Mehrkavitätenwerkzeuge für den Spritzguss
Wie viele Kavitäten ein Werkzeug trägt, ist eine Frage der Stückzahl, kein Standard. Wir legen Verteilerkanal und Temperierung symmetrisch aus, bei 2, 4, 8, 16 oder 32 Kavitäten, sodass jede einzelne im gleichen Takt füllt, dasselbe Maß hält und gleichmäßig verschleißt. Das Stahlwerkzeug dafür steht in 4 bis 6 Wochen.
Kostenlose BeratungMaterialien
| Sorte | Eigenschaften | Typische Anwendungen |
|---|---|---|
| P20, vorgehärteter Formstahl | 28 bis 34 HRC über den Querschnitt, gleichmäßige Härte, lässt sich gut polieren und ohne Nachvergütung bearbeiten, preiswert für mittlere Stückzahlen | Prototypen- und Kleinserienwerkzeuge, Kavitäteneinsätze, Serienwerkzeuge mit 4 bis 8 Kavitäten |
| 1.2344 (H13) Werkzeugstahl | Warmarbeitsstahl, nach Härten und Anlassen 48 bis 52 HRC, hohe Warmhärte und Beständigkeit gegen thermische Wechselbeanspruchung, Regelfall für gehärtete Kavitäten und Kerne | Serienwerkzeuge für technische Kunststoffe, Heißkanalwerkzeuge, Werkzeuge mit vielen Kavitäten, langlaufende Kavitäten |
| 1.2316 (420) Formenstahl, rostfrei | Vorgehärtet auf 30 bis 36 HRC, korrosionsfest, auf Hochglanz zu bringen, geeignet für transparente und optische Teile | Kavitäten für Optik- und Klarsichtteile, Sichtwerkzeuge, Lebensmittelkontakt, Medizintechnik |
| 1.2083 (420 modifiziert), rostfrei | Vorgehärtet auf 48 bis 52 HRC, korrosionsfest und hart, passend für transparente Teile, die Glanz und Verschleißfestigkeit zugleich brauchen | Hochglanz-Klarsichtgehäuse, Werkzeuge für optische Linsen, kosmetische Spritzgießwerkzeuge |
| S136 (1.2083 vorgehärtet), korrosionsbeständig | Hält 48 bis 52 HRC, behält den Schliff über lange Zeit, widersteht den korrosiven Abbauprodukten glasgefüllter und halogenierter Kunststoffe | Werkzeuge für glasgefülltes PA und PBT, halogenierte Brandschutztypen, Medizinwerkzeuge |
| Kupfer- und Aluminiumeinlagen | Kupferlegierung für schnelle Wärmeabfuhr an Heißkanaldüsen, Aluminium für konturnahe Kühlung in Werkzeugen mit vielen Kavitäten, beides als Einlage statt als ganzes Werkzeug | Heißkanaldüsen, konturnahe Kühlkanäle, vielkavitätige Werkzeuge mit gleichmäßigem Temperaturfeld |
Prozessparameter
| Parameter | Standardbereich |
|---|---|
| Verfügbare Kavitätenzahlen | 1, 2, 4, 8, 16, 32, bei einfachen Geometrien bis 64 |
| Bauzeit Stahlwerkzeug (4 bis 32 Kavitäten) | 4 bis 6 Wochen |
| Bauzeit Aluminiumwerkzeug | 2 bis 3 Wochen |
| Gewichtsstreuung zwischen den Kavitäten | innerhalb 1,5 % des Nennschussgewichts |
| Maßstreuung zwischen den Kavitäten | ±0,05 mm, enger auf Anfrage |
| Teilegewicht je Schuss | bis 2,5 kg, darüber auf Anfrage |
| Verteilerbauart | Heißkanal, Nadelverschluss, isolierter Heißkanal, Kaltkanal mit kanalarmer Auslegung |
| Werkzeugabmessungen | bis 1200 × 900 × 800 mm und 35 t |
| Erforderliche Schließkraft | bis 2500 kN |
| Erwartete Werkzeugstandzeit | 250.000 bis 500.000 Schuss je nach Kunststoff und Füllstoff |
Oberflächenbehandlungen
VDI 3400 Erodiermuster
Ein über Ätzen in die Kavitätenwand gelegtes feines Mattkorn, das sich auf das Formteil abbildet. Weil je Grad geforderter Entformungsschräge rund 0,025 mm Korntiefe zusammengehören, werden Schräge und Korn gemeinsam festgelegt statt nacheinander, sonst rupft das Korn beim Entformen.
Spiegelglanz hoch
In mehreren Arbeitsgängen mit Diamantpaste bis zum Spiegel poliert, für Klarsichtteile und Hochglanz. Wenn Glanz und Struktur zusammen verlangt sind, wird zuerst poliert; die Auslegungsbesprechung zeigt Ihnen jene Flächen, an denen der Glanz im strukturierten Bereich wieder verschwindet.
Gestrahlt oder gespritzte Struktur
Mit Glas- oder Keramikstrahlmittel entsteht ein gleichmäßiges Mattbild, das Werkzeugansätze überdeckt und sich angenehm greift. Diese Strukturfamilie verlangt keine Entformungsschräge, deshalb ist sie der Ausweg bei Wänden, die ein Korn sonst zusätzlich Schräge kosten würde.
Galvanische Feinbearbeitung mit Reinigung
Das elektrochemische Einebnen nimmt der Kavitätenwand die letzten Spitzen und senkt so das Risiko von Fließlinien auf glänzenden Teilen. Ein abschließender Reinigungsgang entfernt Poliermittelreste vor der Bemusterung, dort nämlich sitzt meist der Ursprung von Schmutzflecken auf transparenten Teilen.
