Für die Herstellung von Dichtringen suchte ein Hersteller den passenden Heißkanal. Einen konstruktiven Vorteil bot die platzsparende Bauform der Star-Line-Flachdüsen von Heitec in der freidimensionalen Ausführung. Die Anspritzung erfolgt seitlich von Innen.
Der in Berlin ansässige Spritzgussbetrieb Weha-Gummiwaren-Fabrik Holzberg GmbH & Co. KG benötigte ein Werkzeugkonzept, bei dem ein Dichtring von Innen seitlich mit sechs Anspritzpunkten gefertigt werden sollte, um die bislang unvermeidbare Angussspinne zu eliminieren. Die Anwendung wurde mit den Star-Line-Heißkanaldüsen für seitliche Anspritzung der Heitec Heisskanaltechnik GmbH realisiert, da diese mit ihren kleinen Baumaßen das Formkonzept am wenigsten beeinträchtigt.
Bislang wurde bei der Produktion von vergleichbaren Kunststoffartikeln eine Vielzahl an Nachteilen in Kauf genommen, wie zum Beispiel ungenügende Rundlaufgenauigkeit, Höhenschlag, Kaltbruch oder Lufteinschlüsse am Artikel. Weitere Schwierigkeiten bereitet dem Verarbeiter von Elastomeren und Thermoplasten die durch den Einsatz von Kaltkanälen kaum zu beeinflussende Artikelfüllung – und die Luft, die in den Angusskanälen steckt und vor der Schmelze hergeschoben durch die Angussbohrungen in die Kavität gepresst wird.
Das mit Abstand größte Verbesserungspotenzial im Fertigungsprozess des Dichtrings liegt jedoch eindeutig in der Materialverschwendung in Form von zwangsläufig anfallenden Angüssen. Im Falle des Dichtrings wurde bislang eine Angusspinne mit sechs Anspritzpunkten und einem Gewicht von 14 g pro Schuss in Kauf genommen, wobei der zu produzierende Ring lediglich 6,25 g, also weniger als der Hälfte wiegt.
Der Dichtring hat einen Durchmesser von 200 mm, eine Höhe von 8 mm und eine Wandstärke von etwa 1 mm bei einem Gewicht von 6,25 g. Die geforderten Toleranzen sind sehr eng, da sie die Dichtigkeit und Lage des Folge-Artikels garantieren müssen. Die Abrisse dürfen nicht über die Kontur hinaus stehen, da dies die Funktionalität des Rings beeinträchtigen würde. Die physikalisch nicht zu eliminierenden Zusammenflussnähte sowie die Anspritzpunkte dürfen in ihrer Kerbwirkung die Festigkeit des Ringes nicht relevant beeinträchtigen. Bei dem zu verarbeitenden Material handelt es sich um ein PA 66 mit 35 % Glasfaser.
Der Dichtring wird in einem 1-fach-Werkzeug produziert. Es galt, das Werkzeug so aufzubauen, dass eine möglichst kleine Maschinengröße zur Produktion genutzt werden kann. Da die projizierte Fläche des Rings relativ gering ist, ergeben sich nur geringe Auftriebskräfte. Beim Werkzeugaufbau wurde aufgrund der Hinterschnitte am Bauteil eine Schieberlösung gewählt.
Einen großen konstruktiven Vorteil bietet die platzsparende Bauform der Star-Line-Flachdüsen in der freidimensionalen Ausführung. Diese benötigen nur einen geringen Einbauraum und erlauben dadurch, Kunststoffartikel mit nur einem Anspritzpunkt seitlich anzubinden. Zudem bieten die Star-Line-Düsen mit unterschiedlichen Bauformen den Vorteil sehr hoher konstruktiver Freiheit hinsichtlich der möglichen Anordnung in der Form. So können die Lage des Anspritzpunktes, die Länge der Düsen und die Anordnung innerhalb des Werkzeugs komplett frei gestaltet werden, also freidimensional. Dies ermöglicht, den Artikel genau dort anzubinden, wo es die Artikelgeometrie erfordert, und nicht dort, wo das Werkzeug es aus Platzgründen zulässt. In diesem Fall wurde eine sternförmige Anordnung mit sechs einzelnen Düsen gewählt, die an den Aufbau eines Sternmotors erinnert.
Ein Vorteil des Heißkanalsystems liegt darin, dass die Längenausdehnung komplett innerhalb des Systems kompensiert wird und somit das Problem von „wandernden Anspritzpunkten“ und Langlöchern nicht auftritt. Ebenfalls vorteilhaft ist das präzise thermische Profil der Düsen. Dieses erlaubt es, selbst anspruchsvollste Anwendungen mit komplizierten Materialien, wie zum Beispiel technischen Kunststoffen, oder gefüllte Materialien mit seitlicher Anspritzung zu realisieren. Das Prinzip der Düsenanordnung lässt sich nicht nur für die Produktion von Ringen nutzen, sondern auf zahlreiche andere Anwendungsgebiete übertragen, wie zum Beispiel die Innenanspritzung von medizinischen Behältern, Gehäusen und anderen Bauteilen.
Bastian Schreck Heitec Heisskanaltechnik, Burgwald
Ihr Stichwort
- Hochpräzisionsdichtring
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- Seitliche Anspritzung
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