Spritzgusswerkzeuge bestehen aus zwei Hauptbaugruppen: der stationären Hälfte, die mit der festen Platte der Maschine verschraubt ist, und der beweglichen Hälfte, die mit der hin- und hergehenden Platte verbunden ist. Über diese grundlegende Trennung hinaus bieten fortschrittliche Formdesigns – wie z. B. Einknickkernsysteme, Gasdruckwerkzeuge, Präzisionsformen und Heißkanalsysteme mit mehreren Kavitäten – gezielte Funktionen, um anspruchsvolle Teileanforderungen zu erfüllen.
Kernmontage und Montage
• Stationäre Hälfte: Starr auf der festen Platte befestigt; beinhaltet die Angussbuchse und die Hälfte der Hohlraumgeometrie.
• Bewegliche Hälfte: Wird an der Gleitplatte der Injektoren befestigt; beherbergt Auswerfermechanismen und vervollständigt die Kavität.
Die genaue Ausrichtung dieser beiden Hälften ist die Grundlage für hochpräzise Operationen.
Schließen, Führen & Klemmen
• Führungspfosten: Gehärtete Säulen mit einem Durchmesser von typischerweise 20–50 mm und einer Geradheit von 0,01 mm/m führen die bewegliche Hälfte in eine perfekte Ausrichtung.
• Klemmsystem: Hydraulische oder Kniehebeleinheiten entwickeln Kräfte von 500 bis 5.000 Tonnen und stellen sicher, dass beim Füllen von Hochdruck- oder Heißkanalformen mit mehreren Kavitäten keine Grate entstehen.
Schmelzezufuhr und -einspritzung
4.1 Fließweg
– Schmelze (180–320 °C) tritt aus der Maschinendüse aus, durchquert das Anguss- und Kanalnetz und gelangt dann durch das Tor in die Kavität.
– Bei Heißkanalkonfigurationen wird die Temperatur des Verteilers über alle Zuleitungen hinweg auf ±3 °C genau geregelt, um eine gleichmäßige Befüllung zu gewährleisten.
4.2 Gasunterstützungsfunktion
– Nach dem Harzverdichten wird Stickstoff (5–20 MPa) eingespritzt, um Hohlprofile zu bilden, wodurch die Teilemasse um bis zu 30 % reduziert und Einfallstellen in dicken Zonen vermieden werden.
Spezialisierte Formvarianten
5.1 Faltkernformen
• Einziehbare Kernstifte: Hydraulisch oder pneumatisch betätigt (Genauigkeit ±0,02 mm), um Hinterschnitte freizugeben – ideal für komplexe Automobil- oder Geräteteile.
5.2 Präzisionsspritzgussformen
• Ultraenge Toleranzen: Erreicht durch die Verwendung von gehärtetem Werkzeugstahl (HRC 50–55) und Polieren auf Oberflächengüten unter Ra 0,8 µm, wobei die Abmessungen auf ±0,005 mm eingehalten werden.
5.3 Mehrkavitäten-Heißkanalwerkzeuge
• Ausgewogene Zufuhr: Verteilerdesign und Düsenauswahl gewährleisten eine gleichmäßige Schmelzeverteilung, die für Konsumgüter und Verpackungskomponenten mit hohem Volumen entscheidend ist.
Kühlung und Teileauswurf
• Konforme Kanäle: Schaltkreise mit einem Durchmesser von 8–12 mm, die in der Nähe der Kavität gebaut werden, halten ΔT ≤5 °C aufrecht und beschleunigen so die Zykluszeiten.
• Auswerfen: Nach einer Abkühlzeit von 10–40 s drücken hydraulische Auswerferstifte (Ø 4–10 mm) die fertigen Teile heraus. Bei gasunterstützten Formen unterstützt Restgas das Auswerfen.
Leistungskennzahlen nach Formtyp
Formtyp Schlüsselparameter Anwendungen
Zusammenklappbarer Kern Rückzugsgeschwindigkeit: 0,1–0,5 m/s Rohrverbindungen, ergonomische Griffe
Gas-Assist Gaseinspritzverzögerung: 0,5–1 s Stoßfänger, Stuhlschalen
Präzisionsformen Thermische Stabilität: ±1 °C Medizinische, elektronische Gehäuse
Heißkanal mit mehreren Kavitäten, Strömungsausgleich und thermische Gleichmäßigkeit, Verpackung, Massenmarktteile
Sicherheit und Prozesskontrolle
• Verriegelungen beim Schließen der Form: Sensoren verhindern das Einspritzen, bis die vollständige Schließung bestätigt ist, wodurch das Leckagerisiko beseitigt wird.
• Echtzeitüberwachung: IoT-Sonden protokollieren Klemmkraft, Schmelzdruck und Temperatur und reduzieren so den Ausschuss um bis zu 20 %.
Zusammenfassung
Durch die Integration präziser Führung, robuster Verriegelung und speziell entwickelter Funktionen – zusammenklappbare Kerne, Gaskanäle, Hohlräume mit engen Toleranzen und Heißkanalverteiler – liefern moderne Spritzgussformen komplexe, hochwertige Kunststoffteile effizient und zuverlässig und treiben so Innovationen in der Automobil-, Medizin-, Elektronik- und Konsumgüterindustrie voran.