Heißkanal und Verschlussdüsen
Verteiler, Düsen und Verschlussnadeln werden fertig bearbeitet und maßlich geprüft, bevor sie ins Werkzeug kommen. Die Düsenspitze wird auf den Kunststoff abgestimmt, damit die Massetemperatur am Anspritzpunkt über die ganze Zykluszeit hinweg über der Zersetzungsgrenze bleibt.
Auswerfer und Trennebene im Finish
Auswerferstifte, Auswerferhülsen und Schrägschieber werden poliert oder beschichtet, wo ein Sichtteil sonst eine Abzeichnung zeigte. Vor der Bemusterung wird das Werkzeug unter Streiflicht durchgesehen, damit Gratbilder an der Trennebene am Werkzeug gefunden werden und nicht erst am Teil.
Fertigungsgerechtes Design (DFM)
- Die Kavitätenzahl aus Jahresmenge und Zahl der Sachnummern ableiten, nicht aus dem niedrigsten Stückpreis: ein 16-fach-Werkzeug für ein Teil mit 20.000 Stück im Jahr steht herum und bindet Kapital
- Den Verteiler so ausgleichen, dass jede Kavität dasselbe Volumen bei derselben Temperatur bekommt, denn bei ungleicher Verteilung füllt die letzte Kavität kalt und bleibt kurz
- Die Verteilerwege spiegelbildlich halten und bei runden Teilen kanalarm auslegen, wenn der Anschnitt direkt ins Teil eintreten kann
- Vor dem Festlegen des Layouts die Maschinengröße klären, ein 16-fach-Layout an einem Teil mit 400 g Schussgewicht verlangt eine Presse, die im Projekt womöglich nicht zur Verfügung steht
- Bei weitgehend baugleichen Teilen ein Familienwerkzeug erwägen, das die Kavitäten über mehrere Sachnummern teilt und sich rechnet, wo Geometrie und Werkstoff übereinstimmen
- Nadelverschluss dort einsetzen, wo der Ansatz auf Sichtflächen sitzt, der Rest bleibt damit im Teil verborgen statt abgeschliffen zu werden
- Die Temperierung auf den dicksten Querschnitt ausrichten und bei hohen Kavitätenzahlen konturnah kühlen, wo eine gebohrte Leitung die Mitte der Kavität nicht erreicht
- Zugang für den Auswerfer und für die Werkzeugwartung mit einplanen, ein Werkzeug mit vielen Kavitäten, das sich nicht beschädigungsfrei öffnen lässt, kostet in der Instandhaltung mehr, als es beim Kunststoff einspart
- Den Heißkanal nur bei ausreichendem Volumen bestellen, die Mehrkosten tragen die Zykluszeit und der Angussabfall, nicht das einzelne Teil
- STEP, IGES oder DXF hochladen und die unverbindliche Kavitätenstudie abrufen, in 24 Stunden mit Verteilerausgleich, Zyklusabschätzung und Kostenvergleich auf ein Jahr
Werkzeuge & Kapazität
| Typ | Lieferzeit | Geeignet für |
|---|---|---|
| Aluminiumwerkzeug | 2 bis 3 Wochen | Vorserien von 25 bis 500 Stück, Markterprobung, Erprobung der Kavitätenzahl vor dem Schritt zum Stahl |
| Stahlwerkzeug mit Kaltkanal | 4 bis 6 Wochen | Serienprogramme, bei denen der Angussabfall nur wenig ins Gewicht fällt, üblicherweise bis 100.000 Stück im Jahr |
| Stahlwerkzeug mit Heißkanal | 5 bis 7 Wochen | Programme über 100.000 Stück im Jahr, bei denen Zykluszeit und Angussabfall die Stückkosten bestimmen |
| Familienwerkzeug (mehrere Sachnummern) | 5 bis 7 Wochen | mehrere weitgehend baugleiche Sachnummern in gemeinsamen Kavitäten, senkt die Werkzeugkosten je Nummer |
Qualitätssicherung
- Kavitätenzahl und Kavitätenausgleich werden am Erstteil bestätigt, Gewicht und Maß je Kavität sind einzeln erfasst
- Erstmusterbericht über die erste Kavität, die übrigen werden über Gewicht und kritische Maße nachgewiesen
- Die Gewichtsstreuung zwischen den Kavitäten wird gemessen und gegen das Ziel von 1,5 % berichtet
- Zeugnis des Formstahls und Bericht über die Wärmebehandlung gehen bei Übergabe mit dem Werkzeug ins Archiv
- Kurzschuss- und Vollschussversuche unter Serienbedingungen belegen Füllbild und Entlüftung
- Zum Werkzeug gehört ein Bemusterungsbericht mit Kavitätendruck, Zykluszeit und Teilegewicht
- Ansatzreste und Sichtflächen werden am ersten Schuss gegen das abgenommene Muster gehalten
- Auf Wunsch begleitet eine Abnahme durch SGS, Bureau Veritas oder TÜV die einzelnen Abschnitte
- Wartungs- und Polierintervalle stehen im Übergabepaket
- Jedes Los wird von Maßbericht, Werkstoffzeugnis und Ursprungszeugnis begleitet
Anwendungen
- Seriengehäuse und Frontblenden der Unterhaltungselektronik
- Verkleidungs- und Strukturmodule innen und außen am Fahrzeug
- Verschlüsse und Behälterfamilien für Verpackungen
- Innenrahmen und Bediengehäuse von Hausgeräten
- LED-Gehäuse und Kühlkörperkörper
- Baureihen von Steckverbindern und Reihenklemmen
- Spielzeug- und Zubehörfamilien
- Verbrauchsteile für die Medizintechnik
- Möbelbeschläge und Modulbauteile