Warum die Werkzeugentlüftung beim Spritzgießen wichtig ist

Die korrekte Entlüftung von Spritzgusswerkzeugen ist nicht trivial, da sie von einer Vielzahl von Faktoren wie Kavitätsvolumen, Einspritzgeschwindigkeit, der Bauteilgeometrie und den Fließwegen abhängt. Entsprechend komplex ist die Auswahl eines sinnvollen Entlüftungskonzeptes. Das Kunststoff-Zentrum SKZ aus Würzburg möchte hier Wegbereiter für die Industrie sein und gemeinsam mit führenden Industrievertretern Lösungskonzepte erarbeiten.

Warum das Entlüften des Werkzeugs wichtig ist

„Beim Einspritzen des Polymers in die Kavität wird nicht nur die darin eingeschlossene Luft verdrängt. Bei der Verarbeitung vieler Thermoplaste können gasförmige Produkte entstehen, die ebenfalls aus dem Werkzeug entweichen müssen. Hierzu zählen insbesondere faserverstärkte und/oder flammgeschützte Materialien und beispielsweise Polyolefine, Polycarbonate sowie Polyamide. Eine unzureichende Entlüftung führt häufig zu Schadstellen“, erklärt Christian Deubel, Senior Engineer Forschung Spritzgießen am SKZ.

Im Industriealltag führt dies häufig zu vielen, teuren Iterationsschleifen im Werkzeugbau, bis eine zufriedenstellende Qualität erreicht ist. Am Markt existierten zwar verschiedenste Lösungen für Entlüftungssysteme. Allerdings fehle bislang eine geeignete Methodik, um für den konkreten Anwendungsfall die optimale Entlüftung schnell und gezielt zu finden, so Deubel.

Welche Unternehmen partizipieren am Verbundprojekt?

Aus diesem Grund hat sich das SKZ mit Industrieunternehmen zusammengetan, um bestehende Entlüftungssysteme quantitativ für verschiedene Anwendungsfälle zu bewerten und entsprechende Empfehlungen abzuleiten. Das Angebot des SKZ sich an der Forschung zu beteiligen, fand regen Zuspruch. Insgesamt sieben Firmen haben sich nun zusammengeschlossen, um eine Lösung zu erarbeiten – darunter die Bürkert Werke, GHD Präzisions Formenbau, IFM Electronic, die ITW Automotive Products, Schaeffler Höchstadt, Uvex Arbeitsschutz und Voestalpine HPM Deutschland Beteiligungs SE.

Teure Nachbearbeitungen sollen vermieden werden

Am Ende der Forschungstätigkeit möchten das SKZ vor allem eine Simulation der Geometrievarianten, inklusive Entlüftungslösungen, und Abgleich mit den realen (Mess-)Ergebnissen ermöglichen und eine Handlungsempfehlung für optimierte Entlüftungssimulationen und die Umsetzung im Werkzeug erarbeiten. „Damit sollte es künftig leichter werden, von vornherein die richtige Entlüftungsmethodik zu erkennen und im Werkzeug vorzusehen, um teure Optimierungen und Nachbearbeitungen zu vermeiden“, sagt Thomas Zentgraf, Senior Engineer am SKZ.

Da SKZ-Wegbereiterprojekte komplett industriefinanziert sind, stehen die Ergebnisse nur den teilnehmenden Unternehmen zur Verfügung. Das Projekt ist zum 1. Juni 2024 gestartet. Weitere Teilnehmer sind dennoch willkommen.

Quelle: SKZ