Im zweiten Teil der Serie wurden anhand einer Beispielgeometrie Berechnungen zum Durchsatzverhalten, Druckaufbauvermögen und zum Aufschmelzverlauf durchgeführt. Diese Ergebnisse sollen nun näher betrachtet und in weiterer Folge optimiert werden. Dazu gilt es die Auswirkungen bei der Anpassung einiger ausgewählter Geometrieparameter zu untersuchen und interpretieren.

Durch empirische Versuche und simulationsgestützte Versuchsreihen lässt sich eine Schnecke so auslegen, dass sie für die jeweilige Anwendung maßgeschneidert ist

Teil 3 der Serie befasst sich mit Versuchen zur Optimierung der Schneckengeometrie

Spritzgießen

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Spritzgießmaschinen, allgemein

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Spritzgießmaschinen

Spritzgießsimulation

Software

Simulation

Schnecken und Plastifiziersysteme

Rund um die Plastifizierschnecke

Um bei komplexen Geometrien und langen Strukturen eine hohe Lichtausbeute sicherzustellen, hat Engel einen neuen Plastifizierprozess für die Herstellung von Lichtleitern entwickelt. Dieser erhöht die Homogenität und Reinheit der Schmelze und eröffnet damit den Lichtdesignern neue Freiheiten.

Die Transformation des Automobils betrifft auch stark den Fahrzeuginnenraum. Licht gewinnt als Designelement an Bedeutung

16:9

Das Prinzip der Unterfütterung: Lichtleiter in höchster Reinheit spritzgießen

Farbmessgeräte

Messtechnik

Optische Mess- und Prüftechnik

LED / OLED-Systeme und Faseroptik

Lichttechnik

Weniger Granulat ist mehr Qualität

Wenn die Auslegung einer Plastifiziereinheit in ihren Grundzügen erfolgt und das passende Spritzaggregat ausgewählt ist, mündet die Entwicklung der Schneckengeometrie in ihre entscheidende Phase. Um den Praxistest ressourcenschonend durchführen zu können, nutzen die Konstrukteure Simulationswerkzeuge zur Beurteilung der Schneckengeometrie. Worauf es dabei ankommt, wird beispielhaft an einer 3-Zonenschnecke erklärt.

In mehreren Rechenschritten wird die Schneckengeometrie feinoptimiert, bis das gewünschte Ergebnis erzielt wird. In der Folge werden Versuchsschnecken in Originalgröße gefertigt und im praktischen Versuch mit diversen Materialtypen getestet

Teil 2 der Serie befasst sich mit grundlegenden Methoden zur Beurteilung einer Schneckengeometrie

ARBURG gehört weltweit zu den führenden Maschinenherstellern für die Kunststoffverarbeitung. Das Produktportfolio umfasst ALLROUNDER Spritzgießmaschinen mit Schließkräften zwischen 125 und 6.500 kN, freeformer für die industrielle additive Fertigung sowie Robot-Systeme, kunden- und branchenspezifische Turnkey-Lösungen und weitere Peripherie.

