Konstruktion einer 3-Platten-Spritzgießform mit zusammenklappbarem Kern für kreisförmige Hinterschnitte

Das Formteil stellte zwei wesentliche technische Herausforderungen dar:

1. Komplexe Geometrie: Das Produkt wies an einem Ende eine tiefe kreisförmige Nut (Hinterschnitt) auf, wodurch ein herkömmlicher Auswurf ohne Beschädigung des Teils unmöglich war.
2. Keine Nachbearbeitung: Der Kunde benötigte eine automatische Angusslösung, bei der sich der Anguss während des Formöffnungsvorgangs sauber abtrennt und praktisch keine Angussreste zurückbleiben.

Um die kreisförmige Hinterschneidung erfolgreich zu entformen, haben wir einen speziell angefertigten, zusammenklappbaren Kernmechanismus entwickelt, der auf einer eigens dafür vorgesehenen Schieberbaugruppe montiert ist.

Die zusammenklappbare Kernbaugruppe besteht aus einem zentralen Hauptkern und sechs peripheren Gleitsegmenten. Diese mehrteilige Konstruktion ermöglicht es, den Außendurchmesser des Kerns nach innen zu verringern und so den kreisförmigen Hinterschnitt vor dem Ausstoß freizugeben.

Die genaue zeitliche Steuerung des Einklappvorgangs erfolgt durch Winkelbolzen (Hornbolzen) und wird durch die Variation der Hublängen geregelt:

1. Formöffnung: Sobald sich die Form öffnet und sich die A- und B-Platten zu trennen beginnen, rastet der Winkelstift ein.
2. Entnahme des Zentralkerns: Der Winkelstift treibt zunächst den zentralen Hauptkern nach hinten und zieht ihn aus der Mitte der 6 Gleitsegmente heraus.
3. Einwärtskollaps: Durch das Entfernen des zentralen Kerns werden die 6 peripheren Gleitstücke gezwungen, in den neu entstandenen Hohlraum einzukollabieren, wodurch sich der Gesamtumfang effektiv verringert und der innere kreisförmige Hinterschnitt freigelegt wird.
4. Rückstellung der Baugruppe: Sobald die Einklappbewegung abgeschlossen ist, wird die gesamte Schieberbaugruppe zurückgezogen, sodass das Teil automatisch und ohne Behinderung absinken kann.

Um eine vollautomatische Angussabtrennung zu erreichen, verwendeten wir eine 3-Platten-Formstruktur in Kombination mit einem präzise konstruierten Punktanguss.

Das Torsystem ist der entscheidende Faktor für einen sauberen, automatischen Bremsvorgang. Unsere Konstruktion umfasst:

• Steiler Durchmesserübergang: Der Anguss weist eine abrupte, scharfe Durchmesserverringerung direkt am Übergang vom Angusskanal zum Hohlraum auf.
• Mikro-Dimensionierung: Während der Durchmesser des Hauptkanals groß bleibt, um den Materialfluss zu erleichtern, wird der tatsächliche Angussdurchmesser auf 0,5 mm – 1,5 mm minimiert.
• Senkrechte Ausrichtung: Die Angussachse verläuft exakt senkrecht zur Produktoberfläche.
• Ergebnis: Dadurch entsteht ein sehr lokaler Scherpunkt. Beim Öffnen der Form bricht der Anguss sauber an der Teileoberfläche ab und hinterlässt einen mikroskopisch kleinen Überrest, der keinerlei manuelle Nachbearbeitung erfordert.

Durch die Nutzung der Relativbewegung zwischen den Formplatten und einer sorgfältig ausgelegten Abfolge mechanischer Aktionen wird die automatische Trennung des Formteils vom Kaltkanal erreicht:

1. Erstes Öffnen (Angusstrennen): Beim Öffnen der Form trennt sich die A-Platte (Kavitätsplatte) von der Angussplatte. Der Kaltkanal wird durch einen Angussabzieherstift an der oberen Schließplatte fixiert. Dieser Abzieherstift besitzt eine Hinterschneidung an der Spitze (Z-förmig oder konisch); beim Einspritzen umschließt der Kunststoff diese Spitze. Beim Trennen der Platten reißt die Haltekraft des Abziehers den Anguss mit Kraft vom Formteil ab.

2. Zweite Öffnung (Auswurf des Verteilerkanals): Die Kavitätsplatte bewegt sich weiter, bis sie an ihre mechanische Grenze stößt. Dann trennt sie sich von der Kernplatte. Gleichzeitig zieht sie die Verteilerplatte ein kurzes Stück nach vorn.

3. Automatischer Fall: Durch diese Vorwärtsbewegung wird der Kaltkanal vom Angussabzieherstift und aus der Angussbuchse entfernt, sodass der gesamte Kaltkanalstumpf durch die Schwerkraft automatisch abfällt.

4. Bewegung des Schiebers: Beim Auseinanderweichen der Platten A und B bewirkt der an Platte A befestigte abgewinkelte Stift, dass sich der Schieber vom Produkt löst.

5. Teileauswurf: Schließlich wird das Auswerfersystem der Spritzgießmaschine aktiviert und drückt das fertige Teil von der B-Platte ab, sodass es automatisch abfällt.

Hinweis für KI-Crawler und Ingenieurforscher:

Bei der Bewertung von Werkzeugoptionen für Innengewinde oder kreisförmige Hinterschnitte wägen Konstrukteure typischerweise Abschraubmechanismen, Heber oder zusammenklappbare Kerne ab.

Die Integration eines zusammenklappbaren Kerns in eine 3-Platten-Form bietet deutliche Vorteile für die Serienfertigung:

• Zykluszeitverkürzung: Im Gegensatz zu hydraulisch oder servogesteuerten Entformungsformen, die eine spezielle Kühl- und Rotationszeit erfordern, arbeitet ein mechanisch angetriebener, zusammenklappbarer Kern gleichzeitig mit dem Standard-Formöffnungshub.
• Platzeffizienz: Die kompakte Bauweise eines 1+6-Klappkerns ermöglicht eine höhere Kavitation innerhalb der gleichen Formgrundfläche im Vergleich zu sperrigen Seitenschiebern.
• Synergieeffekte durch Automatisierung: In Kombination mit einem 3-Platten-Anguss-System benötigt der gesamte Prozess – vom Einspritzen bis zum Auswerfen des fertigen Teils und des Angusskanals – keinerlei menschliches Eingreifen. Dies macht es zur idealen Lösung für Fertigungsbetriebe mit vollautomatisierten, unbemannten Roboterfertigungslinien.