Beim Spritzgießen wird das Kunststoffgranulat über einen Einfülltrichter in den von außen beheizten Spritzgießzylinder der Spritzgießmaschine eingebracht. Bei größeren Anlagen kann das Granulat auch über eine Saugleitung direkt aus dem Materialgebinde zum Trichter über der Förderschnecke gefördert werden.
Während der Dosierphase muss eine kontinuierliche Materialversorgung der Förderschnecke sichergestellt sein. Das noch kalte Kunststoffgranulat gelangt dabei in den Raum zwischen den Schneckenstegen der sich drehenden Schnecke.
Durch die Drehbewegung wird das Granulat in Richtung Schneckenspitze gefördert. Gleichzeitig erwärmt es sich durch die von außen zugeführte Zylinderwärme sowie durch die beim Reiben und Scheren des Materials entstehende Wärme. Mit zunehmender Temperatur wird das Kunststoffgranulat plastifiziert und geht allmählich in einen fließfähigen Zustand über.
Die Schnecke dreht sich dabei gegen den sogenannten Staudruck. Dieser Widerstand unterstützt die Homogenisierung der Kunststoffmasse und sorgt dafür, dass sich vor der Schneckenspitze eine gleichmäßige Schmelze sammelt.
Sobald die für den nächsten Einspritzvorgang benötigte Materialmenge dosiert ist, befindet sich vor der Schneckenspitze das sogenannte Massepolster. Bis zu diesem Zeitpunkt muss das Kunststoffmaterial vollständig plastifiziert und homogenisiert sein, damit es anschließend gleichmäßig in das Werkzeug eingespritzt werden kann.
Die als Spritzaggregat bezeichnete Einheit aus Spritzgießzylinder, Schnecke und Einfülltrichter fährt nach vorne und setzt mit der Spritzdüse auf dem Werkzeug auf. Das Spritzgießwerkzeug ist maschinenseitig zwischen einer starren Aufspannplatte und einer beweglichen Werkzeughälfte, der sogenannten Auswerferseite, befestigt.
Die für das Füllen der Kavität benötigte heiße Kunststoffmasse wird anschließend unter hohem Druck in das geschlossene Werkzeug eingespritzt. Die Kunststoffschmelze durchströmt zunächst die Verteilerkanäle und wird über die Anspritzpunkte in die vorgesehenen Formhohlräume des Spritzgießwerkzeugs geleitet.
Die Geometrie des Bauteils hat dabei direkten Einfluss auf den Materialfluss. Unterschiedliche Wanddicken, lange Fließwege, schmale Bereiche oder ungünstig positionierte Anspritzpunkte können zu unterschiedlichen Füllgeschwindigkeiten und Abkühlbedingungen führen.
Solche Unterschiede können sich später beispielsweise in Form von Verzug, Bindenähten, Lufteinschlüssen oder sichtbaren Oberflächenveränderungen bemerkbar machen.
Während der Füllphase sorgt der Einspritzdruck dafür, dass die Kunststoffschmelze die Kavität vollständig ausfüllt. Anschließend wird der Nachdruck aufgebaut, um die beim Abkühlen der Kunststoffschmelze entstehende Volumenschwindung auszugleichen. Dadurch wird verhindert, dass sich das Bauteil beim Erstarren und Abkühlen zu stark zusammenzieht und beispielsweise Einfallstellen entstehen.
Die Zuhaltekraft hält die Werkzeughälften während des Einspritz- und Nachdruckvorgangs sicher geschlossen und verhindert, dass Kunststoff an der Werkzeugtrennebene austritt und sich Grat bildet.
Die Kavitäten eines Spritzgießwerkzeugs werden temperiert, um ein möglichst spannungsarmes Abkühlen des Kunststoffteils zu gewährleisten. Während der anschließenden Abkühlphase wird der Nachdruck aufrechterhalten, um die Volumenschwindung der noch heißen Kunststoffmasse auszugleichen und die Form des Spritzlings zu stabilisieren.
Ist der Querschnitt des Anspritzpunktes vollständig erkaltet, kann der Haltedruck entlastet werden. Anschließend wird die Einspritzdüse des Spritzgießaggregats vom Werkzeug abgehoben und ein neuer Dosiervorgang eingeleitet.
Sobald die Spritzlinge in der Kavität ausreichend abgekühlt und formstabil sind, kann das Spritzgießwerkzeug geöffnet und die Teile können entnommen werden.
Der Öffnungszeitpunkt ist dabei Bestandteil des definierten Prozessablaufs. Auswerfer und Entnahmeeinrichtungen sorgen für eine prozesssichere und reproduzierbare Entformung der fertigen Spritzgießteile.
Mit dem erneuten Schließen des Werkzeuges beginnt der nächste Spritzgießzyklus.
Was einfach klingt, ist ein technisch anspruchsvoller Vorgang
Temperaturen, Drücke, Geschwindigkeiten, Zeiten, Material und Werkzeugkonzept müssen aufeinander abgestimmt sein, damit die Spritzgussteile prozesssicher und in gleichbleibender Qualität gefertigt werden können.
Nicht jede beliebige Kunststoffgeometrie eignet sich gleichermaßen für das Spritzgießen. Bereits bei der Konstruktion sollte berücksichtigt werden, wie das Bauteil später gefertigt und aus dem Werkzeug entformt wird.
Gleichmäßige Wanddicken, geeignete Radien, sinnvolle Entformungsschrägen und eine durchdachte Lage der Anspritzpunkte können den Fertigungsprozess deutlich erleichtern.
Gleichzeitig muss die Konstruktion die Anforderungen der späteren Anwendung erfüllen. Genau hier liegt die Herausforderung: Das Bauteil muss nicht nur funktionieren – es muss sich auch sinnvoll herstellen lassen.
HAMCO nutzt das Spritzgießverfahren zur Herstellung technischer Kunststoffteile und stimmt Material, Werkzeug und Prozess auf die jeweilige Anwendung ab.
Dabei betrachten wir nicht nur das fertige Bauteil, sondern den gesamten Weg dorthin. Denn die Frage nach dem richtigen Herstellverfahren sollte möglichst früh beantwortet werden können.
Jetzt wissen Sie, wie das Spritzgießverfahren funktioniert. Die nächste Frage lautet: Ist Spritzgießen auch das richtige Herstellverfahren für Ihre Anwendung?
HAMCO unterstützt Sie bei der Beurteilung geeigneter Bauteilgeometrien, der Werkzeugauslegung und der Umsetzung bis zur Serienfertigung.
Erfahren Sie mehr über das Leistungsangebot Spritzgießen von HAMCO.
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