Über 160 Verarbeiter folgten der Einladung zu Wittmann-Battenfeld nach Meinerzhagen. Im Technikum erwarteten sie acht Spritzgieß-Maschinen der aktuellen Baureihen bestückt mit Technik von Hasco. Unter Mitwirkung des Werkzeugbau-Instituts Südwestfalen waren die Maschinen-vorführungen am Nachmittag der Höhepunkt der Verananstaltung. Gezeigt wurde das Kompakt-Spritzgießen von Deckeln aus einem Granulat mit nachwachsenden Rohstoffen, das Spritzen eines Werkzeugschlüssels inklusive thermografischer Online-Überwachung, das angusslose Spritzgießen von Teilen für einen Insulinpen mit einem 48-fach Werkzeug und kurzen Zykluszeiten sowie das präzise Mikro-Spritzgießen eines Medizin-Clips.

Weitere gezeigte Verfahren waren die Gas-Injektionstechnik Airmould am Beispiel eines leichten Griffes, der bei diesem Verfahren keine Einfallstellen aufweist. Daneben fand das physikalische Schäumen einer komplexen Schlossanbindung mit Cellmould großes Interesse. Diese Spritzgieß-Technik wurde teilweise mit dem variothermen Verfahren BFMold kombiniert und am Beispiel einer hochglänzenden Blende ohne Bindenähte gezeigt.

Umspritztes Glas mit Hochglanzeffekt

Der größte Andrang fand sich jedoch an der Spritzgießmaschine EcoPower 110/350 Unilog B6. Hier wurde eine dünnwandige Glasscheibe umspritzt, der Kern geschäumt und die Oberfläche variotherm auf Hochglanz gebracht. Das Werkzeug mit 2-fach Nadelverschluss fertige Hasco, das Verfahren BFMold wurde vom Technologie-Partner Kunststoff-Institut Lüdenscheid entwickelt.

Mit BFMold wird anstelle der herkömmlichen Temperierkanäle der komplette Bereich unterhalb der Kavität freigestellt. Eine Kugelschüttung (BF steht für „ballfilled“) übernimmt die mechanische Abstützfunktion und generiert eine Hohlraumstruktur, die es ermöglicht, die Temperierung nah und flächig unter der Werkzeug-Oberfläche zu führen.Der ganze Bereich unter der Kavität kann zum Beheizen oder zum Kühlen genutzt werden, wobei die Kugelfüllung eine effiziente Durchströmung ermöglicht.

„Als die Entwicklung des Umspritzens von Glas mit BFMold vor zwei Jahren startete, waren Feger und Schaufel die am häufigsten gebrauchten Untensilien“, erinnerte sich Dieter Kremer, Anwendungs- und Verfahrenstechniker bei Wittmann. Im Technikum präsentierte er das Verfahren, das bei der Demonstration ohne Glasbruch ablief. „Vorteile dieser Technik sind das druckarme Umspritzen des Glasinlays, die glänzende glatte Oberfläche des Rahmens ohne Einfallstellen und die Gewichtsreduzierung durch den geschäumten Kern“, führte Kremer weiter aus. Zum Vergleich schaltete er an der Maschine die Temperierung für einen Zyklus aus. Das Resultat: Ein Display mit einer optisch nicht ansprechenden matten Oberfläche mit Schlieren und sichtbaren Bindenähten.

Hochglanzqualität mit variothermer Regulierung

Hochglänzende Kunststoffoberflächen ohne Folgeprozesse wie zum Beispiel Lackieren herzustellen ist eine der wichtigsten Vorzüge des variothermen Spritzgießens. Damit das Verfahren möglichst energieeffizient und mit kurzen Zykluszeiten ablaufen kann, müssen die zu heizenden und zu kühlenden Massen des Werkzeuges möglichst gering und vom restlichen Werkzeug thermisch gut isoliert sein.

Eine entscheidende Rolle bei dynamischer Temperaturführung in einer Spritzgießform durch Fluide wie Wasser, Öl oder Dampf ist die Lage und die Anzahl der Temperierkanäle. Beide Faktoren bestimmen letztendlich die Zykluszeit, die erzielt werden kann. Daneben ist eine gleichmäßige Temperierung aber auch ausschlaggebend für eine hohe Qualität der Bauteil-Oberfläche. Schon durch Temperaturunterschiede von zirka zehn Grad Celsius an der Kavitäts-Oberfläche kann es, gerade bei genarbten Strukturen, zu Unterschieden beim Abformen der Werkzeugoberfläche kommen. Dies kann wiederrum zu Glanzgrad-Unterschieden am Bauteil führen, was natürlich auch abhängig vom verarbeiteten Kunststoffmaterial ist.

Mit Hilfe der BFMold-Technologie lassen sich konturnahe Kühlungen bei gleichzeitig hohem Wasserdurchfluss realisieren. Es werden nur kavitätsnahe Werkzeugbereiche temperiert, so kann das Aufheizen sowie Abkühlen rasch und energiesparend erfolgen. Diese Technik ist bei einem breiten Spektrum von Formteilen in das Werkzeug integrierbar, kann aber auch nur an kritischen Stellen eingesetzt werden. Weder Bindenähte noch Einfallstellen sind erkennbar, die Teile geben präzise die hochglanzpolierten Oberflächen der Werkzeugkavität wieder.

Temperaturregelung entscheidend

Die Temperaturregelung für dieses Verfahren wird mit dem eigens für diesen Zweck entwickelte Mehrkreis-Temperiergerät Tempro plus C160 Vario von Wittmann durchgeführt. „In der Regel nutzt die BFMold-Technologie die Nebenzeiten zum Aufheizen, wodurch sich die Zykluszeit nicht verlängert“, erklärt Kremer. Darüber hinaus erzielt die Methode hohe Abkühl-Geschwindigkeiten.

Mit flächigen Temperierräumen lassen sich homogene Werkzeugwand-Temperaturen und somit sehr feine Oberflächen erzeugen. Die längere Nachdruckphase führt zum Vermeiden von Einfallstellen, das Entstehen von Bindenähten oder Verzug wird vermieden. Das Prozessfenster für die Einstellparameter ist größer, Prozessoptimierungen sind in kürzerer Zeit machbar. Auf diese Weise ermöglicht das Verfahren eine Steigerung der Oberflächenqualität bei geringen zusätzlichen Werkzeugkosten.

 

Erhöhte Marktchancen

Höchste Oberflächenqualität, kurze Zykluszeiten und problemlose Entformung

Die wesentlichen Vorteile von variablen Temperiersystemen (Variotherm-Technologie) in einer Spritzgießform sind:

  • Keine äußerlich sichtbaren Bindenähte (im Bauteilinneren noch vorhanden)
  • Verbesserte Abbildung von Hochglanzoberflächen oder feinen Strukturen
  • Kürzere Zykluszeiten bei dickwandigen Bauteilen
  • Verbesserte Oberflächenqualität bei faserverstärkten Kunststoffen und physikalisch geschäumten Bauteilen
  • Spritzgießen von dünnwandigen Bauteilen

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Georg Sposny