WERKZEUG-/FORMENBAU
KUNSTSTOFF XTRA
Variotherm-DS-Technik
Direktbeheizung der Konturoberfläche Im Rahmen eines Forschungsprojektes im Kunststoff-Zentrum in Leipzig gGmbH (KuZ) ist es gelungen, eine konturnahe Dünnschichtheizung zur direkten Temperierung der Grenzfläche zwischen Kunststoffschmelze und Werkzeugkavität zu entwickeln und erfolgreich zu erproben. Dabei haben sich deutliche Vorteile des Variotherm-DSVerfahrens gegenüber variothermer Temperierung gezeigt.
Bilder: KuZ
Abformung der Oberfläche und eine Reduktion des Füllwiderstands. In der Nachdruckphase wird gleichzeitig die Druckübertragung in der Kavität begünstigt. Der Druckgradient zwischen Anschnitt und Fliesswegende, der zu unterschiedlichen Eigenspannungen und Schwindungswerten im Kunststoffbauteil führt, wird vermindert.
Abb. 1: Links: Werkzeugeinsatz mit Dünnschichtheizung und Kontaktierungsbalken. Rechts: Thermografieaufnahme des Werkzeugeinsatzes im aufgeheizten Zustand.
Stefan Lehmann
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Beim Spritzgiessen von Formteilen mittels thermoplastischer, duroplastischer oder elastomerer Werkstoffe, bei denen der Werkstoff in ein Formwerkzeug eingebracht wird, entstehen vielfach neben Fehlern in der Oberflächenqualität eines Kunststoffformteiles, auch Fehler durch eine nicht ausreichende Abformgenauigkeit an der Oberfläche, beispielsweise Bindenahtkerben, Glanzunterschiede oder Wolken- und Schlierenbildungen. Weitere Fehler bei der Herstellung eines Kunststoffformteils können entstehen, wenn der erhitzte Werkstoff durch Kontakt der Kunststoffschmelze mit der kälteren Werkzeugwand ungleichmässig erstarrt.
Dabei wird in jedem Zyklus vor dem Einspritzen die Oberflächentemperatur der Kavität auf eine Temperatur vorzugsweise über der Glasübergangs- bzw. Kristallitschmelztemperatur gebracht, und nach dem Einspritzen wieder gekühlt. Dies führt aber zu einer deutlichen Zykluszeitverlängerung. Bei der variothermen Temperierung von Spritzgiesswerkzeugen hat die hohe Temperatur der Kavität zur Folge, dass die Kühlung der einströmenden Schmelze, beginnend mit der Ausbildung einer eingefrorenen Randschicht, verzögert wird. Daraus resultieren eine verbesserte
Einsatz einer Dünnschichtheizung im Spritzgiesswerkzeug Das Ziel eines Forschungsprojektes im KuZ war die Entwicklung einer technologischen Lösung zur direkten Beheizung der Kontaktfläche zwischen Werkzeugwandung und Kunststoffschmelze auf Grundlage der vom Fraunhofer IWM Freiburg entwickelten Tegonit PTA Heizschicht. Diese sollte als Schichtsystem, in Verbindung mit einer elektrischen Isolierschicht, auf die Oberfläche eines Spritzgiesswerkzeuges aufgebracht werden. Ziel war eine deutliche Verringerung der Zykluszeiten und eine starke Reduzierung des Energieverbrauchs gegenüber konventioneller Variothermtechnik sowie eine Verbesserung der Formteilqua-
Variotherme Temperierung für bessere Konturabformung Zur Modifikation der Fliesseigenschaften bzw. zur gezielten Verbesserung der Oberflächeneigenschaften von spritzgegossenen Formteilen werden Spritzgiesswerkzeuge dynamisch (variotherm) temperiert. 1 Stefan Lehmann, wissenschaftlicher Mitarbeiter MSR-Technik am KuZ Leipzig.
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Abb. 2: Schema des Variotherm-DS Schichtsystems und Werkzeugaufbau der Auswerferseite mit Dünnschichtheizung.
12/2013