zersetzung des Feedstock zur Folge haben. Eine stabile Temperierung kann durch elektrische Heisskanäle nicht ausreichend gewährleistet werden. Darum soll diese schwankungsfreie Temperierung durch ein Temperiergerät der REGLOPLAS, betrieben mit dem Medium Öl, erreicht werden.

Eine erhöhte Einspritzgeschwindigkeit führt oft zu Dichteunterschieden in den zu erzeugenden Grünteilen. Diese Inhomogenität der Dichte erzeugt beim Sintern einen starken Verzug. Je nach Feedstock entstehen Entmischungen um den Anspritzpunkt und entlang des Fliessweges. Zur Vermeidung dieser Defizite am Teil, muss die Werkzeugtemperatur beim Einspritzen auf Schmelztemperatur gebracht werden. Gleichzeitig benötigt der Feedstock eine stabile und sehr genaue Temperierung des Heisskanals, welcher den Angussbereich getrennt vom Werkzeug beheizt. Dies dient dazu, dass das Einsatzmaterial im Angussbereich permanent fliessfähig bleibt, was ein vorzeitiges Einfrieren verhindert. Zudem können längere Fließwege realisiert werden, da die Masse erst in der Kavität abzukühlen beginnt.

 

Zielsetzung

Beim Pulverspritzgiessen sollen lange Fliesswege bei geringen Toleranzen und dünner Wandstärke bei Mehrfachkavitäten ermöglicht werden. Dies erfordert einen optimal für die Mehrfachkavitäten ausgelegten Heisskanal, welcher durch eine schwankungsfreie Temperierung betrieben wird.

 

Vorgehensweise

Um die gesteckten Ziele zu erreichen, wird eine der Kernkompetenzen von Arburg, in diesem Fall das Pulverspritzgießen, mit der Kernkompetenz im Bereich Temperierung von REGLOPLAS ergänzt. Das Entwicklungsprojekt «Schlüsselanhänger» wird in Kooperation durchgeführt. Diese beinhaltete den Austausch der Formdaten, Endproduktdaten, technischen Spezifikationen der Materialien sowie weitere Informationen. Daraus wurde eine vorrangige, kundenspezifische Temperierungskalkulation erstellt um daraus den angestrebten Heisskanal errechnen und entwerfen zu können. Weiter unterstützte REGLOPLAS vor Ort Arburg beim Testablauf, der Feineinstellung der Parameter sowie der Messung der finalen Produktionswerte.

Der verwendete Feedstock hat eine extrem starke Temperaturabhängigkeit der Viskosität. Um eine höchstmögliche Qualität des finalen Produktes zu gewährleisten, bedarf es einer konstanten Viskosität des verarbeiteten Einsatzmaterials. Dafür ist es zwingend notwendig, dass der medientemperierte Heisskanal eine bestmögliche Temperaturkonstanz aufweist.

Für die Bedürfnisse der Arburg wurde ein Temperiergerät, welches die Vorgaben der Arburg (z.B. die maximale Temperaturabweichung in der Regelung von +/- 1 K) erfüllen sollte, von der REGLOPLAS berechnet und entwickelt.

Durch den Einsatz des eigens für die Arburg entwickelten 200Smart der REGLOPLAS (siehe dazu Abbildung 2) konnten die ersten Versuche am Heisskanal gefahren werden.

Für die ersten Versuche wurde eine Testform zur Herstellung eines Schlüsselanhängers entwickelt. Grünteile mit den unterschiedlichen Geometrien sind in Abbildung 3 dargestellt. Die Angusslängen betragen 1,3 und 2,3 cm. Die Form ist für einen flüssigkeitstemperierten Heisskanal (REGLOPLAS 200Smart) ausgelegt.

Die Verwendung eines flüssigkeitstemperierten Heisskanals und des von REGLOPLAS speziell entwickelten Öltemperaturregelgeräts REGLOPLAS 200Smart (Abbildung 2) ermöglicht eine konstante Einsatztemperatur mit Abweichungen von weniger als +/- 1 K. Dadurch ist eine effektive Kontrolle der Fliessfähigkeit des Einsatzmaterials (Feedstock) gewährleistet. Abbildung 4 zeigt das Heisskanalsystem für die Herstellung eines Schlüsselanhängers.

 

Zusammenfassung

REGLOPLAS bietet mit seinen kundenspezifischen Lösungen individuelle Produkte für spezielle Kundenbedürfnisse an.
Die Vorteile beim Projekt mit Arburg sind:

  • Durch die Anwendung des REGLOPLAS 200Smart wird die höchstmögliche Qualität des finalen Produktes (Schlüsselanhänger) sichergestellt.
  • Extrem konstante Temperaturkontrolle im Heisskanal mit Abweichungen von weniger als +/- 1 K
  • Lange Fliesswege bei konstanter Temperatur möglich.
  • Sehr hohe Reproduzierbarkeit der Bauteile.

Weitere Informationen
Produktgruppen:
Peripherie, Produkte für Kunststoffverarbeitung
    Temperierung

Ihre Kontaktperson für diesen Showcase
Foto von  Siegfried Hohlbaum

Siegfried Hohlbaum

Regloplas AG

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