Konstruktion von Spritzgießwerkzeugen

Spritzgießwerkzeuge sind eines der wichtigsten Glieder des Kunststoff-Spritzgussverfahrens. Sie sind für die Formgebung, Ästhetik und die Nutzungseigenschaften des fertigen Teils. Grundsätzlich müssen sie das Ausfüllen der Kavität mit heißem und flüssigem Kunststoff und die Formung des Endprodukts ermöglichen. Die nächste Funktion, die ein gut ausgelegtes Spritzgießwerkzeug erfüllen muss, ist die effektive und gleichmäßige Abführung der Wärme des flüssigen Kunststoffs und eine schnelle Entfernung des Fertigteils.

Bei einem Spritzgießwerkzeug handelt es sich immer um ein Werkzeug, dass für jedes Element, das hergestellt werden soll, individuell projektiert wird und ist somit kein integraler Bestandteil der Spritzgussmaschine. Das Spritzgießwerkzeug besteht aus zwei Bauteilen, dem beweglichen Bauteil, das an der beweglichen Aufspannplatte befestigt ist und dem unbeweglichen Bauteil, das sich an der festen Aufspannplatte befestigt ist. Das Spritzgusswerkzeug selbst besteht aus:

  • der Kavität
  • Kanalsystem
  • Kühl- oder Heizsystem
  • Auswerfvorrichtung
  • Angusssystem
  • Gehäuse
  • und Führungen
Für die Herstellung von Spritzgießwerkzeugen werden hauptsächlich folgende Materialien eingesetzt:
  • Werkzeugstahl herkömmlicher Qualität
  • Korrosionsbeständiger Stahl bei aggressiven Spritzgussmassen
  • Werkzeugstahl für kalten Einsatz (Sorten: 1.2162, 1.2764, 1.2767)
  • Wärmebehandelter, polierbarer Stahl
  • Wärmebehandelter Stahl, der eine einfache spanabhebende Bearbeitung ermöglicht
  • Werkzeugstahl für heißen Einsatz
Aufgrund des immer größeren Anteils an neuen Spritzgusstechnologien sind Normalien für den Bau von Spritzgießwerkzeugen entstanden. Die Normalien für Spritzgießwerkzeuge umfassen ein katalogisiertes Verzeichnis aller für den Bau von Spritzgießwerkzeugen erforderlichen Teile. Der Katalog enthält u. a. Beschreibungen solch wichtiger Teile wie Elemente des Kühlsystems, dass beim Bau von Spritzgussmaschinen eine äußerst wichtige Rolle spielt, oder der Auswurfvorrichtungen für die Spritzlinge. Durch den Einsatz von Normalien verkürzt sich die für die Herstellung von Spritzgusswerkzeugen erforderliche Zeit wesentlich, da fertige Standardteile bei Firmen bestellt werden können, die sich auf die Produktion dieser Teile spezialisiert haben.

Eine ebenfalls große Bedeutung haben in den letzten Jahren Spezialprogramme für die CAD-Konstruktion erlangt, die die Auslegung von Spritzgießwerkzeugen wesentlich bequemer machen. Mithilfe dieser Programme ist der Ingenieur ohne größere Probleme in der Lage, Analysen und Simulationen des Spritzgießwerkzeugs durchzuführen und die Anordnung der Einspritzdüsen festzulegen, die korrekte Lokalisierung der Einspritzpunkte zu prüfen oder den Druck und die Kraft einschließlich Kinematik des Spritzgießwerkzeugs zu untersuchen.

Während des Konstruktionsprozesses von Spritzgusswerkzeugen muss vor allem auf die Nutzbarkeit des mithilfe der Form hergestellten Produkts und die Formhaltigkeit geachtet werden. Dank der Spritzgießwerkzeuge, die die Grundlage der heutigen Massenproduktion darstellen, können Gegenstände für den alltäglichen Gebrauch (z. B. Kämme, Kunststoffteile für Computer oder Scheibenkratzer) hergestellt werden, die sich trotz ihrer Massenherstellung hinsichtlich ihrer Nutzungseigenschaften durch eine hohe Qualität und Ästhetik auszeichnen und die Eigenschaften des Materials aus denen Sie hergestellt wurden beibehalten. In den letzten Jahren ist auch die Formhaltigkeit immer wichtiger geworden, die des Öfteren über den Erfolg eines Unternehmens entscheidet. In Zeiten origineller Formen erwarten die Kunden von den Erzeugnissen nicht nur einen Nutzwert, sondern auch eine ästhetische Ausführung. Die laufenden Anforderungen des Marktes legen die Messlatte bei der Konstruktion von Spritzgießwerkzeugen immer höher. Durch den Einsatz von Spritzgießwerkzeugen können Unternehmen ihre Gewinne durch die Verkürzung der Produktionszeit steigern, Produktionsmängel eliminieren und ein optimales Verhältnis zwischen Qualität und Produktpreis erreichen.

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