ARBURG GmbH + Co KG  

https://www.arburg.com

Abkantmaschinen, -pressen, -bänke

Blechbearbeitungsmaschinen

Maschinen für die spanlose Fertigung

Additive Fertigung

Anlagen für die Additive Fertigung

Antriebselemente

Lineartechnik

Maschinenelemente

Ceramic-Injection-Moulding, CIM

Condition Monitoring für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0

Energieeffizienz

Handling, Handhabungstechnik

Automatisierungstechnik

Kennzahlen

Qualitätsmanagement

Kennzahlen, Q-Leitstand, Q-Monitor

Qualitätssicherung

Kühlelemente, aktive

Kühlkörper

Elektromechanik

Management-Informationssysteme

Medizintechnik

Mehrfarben-Spritzgießmaschinen

Mikrobauteile

Montage

Montagetechnik

Mikrospritzgießen

Mischer

Kunststoff-Aufbereitung

NE-Metalle

Metall Werkstoffe

PUR-Schäummaschinen

Schäumen / Reaktive Verarbeitung

Partikelschäumen

Produktionssystem

Rapid Manufacturing

Rapid Prototyping

Reinraumsysteme / -technik

Reinraumtechnik

Betriebsausrüstung / Betriebsmittel

Reporting-Tools

Rückverfolgbarkeit, Traceability

Schnecken und Zylinder

Spanneinrichtungen

Systemperipherie

Spritzgieß-Zubehör und Einzelteile

Stetigförderer

Fördertechnik

Logistik

Trockner

Vorbeugende Instandhaltung für die spanende Fertigung

Industrie 4.0 für die spanende Fertigung

Eine Technologie, die bezüglich Nachhaltigkeit vielversprechend ist, ist das Thermoplast-Schaumspritzgießen. Obwohl schon seit Jahrzehnten im Einsatz, bietet das Verfahren dank kontinuierlicher Entwicklungsarbeit noch viel Potenzial.

Die Geometrie der PFS verbessert die Homogenität der gasbeaufschlagten Schmelze

20:7

Neue Entwicklungen im Thermoplast-Schaumspritzgießen

Schaumspritzgießen

Künstliche Intelligenz für die Qualitätssicherung

Ein Sonderverfahren auf dem Weg zum nachhaltigen Normalfall

Eine Reihe von grundlegenden Überlegungen bilden die Basis für die Auswahl einer Schneckenzylinderkombination und sind der Ausgangspunkt für weitere Optimierungen.

Verschiedene Ausformungen von Plastifizierschnecken. Der richtigen Auslegung nähert man sich in mehreren Schritten

Teil 1 der Serie befasst sich mit der grundlegenden Auslegung einer Plastifiziereinheit und der richtigen Wahl des Spritzaggregats

Ein neu entwickeltes Kühlsystem für Plastifiziereinheiten schafft deutliche Zeitvorteile bei Materialwechseln und einem damit verbundenen Absenken des Temperaturprofils.

Plastifiziereinheit mit neu entwickelter Schnellabkühlung 

Schnelles Abkühlen des Zylindermoduls schafft Zeitvorteile beim Materialwechsel

Kühlgeräte allgemein

Großer Vorteil bei kleinen Chargen

Welche Spritzgießmaschine ist für welche Anwendung die richtige? Ist schnell auch leistungsfähig – und zu welchem Preis? Wer diese Fragen durch Vergleich von Prospektdaten lösen will, wird enttäuscht. Denn verschiedene Hersteller messen zum Teil unter unterschiedlichen Bedingungen und geben Kenngrößen an, die nicht miteinander vergleichbar sind. Neben Einspritzvolumen und -geschwindigkeit sind zudem Füllzeit und Bauteilgewicht maßgebende Faktoren bei der Maschinenwahl. Im Folgenden wird dargestellt, warum Leistung nicht gleich Leistung ist, aber Physik immer Physik bleibt.

Direktantriebe wie z. B. Planetenrollengewindetriebe sind sehr präzise  und langlebig 

Wie Vorschubgeschwindigkeit, Einspritzvolumen und Füllzeit mit der Leistungsfähigkeit von Spritzeinheiten korrelieren

Kugelgewindetriebe

Getriebe

Elektrische Antriebe für Spritzgießmaschinen

Antriebe

Elektrische Antriebe

Elektromechanische Maschinen

Eine Frage der Klasse

Während der vergangenen Monate haben sich viele firmeninternen Abläufe und Entwicklungsprozesse verlangsamt und auch verändert. Trotz allem ist die Zeit nicht stehen geblieben, auch nicht in der Spritzgießtechnik. Dabei haben vor allem zwei Themen die Diskussion und Entwicklung geprägt: Digitalisierung und Kreislaufwirtschaft. Nachfolgend einige Beispiele von Entwicklungen und Projekten, die das untermauern.

