Eine Spritzgussform ist ein Bauteil, das mithilfe von Prozessen wie der CNC-Bearbeitung entsprechend dem beabsichtigten Produkt entworfen wird und in den der geschmolzene Kunststoff eingespritzt und abgekühlt wird. Es gibt einige Spritzgussformen Typen. Basierend auf der vom Angusskanal und der Form gehaltenen Temperatur gibt es jedoch zwei Formsysteme: Heißkanal und Kaltkanal.
Jedes Formsystem verwendet einen anderen Mechanismus, der sich unterschiedlich auf die Kunststoffherstellung auswirkt. Daher ist es erforderlich, vor der Auswahl den Vergleich zwischen Heißkanalform und Kaltkanalform genau zu verstehen. In diesem Artikel wird der Vergleich zwischen Heißkanal- und Kaltkanal-Spritzgießen durchgeführt, indem beide Systeme, ihre Funktionsweise und ihre Unterschiede vorgestellt werden. Darüber hinaus erfahren Sie, wie Sie die richtige Form für Ihr Projekt auswählen.
Was ist eine Heißkanalform?
Eine Heißkanalform ist eine Spritzgussform mit einem Verteilersystem (dh bestehend aus einer Heizkomponente, einem Verteiler und einer Düse), das sicherstellt, dass der in die Form eingespritzte geschmolzene Kunststoff seine Temperatur beibehält.
Heißkanalspritzguss eignet sich z Formen von Kunststoffen die für die Teilefertigung einen konstanten Durchfluss und Einspritzdruck erfordern. Darüber hinaus werden mit dem Verfahren Fehler wie Einfallstellen, die durch schwankenden Einspritzdruck und unterfüllte Formen entstehen, reduziert.
Arten von Heißkanalformen
Basierend auf der Methode zur Aufrechterhaltung der Wärme sind hier die beiden Arten von Heißkanalformen aufgeführt, die beim Kunststoffspritzgießen verwendet werden:
Isolierte Heißkanäle
Isolierte Heißkanalformen verfügen über extrem dicke Kanäle in der Formplatte, wodurch ein Teil des geschmolzenen Kunststoffs abkühlt und das System isoliert. Die Isolierung reduziert den Wärmeverlust und ermöglicht es dem Formsystem, einen offenen Kunststofffluss aufrechtzuerhalten.
Isolierte Heißkanalformen sind kostengünstiger als beheizte Formen, da sie keine Verteiler und Tropfen verwenden. Darüber hinaus verfügen sie über flexible Anschnitte, weniger Fehler und ermöglichen einen einfachen Farbwechsel. Es weist jedoch einige Nachteile auf, wie z. B. Einfrieren am Anschnitt, ungleichmäßige Formfüllung, lange Anlaufzeiten und die Notwendigkeit eines schnellen Zyklus zur Aufrechterhaltung des thermoplastischen Schmelzzustands aufgrund des Fehlens eines Verteilersystems .
Beheizte Heißkanäle
Der beheizte Heißkanal ist der Haupttyp eines Heißkanalsystems, dessen Erwärmung durch eine Heizkomponente in einer Hälfte der Form erreicht werden kann. Allerdings gibt es sie in zwei Ausführungen: außenbeheizt und innenbeheizt.
- Von außen beheizte Heißkanäle: Die Heizkomponente befindet sich außerhalb der Form. Dadurch kommt es zu keiner Verstopfung der Schmelze thermoplastischem Durchfluss (bessere Durchflusskontrolle) und kein Abfall des Einspritzdrucks. Darüber hinaus gefriert der geschmolzene Kunststoff nicht und ist ideal für Farbveränderungen. Für wärmeempfindliche Materialien eignen sich extern beheizte Heißkanalformen.
- Innenbeheizte Heißkanäle: Hier befindet sich die Heizkomponente in der Form, was zu einem Abfall des Einspritzdrucks, einer Unverträglichkeit mit Farbveränderungen und dazu führt, dass sich das Material in der Form festsetzt und zersetzt. Aufgrund der Steuerung des beheizten Angusskanals und der Anschnittspitze ist der Durchfluss jedoch besser.
Was ist eine Kaltkanalform?
