Das ausgetretene Reinigungsmaterial wird nach Stippen und ungleichmäßigen Farbverteilungen untersucht. (Bildquelle: PKV)

Das ausgetretene Reinigungsmaterial wird nach Stippen und ungleichmäßigen Farbverteilungen untersucht. (Bildquelle: PKV)

Die Ursache von Verunreinigungen in Spritzgussteilen zu finden, ist ein entscheidender Schritt, um die Teilequalität sicherzustellen. Es gilt, den Prozess zu optimieren und dadurch Zeit und Geld zu sparen.

Quelle für schwarze Punkte finden

Wenn Streifen oder Verunreinigungen zufällig auftauchen, ist die Ursache wahrscheinlich im Zylinder oder Zufuhrsystem zu finden. Farbe oder zersetztes Material können in einem negativen Strömungsbereich „eingeschlossen“ sein. Möglicherweise reichen die in diesem Bereich wirkenden physikalischen Kräfte nicht aus, um alle Verunreinigungen zu entfernen. So ist es unumgänglich, dass das nachfolgende Material immer wieder kleine Mengen davon erfasst, welche dann sporadisch im Teil auftauchen. Das Kunststoffgranulat ist ebenfalls auf Verunreinigungen zu untersuchen und das Trocknungssystem sollte zuverlässig funktionieren. Verschmutzte Filter in einem Zufuhrsystem können verheerenden Schaden anrichten. Mahlgut, falls verwendet, ist ein weiterer möglicher Übeltäter, verursacht durch schlecht gereinigte Mühlen, kleinste Teilchen und Staub.

Verfügen Heißkanäle über Verschlussdüsen und Probleme tauchen mit einem oder mehreren Angüssen auf, so sollten die anderen verschlossen und nur die problematischen gereinigt werden. Dadurch werden Druck und Ausspritzgeschwindigkeit erhöht. (Bildquelle: PKV)

Verfügen Heißkanäle über Verschlussdüsen und Probleme tauchen mit einem oder mehreren Angüssen auf, so sollten die anderen verschlossen und nur die problematischen gereinigt werden. Dadurch werden Druck und Ausspritzgeschwindigkeit erhöht. (Bildquelle: PKV)

Liegt die Ursache nicht im Ausgangsmaterial, so liegt sie möglicherweise im Zylinder. Lange Verweilzeiten können zu Degeneration des Materials führen und damit zu schwarzen Flecken. Um dies zu vermeiden, kann mit nachfolgender Faustregel die passende Maschinengröße gewählt werden: 25 bis 65 Prozent der Zylinderkapazität sollten dem Schussgewicht entsprechen. Ob der Zylinder ursächlich für das Problem verantwortlich ist, kann mit einigen Schüssen Reinigungsgranulat von PKV Pappenheimer Kunststoffmaschinenvertrieb, Pappenheim, herausgefunden werden. Hierfür sollte der Zylinder vollständig mit dem Reinigungsgranulat gefüllt sein, um zu gewährleisten, dass auch das Material in den „toten Ecken“ erfasst wird. Das ausgetretene Reinigungsmaterial wird auf Flecken und ungleichmäßige Farbverteilung untersucht. Wenn es zufällige Flecken oder Streifen gibt, ist das Problem wahrscheinlich auf der Schnecke und im Zylinder. Tritt die Kontamination jedes Mal an derselben Stelle auf, so sitzt der Einschluss vermutlich in der Düse, im Heißkanal oder im Zylinder. Sind die Schlieren oder Flecken immer angussnah an der gleichen Stelle, dann ist der Farbeinschluss vermutlich in der Düse, im Rückschlagventil oder im Heißkanal. Wenn die Verunreinigung nicht im Zylinder sitzt, dann wird der Heißkanal gereinigt, um festzustellen, ob die Ursache nachgelagert im Verteiler oder in den Angüssen ist. Bestimmte Angüsse können aufgrund eines ungleichmäßigen Strömungsmusters im Verteiler problematischer sein als andere. Es ist daher jede Anhäufung des Reinigungsmaterials einzeln beim Ausspritzen aus der Düse zu überprüfen. Das verwendete Reinigungsgranulat muss für Heißkanäle geeignet sein. Mischdüsen und Farbdispersionsscheiben sind extrem schwer zu reinigen. Sie sind bekannt dafür zu verkohlen, wodurch sich Farbe und Kohlenstoff ansammeln können. Aufgrund des Nicht-Newtonschen-Kunststoffflusses folgen Farbschlieren dem Strömungsbild und setzt sich an der gleichen Stelle ab. Demzufolge gilt: Je weiter entfernt vom Anguss der gleichmäßige Farbstreifen auftritt, desto weiter weg vom Anguss im Zylinder ist das Problem lokalisiert. Erscheint der Farbwechsel nicht als Streifen sondern schubweise, kann die Verunreinigung vom Zuführsystem kommen. Farbkonzentratpellets oder sogar ein einzelnes Pellet können in der Materialeinfüllöffnung, im Beschickungstrichter oder im Zufuhrsystem eingeschlossen sein und eine deutliche Farbveränderung verursachen.

