Spritzguss für Prototypen

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Rapid Tooling: Spritzguss Prototypen Kleinserienproduktion

Spritzguss für Prototypen

Wir bieten kurze Durchlaufzeiten ab 24h und Produktionen ab 1 Stück.

Inhaltsverzeichnis:

  • 1. Was ist Spritzguss?
  • 2. Was sind die Vorteile bei Spritzguss?
  • 3. Was bedeutet Spritzguss bei uns?
  • 4. Die Kavität bei Spritzguss
  • 5. Entfernung im Spritzgießwerkzeug
  • 6. Oberflächenstrukturen beim Prototypenspritzguss
  • 7. Schwingung und Schwundverhalten
  • 8. Temperieren im Prototypenbau
  • 9. Abguss und Angusssystem

Rapid Tooling: Spritzguss Prototypen Kleinserienproduktion
Spritzguss Prototypen Kleinserienproduktion

Spritzguss: Prototypen in Serienqualität bis 100.000 Stk.

Oftmals benötigen unsere Kunden ihre Prototypen in Serienqualität. Unsere Werkzeuge werden genau auf die Bedürfnisse unserer Kunden abgestimmt. Wichtige Maße oder Bereiche können vorgehalten oder teilweise auch bombiert werden. Somit haben wir die Möglichkeit mit einer Korrekturschleife auch komplexe Maße in die Toleranz zu bringen.

Wir verarbeiten alle gängigen Thermoplaste, auch Hochtemperaturwerkstoffe wie PEEK.

Hier beraten und betreuen wir unsere Kunden von A bis Z, auch in der Materialbeschaffung können wir Sie unterstützen.

Der Kundenstamm von German Mold Service 24 ist breit gefächert. Ob technische Bauteile wie Zahnräder und Kontaktumspritzungen oder optische Bauteile wie Lichtleiter und Sichtbauteile sind für uns kein Problem.

Spritzguss: Was ist das?

Das Spritzgießen, oder Spritzguss, ist ein Urformverfahren und wird zum größten Teil in der Kunststoffverarbeitung eingesetzt . Dabei wird mit einer Spritzgießmaschine der jeweilige Werkstoff (Kunststoffgranulat) erhitz, dadurch verflüssigt (plastifiziert) und in eine Form, dem Spritzgießwerkzeug, unter hohem Druck eingespritzt.

 Im Spritzgusswerkzeug geht das geschmolzene Granulat durch einen Abkühlprozess wieder in den festen Zustand über und wird nach dem Öffnen des Werkzeuges als Fertigteil entnommen. Dies geschieht über ein Auswerfersystem. Auswerfer schieben das Kunststoffteil aus dem Spritzgießwerkzeug und machen somit die Entformung möglich. Der Hohlraum, die Kavität, des Werkzeuges bestimmt dabei die Form und die Oberflächenstruktur des fertigen Teiles. 

Mit diesem Verfahren lassen sich direkt verwendbare Formteile in größeren Stückzahlen herstellen.

Das Spritzgießen erlaubt eine hohe Wahl an Möglichkeiten für Form und Oberflächenstukturen in der Kavität wie z. B. polierte, glatte, raue, sowie feine Oberflächen, aber auch Narbungen für berührungsfreundliche Bereiche, Gravuren und Farbeffekte. Dies macht es zu einem der weitestverbreiteten Verfahren zur Massenherstellung von Kunststoffteilen in praktisch allen Bereichen.

Spritzguss: Was sind die Vorteileile?

German mold service 24 bietet Spritzgießen mit kurzen Durchlaufzeiten, Sie erhalten Ihre Prototypen oder Serien innerhalb von wenigen Werktagen. Weitere Vorteile sehen wir im, Vergleich zu generativen Verfahren, im Bereich der schnellen Reproduzierbarkeit sowie in den Festigkeiten der Werkstoffe bedingt durch den Herstellprozess und der Materialvielfalt.

Was bedeutet Spritzguss bei uns?

Das Spritzgießen ist unser Standardprozess zur Herstellung von Prototypen und Kleinserien bis 100.000 Stk. Das Fertigen von Prototypen und Kleinserien entsteht aus hochwertigen Aluminiumspritzgusswerkzeugen. 

Unser Service: schnell und präzise –> Wir bieten Durchlaufzeiten ab 24 Stunden und Lieferungen ab Stückzahl 1.

Wir verarbeiten alle gängigen Thermoplaste und bieten unseren Kunden die Möglichkeit auf unsere Standardmaterialien zurück zu greifen oder das Material bei zu stellen.

Die Kavität bei Spritzguss

Spritzgießwerkzeuge bestehen aus vielen Einzelteilen. Hierbei unterscheiden wir Normteile und speziell hergestellte Teile welche die Negativform (Kavität) des zu fertigenden Teils abbilden. 

Diese Negativformen werden zu jedem Spritzgießteil individuell hergestellt. Normteile hingegen sind Standardteile und können immer wieder verwendet werden.

GMS-24 arbeitet mit einem eigenen Normteilesystem, hierbei ist der Vorteil, dass nur der Formgebende Bereich, die Kavität, hergestellt werden muss. Die ist im Bereich von Prototypen wichtig um die Herstellkosten niedrig zu halten und um Zeit zu sparen.

