Das PVC-Gießverfahren – Die ideale Lösung für dickwandige Kunststoffteile und wirtschaftliche Kleinserien

Nicht jedes elektrisch isolierende PVC-Bauteil eignet sich für die Herstellung im Spritzgießverfahren. Dickwandige Formteile und insbesondere Bauteile mit sehr stark unterschiedlichen Wandstärken stellen extrem hohe Anforderungen an das Fertigungsverfahren und an das Spritzgießwerkzeug. In solchen Fällen bietet das PVC-Gießverfahren eine technisch ausgereifte und wirtschaftlich interessante Alternative für kleine und mittlere Stückzahlen für Anwendungen in der Elektrotechnik und der Erneuerbaren Energien. Bei Hamco wird das PVC-Gießverfahren eingesetzt, um hochwertige technische Bauteile aus den praxisbewährten Covytec®-PVC-Plastisolen und deren hervorragenden elektrischen Isolationswerten herzustellen. Das Verfahren zeichnet sich durch eine gleichmäßige Materialstruktur, im Vergleich zum Spritzgießen sehr geringen Werkzeugkosten und Unabhängigkeit von einem Maschinenpark aus.

Was ist das PVC-Gießverfahren?

Das PVC-Gießverfahren ist ein druckloses Herstellungsverfahren. Dabei wird flüssiges PVC-Plastisol von oben in eine untemperierte Alu-Form gegossen, die die Geometrie des Bauteils abbildet, aber nicht vollständig umschließt. Anschließend wird das gefüllte Werkzeug in einem Ofen erhitzt. Während des Erwärmungsprozesses findet die sogenannte Gelierung statt. Dabei werden die im Plastisol fein verteilten PVC-Partikel von den Weichmachern angequollen und zu einer immer zäh-elastischer werdenden Masse verbunden. Aus der zunächst flüssigen Masse entsteht ein homogener, fester PVC-Kunststoffkörper. Nach dem vollständigen Gelieren wird das Werkzeug kontrolliert abgekühlt. Anschließend kann das fertige Bauteil entnommen und – falls erforderlich – mit einem Entgratungsmesser besäumt oder falls notwendig, mechanisch bearbeitet werden. Gerade weil bei der Herstellung kein Einspritzdruck erforderlich ist, entstehen durch die geringe Schwindung nur sehr geringe innere Spannungen im PVC-Material.

Wie läuft das Gießverfahren Schritt für Schritt ab?

Der gesamte Herstellungsprozess besteht aus wenigen Arbeitsschritten:

1. Herstellung oder Vorbereitung der Gießform.
2. Dosiertes Einfüllen des flüssigen PVC-Plastisols.
3. Erwärmen der Form im Ofen.
4. Gelierung und vollständiges Aushärten des Materials.
5. Abkühlen des Werkzeugs.
6. Entformen des Bauteils.
7. Besäumen eventuell vorhandener Grate.

Die Qualität des fertigen Kunststoffteils hängt dabei entscheidend von der Temperaturführung, der Gelierzeit und der Materialrezeptur ab.

Warum eignet sich das Verfahren besonders für dickwandige PVC-Bauteile?

Die größte Stärke des Gießverfahrens liegt dort, wo andere Fertigungsverfahren an ihre Grenzen stoßen. Beim Spritzgießen von Kunststoffen können große Materialanhäufungen zu Einfallstellen, Lunkern oder langen Kühlzeiten führen. Von den herausfordernden Fertigungsthemen voreilender Masseströme, verursacht durch unterschiedlich große Querschnitte beim Einspritzen des Materials in ein Spritzgießwerkzeug, ist das PVC-Gießverfahren nicht betroffen. Das PVC-Gießverfahren eignet sich hervorragend für massive Bauteile und mitunter extremen Wanddickenunterschieden, da das Material während des drucklosen Befüllens und anschließender Gelierung gleichmäßig aushärtet. Auch starke Wanddickenunterschiede lassen sich deshalb problemlos realisieren. Dadurch eignet sich das Verfahren insbesondere für:

• massive technische Formteile,
• elektrische isolierende Funktionsbauteile,
• Füllstücke und Lagerelemente,
• Schutzelemente mit großen Wandstärkeunterschieden,

Welche Oberflächen entstehen beim Gießen?