Verschiedene Wege zum Ziel

Klumpenbildung in der Einzugszone kann durch Kühlung verhindert werden und dadurch auch Schlieren oder Stippen, die vom Trichter oder der Materialzuführung verursacht werden. (Bildquelle: PKV)

Klumpenbildung in der Einzugszone kann durch Kühlung verhindert werden und dadurch auch Schlieren oder Stippen, die vom Trichter oder der Materialzuführung verursacht werden. (Bildquelle: PKV)

Kommen die Streifen oder Verunreinigungen aus dem Zylinder, dann sollten eine oder mehrere der folgenden Methoden getestet werden. Zum einen kann die Zylindertemperatur um ungefähr 25 bis 50 °C über die normale Verarbeitungstemperatur angehoben werden. Dies verringert die Viskosität des Kunststoffs und es kann leichter vom Reinigungsgranulat herausgespült werden. Um eine Degeneration der Schmelze zu unterbinden, muss die Temperatur immer innerhalb des vom Hersteller empfohlenen sicheren Bereichs des Kunststoffmaterials und des Reinigungsgranulates liegen. Zum anderen können mehrere kurze Ausspritzungen bei erhöhter Schneckendrehzahl durchgeführt werden. Dies löst die Farbe oder verkohltes Material. Anschließend die Schneckendrehzahl verlangsamen. Dadurch kann das Reinigungsgranulat expandieren, um danach die gelösten Verunreinigungen aus dem System zu befördern. Es können aber auch die Schneckendrehzahl und der Gegendruck erhöht werden, um die Ergebnisse des Reinigungsprozesses durch Kraft und Bewegung zu verbessern. Hier ist es wichtig, ausreichend Material zu verwenden, damit der Zylinder gefüllt ist, sodass das Reinigungsmaterial schrubben und die Verschmutzungen herausschieben kann.

Vorbeugen ist wichtig

Verursacht die Rückstromsperre die Stippen, dann sollten mehrere kurze Schüsse mit hoher Geschwindig-keit durchgeführt werden. (Bildquelle: PKV)

Verursacht die Rückstromsperre die Stippen, dann sollten mehrere kurze Schüsse mit hoher Geschwindig-keit durchgeführt werden. (Bildquelle: PKV)

Wenn sich die Verunreinigung an der Rückstromsperre befindet, empfehlen sich mehrere kurze Schüsse mit hoher Geschwindigkeit. Dies sollte Ablagerungen im Bereich der Rückstromsperre entfernen. Eine weitere Möglichkeit einen verunreinigten Zylinder und Schnecke zu säubern, ist, die Maschine bei einem Material- oder Farbwechsel abzuschalten. Das Produktionsmaterial wird soweit herausgespritzt, dass die Schnecke noch komplett bedeckt ist. Jetzt das Reinigungsgranulat einfüllen und einige Ausspritzungen, gegebenenfalls durch Düse und offenes Werkzeug, durchführen bis das Reinigungsgranulat austritt. Nun die Maschine ausschalten und abkühlen lassen. Im Abkühlprozess kann sich das Reinigungsgranulat mit den abgelagerten Verunreinigungen auf den Oberflächen verbinden. Beim Wiederanfahren transportiert das Reinigungsmaterial die Kontaminationen aus der Maschine hinaus. Wenn dies regelmäßig durchgeführt wird, ist es eine sehr gute Maßnahme zur vorbeugenden Maschinenwartung, da Ablagerungen auf den Oberflächen von Schnecke und Zylinder verhindert werden. Auch während eines längeren Stillstandes ist es vorteilhaft, dieses Verfahren anzuwenden.

Liegt das Problem im Trichter oder im Zuführsystem, so können folgende Maßnahmen helfen: Durchführen eines Standardverfahrens zum Reinigen des Trichters und der Magnete. Gründlich mit einem Luftschlauch und einem weichen Tuch reinigen, sowohl vor dem Einfüllen des Reinigungsgranulates als auch vor dem Einfüllen des nächsten Produktionsmaterials. Weiterhin sind alle (Hilfs-)Zufuhrsysteme zu prüfen, um sicherzustellen, dass sich nirgendwo irgendwelche Pellets befinden. Klumpenbildung in der Einzugszone durch Kühlung sollte vermieden werden.

Über die Autoren

Bob Grzegorek

ist technischer Serviceleiter für Dyna-Purge einer Division of Shuman Plastics in Depew, USA.

Susanne Schmoll

arbeitet im Vertrieb für Dyna-Purge Deutschland und Schweiz bei
PKV Pappenheimer Kunststoffmaschinenvertrieb in Pappenheim.