NEU: Heißkanal- und Normalien-Anbieterübersicht

(Bildquelle: PSG, Synventive, Meusburger, Wema)

Bei Heißkanalsystemen ist der Wärmehaushalt nach wie vor ein entscheidendes Thema. Gleich vier Firmen haben sich hierzu geäußert. So weist Günther Heißkanaltechnik, Frankenberg, auf die erforderliche „homogene Wärmeverteilung über die Schmelze führenden Bereiche“ hin. Ein „sehr homogener Wärmehaushalt ermöglicht“, wie HRS-Flow, Buchschwabach, ausführt, „die Verarbeitung der verschiedensten Materialien“, was auch für „sehr sensible“ gilt. Dies wird realisiert mittels einer „thermischen Berechnung“, die „bei jeder Anwendung durchgeführt wird.“ Sander Plast, Edenkoben, geht ausführlicher auf die Problematik ein und schreibt, dass „die Beherrschung des Wärmehaushalts im Heißkanalsystem von immenser Wichtigkeit“ ist. Auch wenn Regelsysteme und Heizelemente nahezu auf „Strich“ gefahren werden können, funktioniert das Ganze im kompletten Zusammenspiel aller Werkzeugkomponenten und unter Produktionsbedingungen eher weniger gut. Unterschiedliche Anlageflächen, das partiell unterschiedliche Verhältnis „Oberfläche zu Volumen“ und oberflächennahe Werkzeugkühlungen, all das führt zu unterschiedlicher Wärmeabfuhr und damit zu einem „inhomogenen Wärmebild“. Zudem muss man dem Punkt Rechnung tragen, dass die angezeigte beziehungsweise gemessene Temperatur nur annähernd der Schmelzetemperatur entspricht. Diese ist letztlich aber ausschlaggebend und sollte gleichbleibend sein. Und einen untrüglichen Beweis, wie gut das gelungen ist, liefert hier die Teilequalität. Wenn die angezeigte Temperatur noch in das „Temperatur-Verarbeitungsfenster“ des Thermoplasts passt, ist das Ziel erreicht. Das heißt, dass es notwendig sein kann, innerhalb eines Heißkanal­systems mit unterschiedlichen Temperaturen zu arbeiten. Aus diesem Grund werden seit einiger Zeit große Verteilersysteme mit möglichst vielen, separat zu regelnden Heizzonen ausgestattet. Des Weiteren sind die Systeme und Komponenten derart aufgebaut, dass auch ein einfaches, nachträgliches Verändern von beheizten Bereichen möglich ist, wenn es beispielsweise zu lokalen Überhitzungen kommt. Mit den bisher verfügbaren Heizelementen sind die ersten Schritte in Richtung „homogenes Wärmebild“ gemacht, jedoch bestehen hier noch Möglichkeiten zur Optimierung.

Update: 24 Heißkanal- und 13 Normalien-Anbieter

Mehrfachdüsen-System für die seitliche Direktanspritzung
(Bildquelle: Ewikon)

Erzielen des optimalen Wärmehaushalts

Als Grundlage für einen optimalen Wärmehaushalt benennt HRS-Flow ein effizientes und gleichmäßiges Beheizen, realisiert mit auswechselbaren Heizelementen und gegebenenfalls mit Versionen, die mit Doppelheizungen („fail safe“) ausgestattet sind. Sander Plast teilt zu diesem Thema mit, dass „abgesehen von leistungsfähigen und langlebigen Heizelementen die schnelle Verfügbarkeit ein sehr wichtiges Thema ist. Trotz aller Leistungsfähigkeit sind Heizelemente einem Verschleiß unterworfen. So können zum Beispiel Spannungsspitzen im Netz zur Zerstörung führen, weshalb Heizer in Produktionssystemen ausgetauscht werden müssen. Da aber andererseits der Trend hin zu immer kundenspezifischeren, individuelleren Systemen geht, steht die Forderung nach noch flexibleren und universelleren Heiz­elementen, um möglichst schnell weiter produzieren zu können.“

Günther Heißkanaltechnik verweist hinsichtlich des Energieverbrauchs der Beheizung auf den höheren Wirkungsgrad, zu erreichen mit Dickschicht­beheizung der Blue-Flow-Technik und verbunden mit einer automatisierten Last-Erkennung und automatischer Regelung. Umfassender geht Mold-Masters, Baden-Baden, auf das Thema ein und berichtet, dass „wirtschaftlichere, effizientere Lösungen im Vordergrund stehen, nicht nur in Bezug auf den wichtigen Faktor des Energieverbrauchs, sondern ganzheitlich gesehen. Dazu gehören auch effizientere, benutzerfreundliche Steuerungssysteme, weitergehende Automatisierung und weitergehende System- beziehungsweise Steuerungs­integration. Vernetzte Werkzeuge und Steuersysteme, Remote Monitoring über Cloud-Systeme, digitale Assistenten, Apps – das gehört in Zukunft zum Spritzgießen dazu. Gleichzeitig gehen die „etablierten Trends“ in den Bereichen Energie-Effizienz, schnellere Zyklen, Geräusch­reduzierung und immer höhere Präzision bei gleichzeitiger Minimierung der Systembelastung und so weiter kontinuierlich weiter.“

Bis zu sechs Düsen auf engstem Raum

Multimodul-modulare Bauweise für minimale Nestabstände. (Bildquelle: Hasco)