Eine Kaltkanalform ist die Grundspritzgussform, deren Angusskanäle die gleiche Temperatur wie der Formhohlraum haben. Das System beinhaltet das Einspritzen des geschmolzenen Kunststoffs in den Positionierungsring. Anschließend durchläuft der geschmolzene Kunststoff einen kalten Eingusskanal und einen Angusskanal, bevor er in den Formhohlraum gelangt. Dadurch nimmt der Kunststoff beim Abkühlen die Form des Formhohlraums an, an dem der erstarrte Kunststoff im Angusskanal befestigt ist.
Die Kaltkanalform verfügt über einen großen Angusskanal (größer als das Teil), wodurch die Tendenz einer Unterfüllung der Form vermieden wird. Darüber hinaus eignet es sich für die Arbeit mit jedem Kunststoffpolymer unabhängig von der Wärmeempfindlichkeit, ist kostengünstiger als Heißkanäle und lässt sich leicht warten. Allerdings erzeugen sie Abfall.
Arten von Kaltkanalsystemen
Abhängig von der Anzahl der Formplatten gibt es zwei Arten von Kaltkanal-Formsystemen:
· Zwei-Platten-Kaltkanalsystem
Das Zwei-Platten-Kaltkanalsystem besteht aus zwei Platten, wobei die stationäre Form den Anguss, die Angusskanäle, den Anguss und die Hohlräume enthält. Es ist das schnellste, einfachste und kostengünstigste Kaltkanalsystem. Der Läufer ist jedoch am Endprodukt befestigt und sollte abgeschnitten werden.
· Drei-Platten-Kaltkanalsystem
Ein Drei-Platten-Kaltkanalsystem ähnelt dem Zwei-Platten-System. Allerdings ist das Drei-Platten-Spritzgusswerkzeug mit einer zusätzlichen Angussplatte flexibel. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, den Angusskanal vom Spritzgussteil abzuschneiden, und die Form benötigt kein Auswurfsystem zur Teileentnahme.
Die 3-Platten-Spritzgussform ist benutzerfreundlicher und flexibler. Sie eignen sich am besten für die Arbeit mit Produkten mit komplexem Design und sind eine kostengünstigere Alternative zu Heißkanalsystemen. Zu den Nachteilen dieser Spritzgussform gehören lange Zykluszeiten, eine komplexe Werkzeugkonstruktion und ein hoher Materialabfall.
Heißkanalform vs. Kaltkanalform – Vorteile jedes Systems
Jede Angussform hat ihre Vorteile, wodurch sie für verschiedene Anwendungen und Branchen geeignet ist. Hier werden wir über ihre Vorteile und ihren Vergleich sprechen.
Vorteile des Heißkanalsystems
Das Heißkanalsystem ist weit verbreitet in Herstellung von Kunststoffprodukten aufgrund folgender Vorteile:
- Reduzierte Zykluszeit: Ein wesentlicher Unterschied zwischen Heißkanal- und Kaltkanalspritzguss ist die Zykluszeit. Heißkanal-Spritzgussformen haben eine schnellere Zykluszeit, da der Kunststoff auf optimaler Temperatur gehalten wird und so die Fließfähigkeit erhöht wird.
- Reduzierte Materialverschwendung: Es ist kostengünstiger, da das Formsystem kaum oder gar keinen Materialabfall erzeugt.
- Optimale Teilequalität: Mit Heißkanalformen hergestellte Teile weisen aufgrund des hervorragenden Füllprofils und Einspritzdrucks eine bessere Endqualität auf.
- Formautomatisierung: Eine Automatisierung ist möglich, da keine Nachbearbeitungsprozesse wie Beschneiden, Abfallrecycling und Entfernen von Angusskanälen erforderlich sind.
- Designflexibilität: Da ist Flexibilität drin Spritzgussform Design bei der Platzierung des Angusses mithilfe des Heißspitzenangusses, des Ventilangusses oder des Kantenangusses. Dies führt zu einer Steigerung der Teileästhetik und einer optimalen Füllung der Formhohlräume beim Einspritzen.
Vorteile des Kaltkanalsystems
Das Kaltkanalsystem bietet folgende Vorteile:
- Geringere Werkzeugkosten: Das Kaltkanal-Formsystem hat geringere Investitionskosten für Spritzgusswerkzeuge. Aufgrund der geringeren Werkzeugkosten ist das Formen kostengünstig.
- Weniger Inspektions- und Wartungskosten: Kaltkanalformen sind nicht komplex. Folglich besteht weniger Bedarf an Inspektion und Wartung, was zu geringeren Wartungskosten und Ausfallzeiten führt.
