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Im vergangenen Jahr hat Wenz Kunststoff, Lüdenscheid, als Zulieferer im Bereich der Temperiertechnik das System Cycle Temp Vario als zyklisches Verfahren auf den Markt gebracht. Damit will man den Anforderungen an die Qualität und die Zykluszeit beim Spritzgießen gerecht werden. Bisher war das System für Kleinwerkzeuge ausgelegt. Für Großwerkzeuge gab es noch keine geeignete Lösung. Größere Anwendungen benötigen große An­lagen und damit größere Energieströme. Diese wiederum benötigten entsprechend dimensionierte Heiz- und Kühl-energien.

Der Hersteller hat daher das System modifiziert und die Systematik adaptiert, um erforderliche Funktionen erweitert und Prozesse optimiert. Qualität, Wirtschaftlichkeit, Effektivität, Zuverlässigkeit und Bedienerfreundlichkeit waren die treibenden Punkte bei der Entwicklung der Anlage. Das daraus entwickelte XL-System kann auch Großwerkzeuge variabel zyklisch in hoher Geschwindigkeit temperieren.

Temperieren mit Wasser und Zusatzheizung

Die eingebaute Direktkühlung ermöglicht eine hohe Kühlleistung sowie einen kontinuierlichen Wasseraustausch, der dem Werkzeug regelmäßig frischen Korrosionsschutz zuführt und damit einer Versottung und Korrosion der Kühlkanäle entgegenwirkt. Da der Anwender das System mit konventionellen Temperiergeräten betreiben kann, hat es integrierte Leistungs-Booster (bis zu 40 kW), die auch den Energiefluss in der Heizphase optimieren. Bei dem Gerät wird aufgrund des speziell ausgelegten Temperiersystems innerhalb der Anlage ein Maximum an Volumenstrom generiert, das eine turbulente Strömung in der Werkzeugkühlung sicherstellt, sowohl in der Heiz- als auch in der Kühlphase. Optional kann der Anwender zusätzliche elektrische Heizelemente regeln, um punktuell weitere Heizenergie einzubringen. Somit ist, neben dem Kühlen und Heizen mit Wasser, auch Heizen über eine Zusatzbeheizung mit einer Leistung bis 90 kW möglich.

Das Temperieren mittels Wasser erzielt einen maximierten Energiefluss, der aus der hohen spezifischen Wärmekapazität des Wassers resultiert und der etwa zehn Mal höher ist als Stahl. Im Aufheizvorgang gilt es, möglichst große Temperaturspreizungen für die Oberflächentemperatur zu nutzen, um auch hier Aufheizphasen zu minimieren. Aus diesem Grund kann die Anlage bis zu 200 °C Vorlauftemperatur verarbeiten. Trotzdem bleibt die Bauform kompakt und ermöglicht einen flexiblen Einsatz. Der Temperierer kann die Spritzgießmaschine in ihrem Zyklus beeinflussen und optimieren. Die Zyklusführung selbst kann der Anwender über die Rücklauftemperatur, die Oberflächentemperatur oder über ein Zeitmanagement realisieren. Freigaben kann er für den Zeitpunkt des Kunststoffeinspritzvorgangs ebenso bestimmen wie das Ende der Kühlzeit.

Die Anlage wird über ein Touch­panel bedient, das sich leicht demontieren und an beliebiger Stelle integrieren lässt. Darüber lässt sie sich für gesteigerte Leistung mit mehreren weiteren Anlagen zusammenschalten und sich mit jedem Druckwassergerät kombinieren. So kann der Anwender auf vorhandenes Equipment zurückgreifen und Investitionskosten einsparen.

Die integrierte Umschalteinheit hat sich auch bei den Großanlagen durchgesetzt. Eine separate Ventil-Umschalteinheit ist deshalb nicht notwendig. Zusätzlich kann der Bediener Rüstvorgänge schneller umsetzen und den Aufwand für ein Verschlauchen und Verdrahten minimieren. Zunächst wird das zu verwendende Werkzeug mittels Wasser und optional elektrischen Heizelementen erhitzt, um eine heiße Oberfläche zu schaffen, die für eine möglichst genaue Oberflächen­abbildung (Klavierlack oder Nanostrukturen) sorgt und Bindenähte verhindert.

Durch das Einspritzen der Kunststoffschmelze kommt es zu einem zusätzlichen Erwärmen der Werkzeugwand für einen guten Materialfluss. Die Direktkühlung, die das Temperiergerät für den Kühlzyklus initiiert, ermöglicht eine intensive Kühlung der Werkzeugwand. Auf diese Weise erstarrt die Schmelze schneller und die Kühlphase verkürzt sich. Umgekehrt ermöglicht ein integrierter Leistungsbooster mit Wärmekondensatoren hohe Heizleistungen für kurze Zyklus­zeiten. Zusätzlich kann der Anwender mit dem Temperatur-Rampenprogramm die Außenkontur einfrieren, um eine genaue Kontur und Oberfläche zu erreichen. Hierbei wird die plastische Seele so lange plastisch gehalten, bis der Nachdruck fertig ist und möglichst lange wirken kann. Einfallstellen lassen sich so positiv beeinflussen oder komplett eliminieren. Darüber hinaus lassen sich Spannungen vermeiden sowie Konturen und Maße genau fertigen für eine positive Maßhaltigkeit. Für einen optimalen Kühlverlauf kann der Anwender auf eine Impulskühlung sowie auf ein Impulsheizen umschalten, was die Qualität besonders bei dickwandigen Teilen erhöht.

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Über den Autor

Dagmara Gross ist Mitarbeiterin der Mmh Kommunika­tionsagentur in Lüdenscheid.