Design für stabilere Werkzeuge

Beim Design der Heißkanäle geht der Trend immer mehr hin zu kundenspezifischen Systemen, wie vorstehend schon die Aussage von Sander Plast belegt, was auch „weg von Standardbaureihen“ bedeutet. Für Günther Heißkanaltechnik sind „kleinere Abmessungen mit geringeren Abständen für Vollheißkanal-Werkzeuge“ der herauszuhebende Trend bezüglich des Designs. Ein weiterer Aspekt ist die Werkzeugstabilität, bei der PSG Plastic Service „steigende Ansprüche der Kunden sieht. Denn eine Fehlerursache bei Bauteilen kann eine mangelnde Werkzeugstabilität sein, letztendlich hervorgerufen durch ein Durchbiegen der Platten aufgrund des hohen Einspritzdruckes. Eine Lösung sind weniger Rohrleitungen. Durch ein neues Verrohrungskonzept können bis zu 80 Prozent entfallen. Daher muss weniger Platz für die Leitungen aus der Formplatte gefräst werden. Das reduziert den Zerspanungsaufwand und erhöht die Stabilität der Formplatte enorm. So wird ein Verbiegen des Werkzeugs verhindert und die Zuhaltekraft kann folglich vollständig auf die Form übertragen werden.“ Erreicht wird dies zum Beispiel bei der Betätigung von Nadelverschlüssen, sodass „die Wasserkühlung überflüssig wird, denn das Hydrauliköl bewegt die Nadel und kühlt gleichzeitig die Betätigungs-Einheit. Dadurch entfallen automatisch die Wasseraufbereitung und natürlich auch das Problem der Verkalkung.“ Hinzu kommt, dass unabhängig von der Zahl der zu steuernden Nadelverschlussdüsen „nur noch zwei Leitungen erforderlich sind: eine Druckleitung und eine Rückleitung. Ein Siebenfach-System zum Beispiel benötigte bisher „28 Leitungen und folglich auch 28 Kupplungen zur Anbindung. Konkret können Anwender hier mit der neuen Lösung alleine schon 26 Kupplungen sparen.“ Dieses Beispiel lässt auch den Einfluss auf die Plattenstabilität erkennen.

Der Einsatz von Nadelverschlussdüsen nimmt weiterhin stetig zu, wie Ewikon, Frankenberg, mitteilt. Gleiches gilt für Mehrfach-Düsenkonzepte, insbesondere bei Düsen für die seitliche Anspritzung, die die Maße der Verteiler gering halten. So wird ein energieeffizienter Betrieb realisiert.

Reinraumeignung ist gegeben

Für den Einsatz im Reinraum wurden vollständig aus Edelstahl hergestellte Düsenserien entwickelt, berichtet Mold-Masters, die „im Vergleich zu typischen Standard-Düsen mit Heizband eine geringere Wärmevariation gegenüber dem Einstellpunkt“ aufweisen. Dazu ermöglichen „servo-gesteuerte Nadelverschluss-Antriebe eine individuelle Steuerung der Geschwindigkeit der Zeit und der Position jeder Verschlussdüse.“ Auf „spezielle Antriebseinheiten für Nadelverschluss-Systeme“ für den Einsatz in Reinräumen weist auch Günther Heißkanaltechnik hin.

Sicherheitsringschraube für die werkzeuglose Befestigung

Sicherheitsringschraube (Bildquelle: Strack Norma)

Service befördert den Einsatz von Normalien

Bei Normalien stehen Verbesserungen beim Service im Vordergrund. So hebt DME-Normalien, Lüdenscheid, eine „effizientere wirtschaftliche Informationsbereitstellung zu Produkten, CAD-Daten und dergleichen über digitale Plattformen“ hervor. Dies beinhaltet eine „weitergehende Standardisierung von Verfahren und Prozessen zur internen Performance-Optimierung“ und einen „integrierten weltweiten Kundensupport.“

„Die Verfügbarkeit von CAD-Daten in allen gängigen Formaten“ ist bei Agathon, Bellach, Schweiz, gegeben. „Idealerweise sind die Daten bereits in der CAD-Software in einer Bibliothek hinterlegt beziehungsweise integriert.“ Ein online-Shop mit CAD-Daten umfasst bei HSB Normalien, Schwaigern, „zusätzliche Funktionalitäten wie Einbauraum- und Gewinde-Erkennung sowie Formenaufbau-Generator.“ Dieser erstellt mithilfe „vieler optionaler Zusatzkomponenten in kürzester Zeit einen Formaufbau.“ Es besteht „die Anbindung an alle derzeit gängigen CAD-Programme.“

Bei Funktionsteilen „suchen Kunden nach kompakten, schnell verfügbaren vorgefertigten Standardlösungen, um die Anforderungen an Eigen-Entwicklungen und Investitionen zu minimieren und den externen Service sowie die Lagerhaltung und Ersatzteil-Versorgung sicherzustellen“, berichtet DME-Normalien. Zu diesen Standardlösungen gehören „Hinterschnitte, Einfallkerne und Unilifters, Präzision der Formen, schwarze und goldene Zentrierungs-Verriegelungen, Diamond-Like-Carbon-Beschichtungen (DLC) für schnelle Einspritz-Zyklen infolge der Antihaft-Wirkung, bessere Verschleißfestigkeit und damit höhere Lebensdauer sowie Standardgetriebe-Synchronisations-Systeme für Hochgeschwindigkeits-Etagenwerkzeuge.“ Außerdem berichtet DME-Normalien von einem „anhaltenden Trend für die Verwendung von Edelstahl wie 1.2085 vor allem für Verpackungen und Medizin-Anwendungen.“

Über den Autor

Prof. Dr. Werner Hoffmanns

ist freier Mitarbeiter des Plastverarbeiter.

office@hoffmanns-texte.de