Die Kavität ist also der Hohlraum, im Spritzgießwerkzeug, in dem die heiße Kunststoffmaße eingespritzt wird.

Entformung im Spritzgießwerkzeug

Als Entformen wird das Herauslösen des erstarten Teils aus dem Spritzgießwerkzeug bezeichnet. Dies kann im Prototypenwerkzeug auf ganz verschiedene Art geschehen. 

Gängig ist ein Auswerfersystem, dies sind zylinderförmige Stifte die durch eine Hydraulik in der Spritzgießmaschine angetrieben werden und durch eine Linearbewegung das Kunststoffteil herausschieben. Neben ganz gewöhnlichen Ausstoßern verwenden wir im Prototypenwerkzeug auch Flachausstoßer oder Abstreifer.

Oberflächenstrukturen beim Prototypenspritzguss

Auch im Bereich von Prototypen und Kleinserien sind verschiedene Oberflächenbeschaffenheiten notwendig. Dies kann ganz unterschiedliche Gründe haben. Wir unterscheiden zwischen Funktionsflächen und Sichtflächen. Gängig im Bereich technischen Bauteilen ist die Bezeichnung „technisch glatt“. 

Hier verstehen wir eine ganz fein gefräste Oberfläche die stellenweise auch glänzend sein kann.

In Bereichen der Verpackung werden häufig Spritzgießteile mit optisch ansprechenden Oberflächen benötigt, auch das ist im Prototypenwerkzeug möglich. 

Hierzu greifen wir häufig auf die Sandstrahltechnik zurück. Durch die verschiedenen Körnungen können sehr feine, aber auch grobe Oberflächen hergestellt werden. Wir orientieren uns hier an der VDI 3400.

Hinweiß: raue Oberflächen benötigen auch eine gewisse Entformschräge. Das bedeutet, dass Flächen nicht vertikal stehen dürfen, sondern leicht angeschrägt sind. Gängig sind 1° – 5° Entformschräge. Grundsätzlich gilt: je rauer die Oberfläche desto größer muss auch der Winkel sein.

Schwindung und Schwundverhalten

Durch das erwärmen des Kunststoffgranulats in der Plastifiziereinheit dehnt sich die Masse aus, es entsteht also ein größeres Volumen als bei Raumtemperatur. Dieser Volumenunterschied muss in der Werkzeugkonstruktion berücksichtigt werden. 

Das bedeutet die Kavität wird etwas größer gefertigt als das spätere Bauteil tatsächlich ist. Gängige Werte sind zwischen 0,5% -2,5%. Dies ist von vielen Parametern abhängig. In erster Linie aber vom verwendeten Material und den Verarbeitungsparametern.

Temperierung im Prototypenbau

Das Spritzgusswerkzeug muss je nach Material auf eine bestimmte Temperatur gebracht werden. Hierzu wird mit separaten Temperiergeräten gearbeitet. Meistens werden die Auswerferseite und die Düsenseite mit je einem Temperiergerät versorgt. 

Dabei ist die Werkzeugtemperatur deutlich niedriger als die Massetemperatur der Kunststoffschmelze. Das ist wichtig damit die flüssige Kunststoffmaße im Spritzgusswerkzeug erstarren kann und ohne Deformierung entformt werden kann.

Anders als im Serienwerkzeugbau wird im Rapid-Tooling meist auf eine Konturnahe Kühlung verzichtet. Dies hat zwei Gründe, zum einem können die Spritzgusswerkzeuge wirtschaftlicher hergestellt werden und zum anderen ist die Wärmeleitung im Aluminium um den Faktor 8 höher als im Stahl.

Die drei wichtigsten Kriterien in Abhängigkeit der Werkzeugtemperierung sind:

– Teileverzug und Schwundverhalten

– Oberflächenqualität

– Zykluszeit

Anguss und Angusssystem

Der Anguss ist ein Teil des Spritzprozesses welches zwar im Spritzgusswerkzeug abgeformt wird aber nicht Bestandteil des Spritzlings ist. 

Dieser wird im Kanal zwischen Spritzling und Plastifiziereinheit gebildet. Das Angusssystem dient als Verbindungsweg der Schmelze zum Spritzling. Die Dimensionen das Angussystems sind maßgeblich für die Qualität des Spritzteils. Dieses muss sowohl an das Spritzteil sowie an die Fließeigenschaften des Kunststoffgranulats angepasst werden.

Es gibt eine Vielzahl an Angussvariationen. Im Rapid-Tooling verwenden wird meistens den automatisch abreisenden Tunnelanguss

Stangen- oder Kegelanguss: für besonders große und dickwandige Teile

Band- oder Filmanguss: Hier ist das Füllverhalten über die gesamte Breite des Teils, um Spannungen und Verzug zu reduzieren.

Schirmanguss: gut geeignet für rotationssymmetrische Teile.

Folgende Angussarten werden selbständig abgetrennt:

Abreiß-Punktanschnitt: Hierfür benötigen wir ein Dreiplattensystem. Der Anguss wird so ausgestaltet, dass eine dünne Sollbruchstelle am Anschnitt entsteht, die beim Entformen von selbst reißt.

Tunnelanguss: Hier trennt eine Schneidkante beim Öffnen des Werkzeuges den Anguss vom Formteil ab.

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