- Wärmeempfindliche Kunststoffe: Ein weiterer Unterschied zwischen Heißkanal- und Kaltkanalformen besteht in ihrer Anwendung beim Formen wärmeempfindlicher Kunststoffe. Kaltkanalsysteme eignen sich am besten für thermisch empfindliche Polymere. Darüber hinaus sind sie auch für alle Kunststoffe geeignet.
Heißkanalform vs. Kaltkanalform – Nachteile jedes Systems
Jede Angussform hat auch ihre Nachteile. Hier werden wir über ihre Nachteile sprechen und wie sie miteinander verglichen werden.
Nachteile des Heißkanalsystems
Das Heißkanalsystem hat folgende Nachteile:
- Hohe Investitionskosten: Heißkanalsysteme verursachen hohe Anfangsinvestitionen und Wartungskosten, da die Formen hochentwickelt sind und Vorteile wie kürzere Zykluszeiten, Teilequalität und Flexibilität bieten.
- Hohe Anforderungen an die Präzision der Ausrüstung: Das System erfordert aufgrund der geforderten Präzision eine High-End-Ausstattung. Andernfalls kann es zu Defekten aufgrund eines Ausfalls der Maschine kommen. Ein Beispiel ist der Ausfall einer Kunststoffdichtung, der dazu führen kann, dass geschmolzener Kunststoff verschüttet wird und die Heißkanalbaugruppe beschädigt wird.
Nachteile des Kaltkanalsystems
Das Kaltkanalspritzgießen hat folgende Nachteile:
- Materialverschwendung: Material Abfall ist ein weiterer Unterschied im Heißkanal- und Kaltkanal-Vergleich. Im Kaltkanalsystem erstarrt der geschmolzene Kunststoff. Dadurch entstehen Abfälle, die beschnitten werden müssen.
- Einspritzdruckabfall: Während des Kunststoffflusses wird Wärme vom Kunststoff auf die Formplatten übertragen, was zu einer Schrumpfung führt, die zu einem Druckabfall und weiteren Formfehlern wie Einfallstellen und unzureichend gefüllten Teilen führt.
- Hohe Zykluszeit: Kaltspritzguss hat aufgrund der verringerten Fließfähigkeit des Kunststoffs eine langsamere Zykluszeit. Darüber hinaus erhöht das Entfernen von Anguss und Anguss (insbesondere bei den beiden Formsystemen) auch die Zykluszeit.
Heißkanalform vs. Kaltkanalform – Überlegungen bei der Auswahl der einzelnen Systeme
Die Auswahl der beiden darf nur erfolgen, nachdem sorgfältig verstanden wurde, wie sie funktionieren. Im Folgenden sind einige Faktoren aufgeführt, die Sie bei der Auswahl eines Formsystems berücksichtigen sollten.
Überlegungen bei der Auswahl der Heißkanalformen
Die Auswahl der richtigen Heißkanalform sollte auf Preis, Lieferzeit und Menge basieren. Wichtigere Faktoren hängen jedoch vom technischen Aspekt des Angusssystems ab. Im Folgenden finden Sie einige, die Sie beachten sollten
- Einspritzdruck
Aufgrund der konstanten Temperatur des geschmolzenen Kunststoffs beim Durchgang durch das Verteilersystem ist der Einspritzdruckabfall gering. Daher ist es wichtig, beim Entwurf der Spritzgussform bei der Arbeit mit allen eine ordnungsgemäße Formflusssimulation sicherzustellen Materialien für Spritzguss, insbesondere solche mit schlechter Schmelzflussleistung.
- HEATING / HEIZEN
Die Heizkomponente kann intern oder extern sein. Für wärmeempfindliche Materialien eignen sich externe Heizsysteme. Für andere Kunststoffpolymere eignen sich hingegen innenbeheizte Systeme.
– Tortyp
Jedes Material- und Produktdesign erfordert ein einzigartiges Tordesign. Berücksichtigen Sie daher bei der Herstellung des Angusses Faktoren wie Angussmarkierung, Position und Einspritzung der Materialtypen.
– Standard- oder maßgeschneidertes System
Die Wahl zwischen einem Standard- oder einem maßgeschneiderten System hängt von Ihren Anforderungen ab. Einerseits verfügt das Standardsystem über Standardkomponenten und -abmessungen. Daher sind sie aufgrund von Kosten, Lieferzeit und Wartung die beste Wahl. Andererseits sind maßgeschneiderte Systeme ideal, um Produkte mit einzigartigem Design zu erzielen.
