Weniger Materialverbrauch durch Heißkanäle

Die Firma Schneider, Wernigerode, Hersteller von Füllern, Tintenrollern und weiteren Schreibgeräten, produziert mit 28 Spritzgießmaschinen. (Bildquelle: Schneider)

Die Firma Schneider, Wernigerode, Hersteller von Füllern, Tintenrollern und weiteren Schreibgeräten, produziert mit 28 Spritzgießmaschinen. Seit dem Jahr 1994 nutzt das Unternehmen Heißkanalsysteme in seinen Spritzgussformen. Damit wollte das Unternehmen seine Produktionskapazitäten erhöhen. Das erste Heißkanalsystem zur indirekten Anspritzung in einem 72-fach-Werkzeug für Tintenpatronen-Hülsen vervierfachte die Produktionskapazität. Jährlich fertigt das Unternehmen heute über 80 Mio. Tintenpatronenhülsen. Die Ausbringungsmenge ist auf die Montageautomaten abgestimmt, denn die Tintenpatronenhülsen füllt der Hersteller in Wernigerode auch ab, verschließt sie mit Glaskugeln und verpackt die Patronen anschließend. Gemeinsam mit der Firma Günther Heisskanaltechnik, Frankenberg, entwickelte Schneider damals eine Lösung, die zum einen den Materialverbrauch reduziert und zum anderen die Zykluszeit deutlich senkt. Letzteres erreichten die Unternehmen durch den Wegfall von dickwandigen Anguss-Systemen und die dadurch bedingte kürzere Kühlzeit. Im nächsten Schritt erhielten die Werkzeuge mehr Kavitäten sowie Heißkanalsysteme.

Hohe thermische Trennung von Heißkanal und Werkzeug

Weniger Materialverbrauch durch Heißkanäle

Der zweigeteilte Schaft der Blueflow-Nadelverschlussdüse besteht aus einer Titanlegierung und Werkzeugstahl. In Verbindung mit dem Luftspalt in der Heißkanaldüse ermöglicht dies mit geringem Bauraum eine hohe thermische Trennung zwischen Heißkanal und temperiertem Werkzeug. (Bildquelle: Günther Heißkanal)

Zum Einsatz kamen offene Heißkanal-Düsen der Blueflow-Serie mit zweigeteiltem Schaft und ausbalancierten Verteilern. Die Anspritzung erfolgt auf Zwischenanguss, der die Positionsstabilität der Kerne sicherstellt. Der zweigeteilte Düsenschaft aus einer Titanlegierung und Werkzeugstahl, in Verbindung mit dem Luftspalt in der Heißkanaldüse, ermöglicht mit geringem Bauraum eine hohe thermische Trennung zwischen Heißkanal und temperiertem Werkzeug. Durch den Einsatz dieser Heißkanaldüsen von Günther Heisskanaltechnik sank die Zykluszeit noch einmal um 4 Sekunden. Diese Düsen verfügen über Dickschicht-Heizelemente, die durch die Wärmeverteilung mit 55 Prozent der Energie im Spitzenbereich der Düse den notwendigen Temperatureintrag in die Schmelze verringert. Zudem ergeben sich aufgrund der geringeren Abmessungen im Vergleich zu Standarddüsen bei gleichbleibendem Schmelzekanal weitere Möglichkeiten, die Temperierung zu verbessern. Außerdem benötigen die Blueflow-Düsen in Verbindung mit dem zweigeteilten Schaft deutlich weniger Energie als Standarddüsen.

Durch die genannten Einsparungen von Material und Energie erreicht Schneider zudem ein strategisches Ziel: Seine Produktion umweltfreundlicher zu gestalten. Die seit dem Jahr 1998 wiederkehrenden Emas-Zertifizierungen belegen diese Bemühungen. Der Einsatz von Heißkanal-Systemen ist hierzu ein wichtiger Baustein, den Kunststoffbedarf im Prozess zu reduzieren.


Bildergalerie Heißkanaltechnik


Weniger Materialverbrauch durch Heißkanäle

Gemeinsam mit der Firma Günther Heißkanaltechnik entwickelte Schneider eine Heißkanal-Lösung, die zum einen den Materialverbrauch bei der Herstellung von Tintenpatronen reduziert und zum anderen die Zykluszeit deutlich senkt. (Bildquelle: Schneider)

Mehrkomponenten-Spritzguss mit hitzeempfindlichen Kunststoffen

Die Fertigung der Tintenpatronen ist ein Produktteilbereich von Schneider. Die anderen Geschäftsbereiche umfassen die Fertigung von Schreibstiften und Textmarkern. Bei der Fertigung dieser Bauteile kommt das Mehrkomponentenspritzgießen immer stärker zum Einsatz: Vor allem neuere Produkte haben einen weicheren, ergonomischen Griffbereich aus einem Elastomer, wie TPE oder TPU, und einen härteren Grundkörper aus PE, PP oder ABS. Dazu kommen noch verschiedene Farbkombinationen von Griff und Schaft. Bei manchen Serien sind es 16 Stück. Zum Spritzgießprozess kommen noch Montage, Bedrucken sowie Verpackungen in vielen Designs hinzu. Diese vielen Farbvarianten erfordern vom Heißkanalsystem gute Farbwechseleigenschaften, damit die Fertigung schnell von  einer zur anderen Farbe umstellen kann. Außerdem sind die Farbbatches temperaturempfindlich. Sie erfordern daher einen homogenen Temperaturverlauf über den gesamten Schmelzekanal des Heißkanalystems, ohne Temperaturspitzen.

Weniger Materialverbrauch durch Heißkanäle

Mehrkomponententechnik: Vor allem neuere Produkte haben einen weicheren, ergonomischeren Griffbereich aus einem Elastomer, wie TPE oder TPU, und einen härteren Grundkörper aus PE, PP oder ABS. (Bildquelle: Schneider)

Außerdem stellen Marketing und Vertrieb immer höhere Anforderungen bezüglich Oberflächen, Anschnittkonturen und deren Sichtbarkeit am Artikel. Dies erfordert vermehrt den Einsatz von Nadelverschluss-Heißkanalsystemen. Für die neue Serie Tintenschreiber-One kommen im 2K-Spritzgussverfahren die beiden Blueflow-Düsentypen 6NHF100LA-1.0S und 5NHF100VA-0.8S zum Einsatz. Zum gleichmäßigen Öffnen und Schließen der Anspritzpunkte durch die Nadeln, wird als Antrieb eine pneumatische Hubplatte verwendet. Diese werden durch die entsprechende Anzahl der Zylinder bewegt und verfügen über Führungselemente für den prozesssicheren Betrieb.

Zur Führung der beschichteten Nadeln in den Nadelverschlussdüsen kommen angussnahe Nadelführungen aus pulvermetallurgischem Stahl zum Einsatz. Diese ermöglichen eine lange Standzeit. Günther Heißkanaltechnik lieferte das Nadelverschluss-Heißkanalsystem als Heiße-Seite fertig montiert und verdrahtet.

Über den Autor

Horst-Werner Bremmer

ist Leiter Anwendungstechnische Beratung und Vertrieb bei Günther Heisskanaltechnik in Frankenberg (Eder).