Fallstudie ABS/TPU 2K-Formenbau: Rotationsabstreifplatten-Formmechanismus

• Produktanwendung: Komponente für Industrieanlagen
• Harzkombination: 1. Schuss: ABS (Hartplastik) | 2. Schuss: TPU (Weichplastik-Elastomer)
• Kavitation: Insgesamt 4 Kavitäten (1. Schuss: 2 Kavitäten | 2. Schuss: 2 Kavitäten)
• Maschinenkompatibilität: Parallele Zweikomponenten-Spritzgießmaschine
• Anguss-System: Vollständiges Heißkanalsystem

Beim herkömmlichen Zweikomponenten-Spritzgießen wird üblicherweise die rotierende Aufspannplatte der Spritzgießmaschine verwendet, um das Substrat von der ersten zur zweiten Spritzstation zu wechseln. Bei diesem speziellen Projekt ist der Rotationsmechanismus jedoch direkt in der Form integriert. Die Form nutzt eine rotierende Abstreifplatte, um den Übergang zwischen den ABS- und TPU-Schüssen zu ermöglichen.

Die rotierende Abstreifplatte ist in der Kernplattenbaugruppe montiert. Nach dem Einspritzen des ersten Materials (ABS) bleibt das Halbzeug sicher auf der Abstreifplatte gehalten. Anstatt das Teil auszuwerfen, wird die Abstreifplatte nach vorne geschoben, dreht sich über einen integrierten Zahnstangenmechanismus um 180 Grad und fährt in die Position für den zweiten Einspritzvorgang zurück.

Der Einsatz einer rotierenden Abstreifplatte im Spritzgusswerkzeug bietet deutliche mechanische Vorteile gegenüber herkömmlichen Zweikomponenten-Werkzeugen. Hersteller können so Parallelspritzgießmaschinen nutzen, ohne auf massive, schwere Drehtische an der Maschine angewiesen zu sein. Die Zahnstangenkonstruktion gewährleistet eine präzise 180°-Positionierung und verhindert Fehlausrichtungen während der kritischen TPU-Umspritzphase. Darüber hinaus garantiert das Belassen des ABS-Teils aus der ersten Spritzgießphase auf der Abstreifplatte anstelle des robotergestützten Transfers eine fehlerfreie Positionierung und somit eine einwandfreie chemische und mechanische Verbindung zwischen ABS und TPU.

Die Synchronisation der Hydraulikzylinder und Auswerferstangen der Maschine muss präzise abgestimmt sein, um mechanische Kollisionen zu vermeiden. Der Arbeitsablauf dieser Rotationsabstreifplatten-Spritzgießform ist in zwei aufeinanderfolgende Zyklen unterteilt:

1. Formschluss: Werkzeug verriegelt unter Tonnage.
2. Erster Spritzguss: ABS (Hartplastik) wird in die beiden primären Kavitäten eingespritzt.
3. Form geöffnet: Trennlinie löst sich.
4. Hydraulischer Auswurf (Phase 1): Der Hydraulikzylinder aus Hartplastik fährt 30 mm nach vorne und drückt dabei gleichzeitig die Abstreifplatte heraus.
5. Maschinenauswurf (Phase 2): Der Auswerferstab der Spritzgießmaschine fährt bis zu 68,5 mm aus und verlängert die Abstreifplatte um weitere 38,5 mm, um die Kerngeometrie freizugeben.
6. Rückstellung der Auswerferplatte: Der Hydraulikzylinder zieht die Auswerferplatte in ihre Ausgangsposition zurück, wodurch die Abstreifplatte in der Schwebe bleibt und stillsteht.
7. Plattenrotation: Ein spezieller Hydraulikzylinder betätigt die Zahnstange, dreht das Ritzel und rotiert die gesamte Abstreifplatte exakt um 180°.
8. Rückstellung der Abstreifplatte: Die Auswerferstange der Spritzgießmaschine fährt zurück und zieht die gedrehte Abstreifplatte (mit dem ABS-Substrat) zurück in den Formboden.
9. Form schließt: Werkzeugverriegelung für den zweiten Zyklus.

1. Gleichzeitiges Einspritzen: TPU (weicher Kunststoff) wird über das ABS-Substrat in die sekundären Kavitäten eingespritzt, während gleichzeitig eine neue Charge ABS in die primären Kavitäten eingespritzt wird.
2. Auswerfen von Weichkunststoff und Entformen der Teile: Der Hydraulikzylinder für Weichkunststoff wirft 30 mm aus. Die fertigen ABS+TPU-Verbundteile werden ausgeworfen und entfernt (per Roboter oder Bediener).
3. Rückstellung des Zylinders aus weichem Kunststoff: Der Zylinder fährt in seine Ausgangsposition zurück.
4. Hydraulischer Auswurf (Phase 1): Der Hartplastikzylinder wirft 30 mm aus (wodurch die neuen ABS-Substrate auf die Abstreifplatte nach vorne gelangen).
5. Maschinenauswurf (Phase 2): Die Maschinenauswerferstange fährt bis 68,5 mm aus und verlängert die Abstreifplatte um weitere 38,5 mm.
6. Auswerferplatten-Reset: Der Zylinder aus Hartplastik setzt die Auswerferplatte zurück und hält die Abstreifplatte in der ausgefahrenen Position.
7. Plattenrotation: Der Zahnstangenzylinder dreht die Abstreifplatte erneut um 180°.
8. Rückstellung der Abstreifplatte: Die Auswerferstange der Maschine fährt zurück und setzt die Abstreifplatte wieder an ihren Platz.
9. Form schließt: Der kontinuierliche Zyklus wiederholt sich.

Diese Fallstudie zu einem Zweikomponenten-Werkzeug aus ABS und TPU demonstriert eine kompakte und zuverlässige Alternative zu herkömmlichen Drehtellerwerkzeugen. Die Konstruktion nutzt ein vollständiges Heißkanalsystem, eine 2+2-Kavitätenanordnung und eine zahnstangengetriebene, rotierende Abstreifplatte, um die ABS-Substrate der ersten Spritzgießphase in die TPU-Umspritzstation zu überführen.

Die 18-stufige Sequenz veranschaulicht anschaulich, wie sich die Form im kontinuierlichen Produktionsprozess öffnet, auswirft, dreht, zurücksetzt und schließt. Für Formenkonstrukteure und Verfahrenstechniker bietet dieses Konzept eine praktische Referenz für Zweikomponenten-Anwendungen, bei denen Platzbedarf, Kosten und präziser Teiletransfer entscheidende Faktoren sind.