Neues Spritzgussverfahren

Spritzpressen
Ein neues Verfahren namens Injection Transfer Moulding (ITM) kann nicht nur eine gute Konsistenz bei thermoplastischen Kleinteilen mit mehreren Kavitäten spritzen, sondern auch eine bessere Formteilqualität erzielen. Dieses neue Verfahren, das sich an das Transfer-Molding-Verfahren duroplastischer Kunststoffe anlehnt, ist eine Kombination aus „Heißkanal-Spritzguss“ und „Druckguss“.
Laut der Abteilung Spritzguss- und Werkzeugtechnologie des Forschungsinstituts für Kunststoffverarbeitung sind beim herkömmlichen Heißkanal-Spritzgießen die Temperatur und der Druck, mit denen die Schmelze in mehrere Kammern eintritt, unterschiedlich, was bedeutet, dass jede Kammer eine andere Viskosität, Füllmenge und Kühlbedingungen, was letztendlich zu unterschiedlichen Abmessungen und Leistungen der Teile führt. Darüber hinaus besteht eine weitere Einschränkung des herkömmlichen Spritzgießens darin, dass das Design des Heißkanals normalerweise auf eine bestimmte Form oder ein bestimmtes Material zugeschnitten ist und dieser Heißkanal für völlig andere Formen oder Materialien möglicherweise nicht unbedingt anwendbar ist.
Dazu hat das Plastic Processing Research Institute ein Werkzeug entwickelt. Auf der festen Seite der Form wird eine spezielle elektrische Heizung verwendet, und in der Form der heißen Hälfte befindet sich eine Schmelzeübertragungskammer, um die Schmelze von der Schnecke zu speichern und sie mithilfe eines Kolben-/Zylindersystems in den Formhohlraum zu übertragen. Die kalte Halbform befindet sich auf der Seite der beweglichen Pressplatte. Verwenden Sie Isolierplatten, die in der Halbform befestigt sind, um die Wärmeleitung zwischen der kalten und der heißen Halbform zu verringern. Wenn die Öffnungslinie der Form geschlossen ist, übt das Kolben-/Zylindersystem Druck auf die Schmelzeübertragungskammer aus und drückt das Material direkt durch eine kurze Tür in den Formhohlraum. Bei diesem System werden das Spritzgießen und die Druckhaltung durch stationäre Formen statt durch Schnecken erreicht. Nach der Druckhaltestufe beginnt sich die Transferkammer mit dem Material für den nächsten Zyklus zu füllen. Während dieses Vorgangs bleibt die Hauptformöffnungslinie (deren Öffnen und Schließen unabhängig von der Bewegung der Transferkammer ist) geschlossen, bis das Werkstück vollständig abgekühlt ist.
Es wird gesagt, dass dieser Prozess viele Vorteile hat. Der Schmelzeübergabeteil der Form ist unabhängig von seiner geometrischen Form, so dass keine entsprechenden Änderungen für unterschiedliche Formen vorgenommen werden müssen; Da das Einspritzvolumen durch die Bewegungsstrecke der Kavität bestimmt wird, können die Kosten für Mehrkavitäten-Werkzeuge reduziert werden, ohne dass teure Heißkanal-Temperaturregler erforderlich sind; Da der Schmelzekanal sehr kurz ist und die Schmelze direkt von der Tür der Vorratskammer in die Formkavität eintritt, ist der erforderliche Druck niedriger als bei herkömmlichen Heißkanälen, und die Schmelze kann alle Formkavitäten vollständig und gleichmäßig füllen ; Die auf die Schmelze einwirkenden Scherkräfte und Spannungen werden reduziert, was der Bildung von langglasfaserverstärkten Werkstoffen oder keramischen Pulvermischungen zugute kommt und die Schwindung und Verzugsverformung der bearbeiteten Teile verringert.
Derzeit hat das Forschungsinstitut für Kunststoffverarbeitung bis zu 12 Formkavitäten für Spritzgussversuche an langglasfaserverstärkten Polypropylen-Werkstoffen genutzt und war damit erfolgreich. In Kürze sollen Werkzeuge mit über 100 Kavitäten eingesetzt werden, um dieses Verfahren weiter zu testen.