Gegossene PVC-Bauteile bilden die Oberfläche des Werkzeugs sehr präzise ab. Werkzeugoberflächen mit einer technischen Bearbeitung werden entsprechend sauber reproduziert. Da das Material jedoch drucklos verarbeitet wird, besitzen Bereiche ohne direkten Kontakt zur Werkzeugwand häufig eine leicht unruhige Oberfläche. Dieser Effekt ist verfahrensbedingt und stellt keinen Qualitätsmangel dar. Für hochglänzende Sichtteile oder dekorative Oberflächen mit Narbung ist das Gießverfahren daher weniger geeignet. Wer hingegen technische Funktionsteile fertigen möchte, profitiert von den anderen Vorteilen dieses Herstellungsverfahrens.

Für welche Stückzahlen eignet sich das Verfahren?

Das Gießverfahren benötigt deutlich längere Zykluszeiten als das Spritzgießen. Dafür sind die Werkzeuge wesentlich einfacher aufgebaut und deshalb kostengünstiger herzustellen. Besonders wirtschaftlich ist das Verfahren bei:

• Kleinst- und Kleinserien,
• Selten wiederkehrenden Produktionslosen,
• Ersatzteilen,
• Vorserien,
• Produkten mit geringer Jahresstückzahl.

Für Großserien bleibt das Spritzgießen meist die wirtschaftlichere Lösung, sofern die Wanddickenunterschiede spritzgießtechnisch gelöst werden können.

Gießverfahren oder Spritzgießen?

Diese Frage stellen sich viele Konstrukteure bereits in der Entwicklungsphase eines neuen Produkts. Die Antwort hängt vor allem von Geometrie, Stückzahl und den gewünschten Produkteigenschaften ab.

Gießverfahren	Spritzgießen
ideal für dickwandige Bauteile	ideal für dünnwandige Bauteile
geringe Werkzeugkosten	hohe Werkzeuginvestition
wirtschaftlich bei kleinen Serien	wirtschaftlich bei großen Serien
gleichmäßige Materialstruktur	sehr kurze Zykluszeiten
gut für große Wanddickenunterschiede	optimal für Massenproduktion

Eine frühzeitige Abstimmung zwischen Konstrukteur und HAMCO hilft dabei, dass wirtschaftlich optimale Fertigungsverfahren auszuwählen.

Was sind die typischen Einsatzbereiche gegossener PVC-Bauteile

Das PVC-Gießverfahren findet in vielen Industriezweigen Anwendung, beispielsweise:

• Elektrotechnik,
• Maschinenbau,
• Anlagenbau,
• Eneuerbare Energien.
• Fördertechnik,
• Medizintechnik,
• Laborgerätebau,

Überall dort, wo robuste Kunststoffteile mit größeren Wandstärken benötigt werden, spielt das Verfahren seine Vorteile aus.

Welche Vorteile bietet das PVC-Gießverfahren?

Die wichtigsten Vorteile im Überblick:

• hervorragend für dickwandige PVC-Bauteile,
• geeignet für große Wanddickenunterschiede,
• gleichmäßige Materialstruktur,
• hohe Vergussqualität,
• geringe Werkzeugkosten,
• wirtschaftlich bei Kleinserien,
• gute Maßhaltigkeit,
• einfache Nachbearbeitung,
• bewährtes Verfahren für technische Funktionsbauteile.

HAMCO – Ihr Partner für technische PVC-Gussteile

Die Auswahl des geeigneten Fertigungsverfahrens entscheidet maßgeblich über Qualität, Wirtschaftlichkeit und Lieferfähigkeit eines Kunststoffbauteils. Wir unterstützen unsere Kunden bereits während der Produktentwicklung und bewerten verfahrensunabhängig, ob das Gießverfahren, das Spritzgießen oder ein anderes Herstellungsverfahren die optimale Lösung darstellt. Durch jahrzehntelange Erfahrung in der Verarbeitung von PVC im Spritzgießverfahren, im Tauchverfahren, im Beschichtungsverfahren und Gießverfahren sowie fundiertes Know-how in der jeweiligen Werkzeugtechnik entstehen technisch ausgereifte Kunststofflösungen, die exakt auf den jeweiligen Anwendungsfall zugeschnitten sind.

Fazit

Das PVC-Gießverfahren ist ein bewährtes Fertigungsverfahren für dickwandige technische Kunststoffteile und wirtschaftliche Kleinserien. Wo große Wandstärken, geringe Werkzeugkosten und eine gleichmäßige Materialstruktur gefragt sind, bietet das Verfahren entscheidende Vorteile gegenüber anderen Herstellungsverfahren. Wer bereits in der Entwicklungsphase das passende Fertigungsverfahren auswählt, spart häufig Werkzeugkosten, verkürzt Entwicklungszeiten und erhält ein Bauteil, das optimal auf seine spätere Anwendung abgestimmt ist.