HEISSKANÄLE Spritzgiesswerkzeuge für 256 oder gar 384 Nadelschutzkappen zählen heute zur Spitze des Hochleistungsformenbaus für die Medizintechnik. Beste Formteilqualität und Produktivität erreichen sie aber nur dann, wenn der Heißkanal als Bestandteil der Form betrachtet und auch so ausgelegt wird.
So wird beispielsweise die thermische Betrachtung des Heisskanals oft erheblich unterschätzt und deshalb vernachlässigt. Dabei legt gerade sie die Grundlage für einen qualitativ hochwertigen und leistungsfähigen Heißkanal. Die Temperaturdifferenz im Heißkanal wird auf ein Minimum gesenkt und die installierte Leistung den Anforderungen entsprechend angepasst. Bei einem kürzlich hergestellten 48-fach-Heißkanalsystem für ein medizintechnisches Werkzeug von Schöttli führte das zu einer massgeblichen Reduktion der installierten Heizleistung und damit unmittelbar zu Kosteneinsparungen. Die berechneten und unter Produktionsbedingungen gemessenen Temperaturen stimmten auf 3% genau überein. Die konsequente Dimensionierung der Heizschlangen nach thermischen Gesichtspunkten steigerte letztlich auch die Energieeffizienz. Die sich daraus ergebende verminderte Wärmezufuhr verringerte zudem die benötigte Kühlenergie, um dem Temperiermedium die (zuvor zuviel zugeführte) Wärme wieder zu entziehen. Ausserdem führten diese Maßnahmen, neben den direkten Kosteneinsparungen durch einen geringeren Energieverbrauch, zu einer Verbesserung der Produktqualität.Grundlage für diese Optimierung war die genaue Kenntnis der Wechselwirkungen von Heisskanal und Form. Diese erstreckte sich nicht nur auf die thermische Auslegung, sondern auch auf die mechanische und rheologische Auslegung des Werkzeuges und des Heißkanals. Dies erreicht der schweizer Formenbauer Schöttli, weil er die komplette Form einschließlich des Heißkanals anfertigt. Kauft nämlich ein Formenbauer das Heißkanalsystem zu, so kann er Hochleistungswerkzeuge nicht auf dem optimalen Niveau auslegen, weil Heißkanalhersteller nicht alle gewünschten Daten zur Heißkanalauslegung offen legen. Für die rheologisch, thermisch und mechanisch optimale Auslegung von Form und Heisskanal betrachtete der Werkzeugbauer also drei Anforderungsschwerpunkte, die sich gegenseitig beeinflussen und auch direkt in Wechselwirkung zur gesamten Spritzgiessform stehen. Rheologische und thermische FEM-Simulationen waren ein effizientes Hilfsmittel zur Quantifizierung physikalischer Zusammenhänge bei der Auslegung. Bei der mechanischen Konzeption, die bei Bedarf auch durch FEM-Simulationen unterstützt wird, war die hohe Steifigkeit des Gesamtsystems das primäre Ziel. Dazu verwendete Schöttli intern erarbeitete Vorgaben, die einen robusten Heißkanal als integralen Bestandteil einer dann leistungsfähigen Spritzgiessform sicherstellen.