Kombinieren mehrerer Prozesse
Gegenwärtig haben viele Spritzgussunternehmen Prozesse wie Sandwichformen, Spritzdruckformen und gas- oder wasserunterstütztes Formen eingeführt, um ultradünnwandige Teile oder glasfaserverstärkte Hohlteile mit glatten Innenflächen herzustellen. Die Abteilung für Spritzguss- und Formentechnologie des Forschungsinstituts für Kunststoffverarbeitung schlägt vor, dass durch die Kombination der verschiedenen oben genannten fortschrittlichen Prozesse bearbeitete Teile auf höherem Niveau erhalten werden können, während gleichzeitig die Kosten gesenkt und die Einschränkungen eines einzelnen Verfahrens überwunden werden.
Die Abteilung für Spritzguss- und Formtechnologie des Forschungsinstituts für Kunststoffverarbeitung bewertete, dass die Kombination von Sandwich-Formen, Spritzpressen und gas- oder wasserunterstütztem Formen vollständig mit der Bildung einer „Haut-Kern-Haut“-Sandwich-Struktur in der Form beginnt. Durch die Kombination von Sandwich-Molding mit Spritzpressen weisen die verarbeiteten Teile eine gleichmäßigere Kern-Haut-Verteilung auf. Beim Spritzpressverfahren verringert die Verwendung niedrigerer Einspritz- oder Fülldrücke nicht nur die Orientierung des Materials im verarbeiteten Teil, verringert Schwindung und Verformung, sondern verringert auch die Anforderungen an die Druckfestigkeit des Formhohlraums.
Außerdem kann mit dem Schritt der Druckbeaufschlagung eine kleinere Hautdicke oder Gesamtwanddicke erhalten werden. Die Abteilung Spritzguss- und Formentechnik des Forschungsinstituts für Kunststoffverarbeitung ist der Ansicht, dass mit dem Verfahren „Sandwichformen plus Spritzpressen“ dünnwandige bearbeitete Teile hergestellt werden können, die mit herkömmlichen Formverfahren nicht zu erreichen sind. Beim traditionellen Sandwich-Spritzgussverfahren beträgt die dünnste erreichbare Wandstärke 1,5 mm, während beim Sandwich-/Druckverfahren die Wandstärke des produzierten Werkstücks nur 1 mm beträgt. Natürlich ermöglicht das traditionelle Sandwich-Spritzgussverfahren den Anwendern, den Anteil des Kernmaterials in den verarbeiteten Teilen zu erhöhen.
Die Abteilung für Spritzguss- und Formtechnologie des Forschungsinstituts für Kunststoffverarbeitung führte auch die folgenden Experimente durch, wobei ein Kombinationsverfahren aus „Sandwichformen plus wasserunterstütztem Formen“ verwendet wurde, um Handläufe unter Verwendung von langfaserigem PP und ungefülltem PP zu formen. Basierend auf früheren Erfahrungen kann die Verwendung von Wasserinjektion dazu führen, dass faserverstärkte Materialien wie kurzglasfaserverstärktes Nylon 66 oder langglasfaserverstärktes PP Hohlräume bilden, was zu einer schlechten Qualität der Innenfläche der bearbeiteten Teile und einer Abweichung in der Größe des Hohlraums führt Hohlraum. Daher ist die Abteilung für Spritzguss- und Formtechnologie des Forschungsinstituts für Kunststoffverarbeitung der Ansicht, dass die Fließeigenschaften von glasfasergefülltem Harz es schwierig oder unmöglich machen, wasserunterstützte Formprozesse zu erreichen. Daher verwendeten sie 30 Prozent langglasfaserverstärktes PP als Außenhaut und ungefülltes PP als Kern für Sandwichtests. Der Durchmesser der Armlehnenform beträgt 30 mm und die Länge 500 mm. Durch das Einspritzen von Wasser wird das ungefüllte Material hohl gemacht. Auf diese Weise hat das Material der Außenschicht Steifigkeit, Zähigkeit sowie Zug- und Berstfestigkeit, während das Material der Innenschicht eine gute Barriereleistung hat und die Innenoberfläche auch sehr glatt ist. Derzeit wird dieses Verfahren in der industriellen Produktion eingesetzt