– Arten der Kunststoffverarbeitung
Auch das Kunststoff-Polymer, mit dem Sie arbeiten, spielt bei der Wahl eine wichtige Rolle. Für glasfaserverstärkten Kunststoff sind beispielsweise Formen mit Angusseinsätzen mit guter Verschleißfestigkeit oder einem Angusskanal mit externem Heizsystem erforderlich.
– Läufergröße
Die Läufergröße spielt eine entscheidende Rolle für die Leistung des Systems. Ein Fehler kann zur Verschlechterung der Endkomponenten oder zu einer unvollständigen Füllung führen. Einige Faktoren wie Druckabfall, Verweilzeit, Betriebstemperatur sowie Schergeschwindigkeit und -frequenz können die Größe des Angusskanals bestimmen.
– Mehrzonen-Temperaturregelung
Wenn Sie mit einem großen und komplexen System oder einem wärmeempfindlichen Kunststoff arbeiten, stellen Sie sicher, dass Sie ein Mehrzonen-Temperaturregelsystem verwenden, um die Qualität der Heizung und den Wärmeverlust zu berücksichtigen.
Überlegungen bei der Auswahl der Kaltkanalform
Nachfolgend sind die wichtigen Faktoren aufgeführt, die Sie bei der Auswahl einer Kaltkanalform berücksichtigen sollten.
- Düsen
Wählen Sie eine nicht geschweißte Düse, um das Eindringen von Partikeln in den Wassermantel zu verhindern.
- Düsenspitzen
Die Art der Düsenspitzen hängt vom Hersteller ab. Einige befestigen die Düsenspitzen beispielsweise sicher am Ende der Düse, während andere federbelastete Düsenspitzen verwenden, da diese die thermische Ausdehnung der Form während des Erhitzens berücksichtigen.
- Läuferverteiler
Der Angussverteiler sollte über eine geteilte Plattenkonstruktion verfügen, um die Demontage und Reinigung zu erleichtern. Andere Konstruktionen, wie z. B. der gelochte Angusskanal, können zu „toten Stellen“ führen, die die Reinigung der Form erschweren.
- Kolbenbaugruppe
Durch die Verwendung von gebohrten Luftdurchgängen kann die Düse auf Luftschläuche und Schlauchtüllen verzichten, um Schäden an der Luftleitung zu verhindern und Anschlussfehler zu vermeiden.
- Pneumatische Anschlüsse
Die bessere Kaltkanalform sollte entweder über eine externe Luftleitung oder einen Luftanschlusskasten mit Schnellkupplung verfügen.
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Der Erhalt eines Qualitätsteils durch Spritzgießen sollte nur erfolgen, nachdem der Vergleich zwischen Heißkanalform und Kaltkanalform verstanden und der richtige Dienstleister eingesetzt wurde. Bei RapidDirect bieten wir Dienstleistungen zur Herstellung von Spritzgussformen und helfen Ihnen, Prototypen und Produktionsteile in höchster Qualität in kurzer Vorlaufzeit zu erstellen oder wirtschaftliche Lösungen basierend auf den Anforderungen bereitzustellen.
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Fazit
Die Wahl zwischen Heiß- und Kaltkanal ist nur möglich, wenn man die Systeme der Kanäle versteht. Daher stellt dieser Artikel den Vergleich zwischen Kaltkanal- und Heißkanal-Spritzgussverfahren, ihre Unterschiede und die Auswahl des richtigen Spritzgussverfahrens vor. Sie benötigen hochwertige Spritzgussteile im Heiß- oder Kaltkanalsystem? Wir helfen Ihnen beim Einstieg.
Häufig gestellte Fragen
Für die Verarbeitung thermoempfindlicher Kunststoffe ist das Kaltkanalsystem am besten geeignet, da kein Heizsystem vorhanden ist. Das externe Heißkanalwerkzeug ist jedoch auch für Kunststoffe wie PP und PE anwendbar.
Das Heißkanalsystem ist aufgrund des besseren Durchflusses, der Unterstützung großer Produktionsmengen und der geringeren Abfallerzeugung besser. Für Kleinserien und wärmeempfindliche Materialien wäre der Kaltkanal jedoch die bessere Methode.
Es befindet sich in den Heißkanalwerkzeugen und ist für die Beheizung des Werkzeugs verantwortlich. Es befindet sich in der stationären Platte und reguliert die Temperatur des geschmolzenen Kunststoffs.