In die durchgehend 3D-geformte Instrumentenblende sind zwei Displays nahtlos integriert

Innovatives Spritzgießen in Zeiten der Pandemie

Steuern, Regeln

Mehrkomponenten-Spritzgießen

Folientechnik (IMD, IML, FIM, u.a.)

Digitale Transformation

Wirtschaft

Innovationen und neue Technologie

Spritzgießwerkzeuge

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Spritzprägen

Biokunststoffe

Kunststoff Werkstoffe

Spritzgieß-Sonderverfahren

Nachhaltigkeit

Umweltmanagement

Machine Learning

Datenanalyse

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Kunststoff-Recycling

Lasermarkieren

Oberflächentechnik

Laserbearbeitungen

Inline- / Online-Messsysteme

Qualitätssicherung Kunststoff

Kreislaufwirtschaft

Hinterm Horizont geht’s weiter

Die Universität Paderborn untersuchte konventionelle und neue Schneckenkonzepte für die Extrusion, um einen höheren Durchsatz bei gleichbleibender Maschinengröße zu erreichen. Punkten konnten dabei vor allem die Energy-Transfer-Schnecken, die zu den Wave-Schnecken zählen.

Bild 1. Abgewickelte Kanalgeometrie einer Double-Wave- (links) und einer Energy-Transfer-Schnecke (rechts).

Extrusion

Auf der Welle zum Mischerfolg

Mit einer neuen Software will Engel bei der Verarbeitung transparenter Kunststoffe den Einschluss von Gasen reduzieren und eine konstant hohe Schmelzequalität sicherstellen.

Die Qualität mit dem Smartphone aufgenommener Fotos steigt mit jeder neuen Gerätegeneration an. Damit erhöhen sich zugleich die Anforderungen an die optischen Kunststofflinsen.

Neue Software „optimelt sequence“ reduziert Mikrofehlstellen in optischen Bauteilen

Technische Optik

Ingenieurwissenschaften

Innere Defektfreiheit für brillante Bilder

Mit Hilfe von CFD-Simulationen wird im Rahmen dieses Beitrages ein Düsensystem (Aufsatz-Düse) für das Heißgasschweißen entwickelt, welches die Schweißnaht während der Erwärmung umschließt. Durch das wesentlich kontrolliertere Strömungsverhalten des Heißgases wird das Verarbeitungsfenster verbessert, die Reproduzierbarkeit erhöht und eine deutlich effizientere Erwärmungszeit der Kunststoffschweißnaht erreicht.

Hot gas welding station (left) and flow field of the investigated process (right)

Düsen, allgemein

Simulation Schweißen

Thermisches Fügeverfahren

Verbindungstechnik Verfahren

Analyse von zwei verschiedenen Düsensystemen zum Heißgasschweißen mittels CFD-Simulationen und Messergebnissen

Blitzlichter, Spritzgießmaschinen und ein frischer Geist

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, andere

Schröder, Susanne

Unternehmen

kunststoffe.de

Vor Ort bei Arburg

Die flexible Bedienung der Anlagen war das Entwicklungsziel von Beck Automation für ein neues HMI. Das moderne Eingabesystem im Hochformat erleichtert nicht nur die Programmauswahl an der Anlage, sondern bietet auch eine portable Lösung für einen flexiblen Zugriff rund um die Maschinen.

Eingabeoberfläche komplett überarbeitet: das neue HMI an einer IML-Anlage

Automatisierungszellen

Steuerungen (Hardware und Software)

Beck Automation rüstet Anlagen mit neuem HMI aus

Maschinenbau, Künstliche Intelligenz und Aufbruchstimmung

Zu Besuch bei Engel im oberösterreichischem Schwertberg.

Verpackungstechnik

Vor Ort bei Engel

Weniger Ausschuss durch bessere Temperaturführung

Wie ein Spritzgießer bei der Verarbeitung von technischen und Hochleistungskunststoffen mithilfe neu entwickelter innenbeheizter Düsenspitzen seine Produktqualität steigern und den Anteil der Schlechtteile verringern konnte. Ein Anwenderbericht.

Die Jakob Kunststoffverarbeitung AG mit Sitz in Mels/Schweiz verarbeitet seit 25 Jahren anspruchsvolle Kunststoffe im Spritzgießverfahren zu hochwertigen Produkten beispielsweise für die Elektroindustrie oder die Medizintechnik. Der mittelständische Familienbetrieb legt dabei besonderen Wert auf Effizienz und Präzision. Doch trotz einer modernen Ausrüstung mit 17 voll automatisierten Arburg-Spritzgießmaschinen und großem betriebsinternen Know-how gebe es noch weiteres Optimierungspotenzial, das man nach Möglichkeit ausschöpfen wolle, so Levi Jakob, Geschäftsführer in zweiter Generation. Man sei stets offen für neue Technologien, wenn diese einen sinnvollen Mehrwert darstellten. Darum zögerte man nicht lange, als dem Unternehmen im vergangenen Jahr eine neuartige beheizte Düsenspitze des Herstellers inmex vorgestellt wurde, und entschloss sich zu einem Test.

Die innenbeheizten Düsen des Start-ups inmex verfügen über eine in den Düsenkörper eingefräste Spiralnut, in die formschlüssig eine Heizpatrone eingepresst wird. Durch die erhöhte Anlagefläche und die integrierte Positionierung kann wesentlich mehr Heizleistung eingebracht und Störgrößen schneller entgegengewirkt werden. Nach außen hin wird die Beheizung über einen Edelstahlmantel abgedichtet, sodass das Heizelement nicht bei der ersten Überspritzung in Mitleidenschaft gezogen wird. Zudem befindet sich die Temperaturerfassung ebenfalls im Inneren der Düse, und zwar sehr nah an der Düsenspitze. Auf diese Weise kann die Temperatur an der entscheidenden Stelle geregelt werden.

Die Folge dieser Ausführung ist eine gleichmäßigere Temperaturführung bei geringerem Energieaufwand. Dies kann Levi Jakob bestätigen: „Nachdem wir zwei Düsenspitzen ein halbes Jahr lang im Einsatz hatten, können wir prozesstechnisch nur Vorteile feststellen. Gerade bei der Verarbeitung von Polyamid hatten wir zuvor immer mal wieder das Problem, dass uns die Düse eingefroren ist. Dies haben wir nun gar nicht mehr.“

Doch nicht nur Produktionsunterbrechungen konnten durch die neue Technologie vermindert werden; zusätzlich erfuhr die Teilequalität eine Steigerung. „Auch im laufenden Prozess kam es ehemals zu leichter Pfropfenbildung an der herkömmlichen Düse“, führt der Geschäftsführer aus. „Dadurch erhöhte sich der Spritzdruck unnötig und das Material wurde beim Ablösen des Pfropfens so schnell eingespritzt, dass es an den Oberflächen zu Verbrennungen und Verfärbungen kam.“ Dieses Fehlerbild sei nun nicht mehr präsent, wodurch wesentlich weniger Ausschuss entstehe. „Wir konnten die Düsentemperatur sogar noch von 330 auf 280 °C absenken“, freut sich Levi Jakob.

inmex GmbH  

https://www.inmex.de

Ausgabenartikel KU07-22

Nach der Umstellung auf die innenbeheizte Düsenspitze (links) wurden statt Ausschussteilen (Mitte, mit Grünstich) Gutteile (rechts) produziert. 

Name - Hauptartikel

Technische Kunststoffe | Hochleistungskunststoffe | Produktqualität steigern

Innenbeheizte Düsenspitzen: Weniger Ausschuss beim Spritzgießen

<b>Axel Ifland, M. Eng.,</b> ist Geschäftsführer der inmex GmbH, Sankt Augustin;  <a href="mailto:a.ifland@inmex.de">a.ifland@inmex.de</a>

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