Was ist ein gestapeltes Spritzgusswerkzeug?

Stapelspritzgussformen unterscheiden sich von herkömmlichen Spritzgussformen. Es handelt sich um eine spezielle Formkonstruktion. Die Stapelspritzgussform besitzt mehrere Trennflächen, und jede Trennfläche kann einen oder mehrere Kavitäten aufweisen. Mehrere Kavitäten sind in Formschließrichtung angeordnet. Die Stapelspritzgussform besteht aus einem Anguss-System, einem Formrahmen-System, einem Kühlsystem, einem Lagerführungssystem, einem Zweiwege-Auswerfersystem und einem Öffnungs- und Schließmodul-Verbindungssystem.

Ein gestapeltes Spritzgießwerkzeug besteht aus einem beweglichen Werkzeug, einem Mittelwerkzeug und einem festen Werkzeug. Ein mehrschichtiges Spritzgießwerkzeug besteht ebenfalls aus einem beweglichen Werkzeug, einem Mittelwerkzeug und einem festen Werkzeug.

Die feste Form befindet sich auf der rechten Seite der Spritzgießmaschine und ist an der festen Platte befestigt. Ein Anschluss des Angusskanals steht in Kontakt mit der Spritzgießmaschine. Der feste Teil des Formkanals ist mit einem Heizelement ausgestattet, um das Material im Formkanal flüssig zu halten. Das Heißkanalsystem verläuft durch den festen Teil. Im geschlossenen Zustand ist die Form mit der Öffnung der Spritzgießmaschine verbunden. Daher muss der Formkanal ausreichend lang sein, um sicherzustellen, dass beim Öffnen der Form kein Schmelzgut austritt.

Das Mittelformteil besteht aus einem Rahmen mit einem Heißkanalsystem im Inneren und einer Formplatte mit zwei Außenflächen für das Formteil. Sein Anguss-System verfügt beidseitig über thermische Düsen. Das Mittelformteil muss geführt und gestützt werden; der Auswerfermechanismus befindet sich jeweils an der beweglichen und der festen Form. Beim Entformen wird die Zwischenplatte mithilfe weiterer beweglicher Teile so bewegt, dass sich das Mittelformteil zwischen der beweglichen und der festen Form befindet. Das Heißkanalsystem des Mittelformteils ähnelt einem herkömmlichen Heißkanalsystem und besteht aus Düsen, Verteilern, Heißkanalplatten und Heizelementen.

Die bewegliche Form befindet sich auf der linken Seite der Form. Sie bewegt sich beim Öffnen der Form mit dem Spritzgießformteller. Der mittlere Teil wird vom Verbindungsglied angetrieben. Beide Trennflächen öffnen sich gleichzeitig.

1. Produktivität: Die gestapelte Spritzgussform ist doppelt so produktiv wie eine herkömmliche Form. Dadurch werden die Kosten des Spritzgießens deutlich gesenkt und die Produktion von Kunststoffteilen pro Zeiteinheit erhöht.

2. Die gestapelte Spritzgießform kann auf derselben Einzelspritzgießmaschine montiert werden. Es ist keine zusätzliche Ausrüstung erforderlich. Dadurch werden Kosten für Maschinen, Produktionsstätten und Arbeitskräfte eingespart.

3. Die Anforderungen an die Herstellung von mehrlagigen Spritzgussformen sind im Grunde dieselben wie bei herkömmlichen Formen. Die Herstellungszeit ist jedoch 5–10 % kürzer als bei zweilagigen Formen.

4. Gestapelte Spritzgussformen eignen sich für die Großserienfertigung von flachen, großen Kunststoffteilen sowie von kleinen, dünnwandigen Kunststoffteilen mit mehreren Kavitäten. Je größer die Stückzahl, desto geringer die Produktionskosten der Kunststoffteile.

Das gestapelte Spritzgießsystem kann sowohl mit Kalt- als auch mit Heißkanalsystemen arbeiten. Heißkanalsysteme übertragen den Einspritzdruck optimal und tragen so zur hohen Qualität der Kunststoffteile bei. Die Produktion lässt sich leicht automatisieren. Allerdings sind bestimmte Kunststoffsorten erforderlich, und die Kosten sind hoch.

Bei Verwendung eines Kaltkanalsystems ist die Formteilqualität gering. Eine automatisierte Produktion ist nicht möglich. Die Verarbeitung ist jedoch einfach und kostengünstig. Aufgrund des mehrschichtigen Spritzgusswerkzeugs ist der Hauptkanal länger. Um die Einspritzzeit zu verkürzen und die Produktivität zu steigern, werden heutzutage häufig Heißkanalsysteme eingesetzt.

Die Werkzeugtemperatur ist einer der wichtigsten Faktoren, die die Formqualität und die Formzeit von Kunststoffteilen beeinflussen. Bei der Konstruktion eines mehrschichtigen Spritzgießwerkzeugs muss sichergestellt werden, dass die Temperaturverhältnisse in allen Schichten des Formhohlraums gleich sind. Um Wärmeverluste durch Wärmeleitung im Heißkanalsystem zu reduzieren, sollte die Kontaktfläche verringert und eine Isolierschicht vorgesehen werden. Die wichtigsten Punkte bei der Konstruktion des Kühlsystems eines mehrschichtigen Spritzgießwerkzeugs sind:

1. Die Abkühlzeit der Form wird auf das kürzeste Maß reduziert.

2. Die Kunststoffteile werden gleichmäßig abgekühlt, wodurch die Verformung der Kunststoffteile verringert wird.

3. Zusätzliche Kühlkanäle können sowohl im Spritzgusskern als auch im Kerneinsatz vorgesehen werden.

4. Kühlkanäle können auch in der mittleren Form eingebaut werden. Sie führen die Strahlungswärme vom Anguss-System ab.

Um eine gleichmäßige Kunststoffschrumpfung zu gewährleisten, muss die Verweilzeit der Kunststoffteile im Formhohlraum gleich sein. Daher muss bei einem mehrteiligen Spritzgusswerkzeug sichergestellt werden, dass sich die Trennflächen aller Formhohlräume gleichzeitig öffnen. Üblicherweise gibt es drei Situationen: