Arten von Spritzgussformen: Untersuchung verschiedener Kategorien und Merkmale

Spritzguss ist ein integraler Prozess zur Herstellung von Kunststoffteilen für verschiedene Anwendungen. Diese Technik erfordert eine Vielzahl von Materialien sowie verschiedene Arten von Spritzgussformen. Sie werden im Allgemeinen anhand ihrer Merkmale klassifiziert, darunter Zuführsystem, Anzahl der Hohlräume und Formplatte.

Jede für den Spritzguss verwendete Form passt in eine Kategorie. Sie können beispielsweise eine Dreiplattenform mit Kaltkanalsystem und mehreren Hohlräumen haben. Daher ist es wichtig, die einzelnen Formentypen zu verstehen, um die richtige für Ihr Projekt auszuwählen.

Alle Komponenten haben ein einzigartiges Design. Daher hängt Ihre Wahl der Form von den Kunststoffteilen ab, die Sie herstellen müssen. In diesem Artikel besprechen wir die verschiedenen Spritzgussformtypen und was sie beinhalten.

Was sind Kunststoffspritzgussformen?

Bevor wir uns damit befassen, wollen wir untersuchen, was Spritzgusswerkzeuge. Kunststoff-Spritzgussformen helfen beim Spritzgussverfahren. Für effiziente Ergebnisse können kundenspezifische Formen aus Aluminium oder Stahl hergestellt werden. Sie bestehen oft aus zwei Teilen – festen und beweglichen Formen.

Feste Formen werden auf stationären Platten der Formmaschinen installiert, während bewegliche Formen auf beweglichen Platten der Maschine angebracht sind. Sowohl feste als auch bewegliche Formen bleiben während des Prozesses geschlossen, um das Einspritzsystem und die Kavität zu erzeugen. Beim Öffnen trennen diese Maschinisten die Formen, um die Produkte zu entnehmen.

Komponenten von Kunststoff-Spritzgusswerkzeug

Die Strukturen von Kunststoffspritzgussformen variieren häufig je nach Materialeigenschaften, Formdesign und Struktur der Endprodukte. Die Grundstruktur bleibt jedoch gleich.

Führungsstifte

Formkavitäten und Kernhälften öffnen und schließen sich bei der Herstellung von Kunststoffteilen mehrmals. Daher tragen Führungsstifte und Buchsen im Spritzgussformenbau dazu bei, die perfekte Ausrichtung der Formhälften beim Schließen der Form sicherzustellen. Sie stützen Formplatten, um Verformungen zu verhindern, die zu Schäden an der Form führen könnten Spritzgussfehler. 

Runner

Angüsse und Angusskanäle arbeiten zu Beginn jedes Spritzgussprozesses zusammen. Das Kunststoffmaterial fließt in den Kanälen durch die Angussbuchse. Einzelne Läufer befördern den Kunststoff dann zum Tor, dem Eintrittspunkt zu den Formhohlräumen.

Tor

Spritzgusswerkzeuge verfügen über ein Anschnittdesign, das das Einspritzen von geschmolzenem Kunststoff in den Spritzgusshohlraum ermöglicht. Die gängigen Torausführungen sind:

• Kantentor – befindet sich am Rand des Bauteils und ist ideal für flache Teile. Es eignet sich auch für Zweiplattenformen mit mehreren Kavitäten. 
• Sub-Tor – Automatisch zugeschnittener Anschnitt, der mehr Flexibilität bietet und es Ihnen ermöglicht, ihn an jeder beliebigen Stelle des Bauteils zu platzieren. 
• Heißes Tipp-Tor – ein Heißgummitor, das sich auf der Oberseite des Teils befindet, anstelle des Trennlinie. Es eignet sich am besten für konische oder runde Formen, die einen gleichmäßigen Durchfluss erfordern. 
• Direkt- oder Angussanguss – ein manuell zugeschnittener Anschnitt für Formen mit einer Kavität. Es ist einfach zu konstruieren und bietet eine hohe Festigkeit, wodurch es für große zylindrische Komponenten geeignet ist. 

Das Design des Anschnitts beim Spritzgießen, Typ und Position wirken sich auf das Aussehen, die Abmessungen und die Verformung der Teile aus. 

Anguss

Ein Anguss dient der Unterstützung der Spritzgussdüse – die Düse sitzt auf der Oberfläche der Angussbuchse. Dadurch dient es als erster Weg zur Verteilung des flüssigen Kunststoffs in die Form.

Lokalisierungsring

Der Fixierring passt über die Angussbuchse. Es dient dazu, die Form in der richtigen Position auf der Formmaschine zu platzieren. Dadurch wird die richtige Ausrichtung der Angussbuchse und der Düse gewährleistet, um Leckagen zu vermeiden.

Formhohlraum

Der Formhohlraum ist der innere Teil der Form, der so bearbeitet wird, dass er die Form des beabsichtigten Endprodukts annimmt. Der Maschinist spritzt den geschmolzenen Kunststoff in die Spritzgusskavität, um das fertige Produkt herzustellen. Einige Formen (z. B. Formen mit mehreren Kavitäten) verfügen häufig über mehrere Kavitäten mit ausgewogenen Zufuhrsystemen, um Defekte zu vermeiden. 

Auswerferstifte

Diese präzisionsgeschliffenen Stifte werden mit Auswerferplatten kombiniert, um Teile nach dem Abkühlen effektiv aus der Form zu entfernen. Nachdem die Komponenten abgekühlt sind, öffnet sich die Form und die Auswerferstifte helfen dabei, das fertige Produkt aus der Form zu drücken. 

Der Schuss

Dabei handelt es sich um das Kunststoffvolumen, das den Formhohlraum ausfüllt, ein Druckpolster bildet und Schrumpfungen ausgleicht. Es trägt dazu bei, den Druck von der Schraube weg auf den Formhohlraum zu übertragen.

Auswerferplatte

Auswerferplatten bieten eine Basis für die Montage der Auswerferstifte. Die Platte bewegt sich nach vorne, damit sich die Stifte ebenfalls nach vorne bewegen und die Komponente des Hohlraums oder Kerns drücken können.

Klemmplatte

Klemmplatten helfen dabei, die Formhälften an der Formmaschine zu befestigen, um den Spritzgussvorgang zu starten. Das Formwerkzeug hat zwei große Klemmplatten, die sich schließen, wenn die Maschinisten den Kunststoff in die Kavität spritzen. Wenn das Kunststoffteil kühl genug ist, öffnen sie die Form und lassen das Bauteil aus den Formhälften fallen.

4 Arten der Spritzguss-Klassifizierung

Die Wahl der richtigen Kunststoff-Spritzgussform für Ihr Projekt ist entscheidend. Die Form hat Einfluss auf die Produktionsgeschwindigkeit, die Gesamtkosten und die Qualität der Endprodukte. Die verschiedenen Formen werden in vier Hauptkategorien eingeteilt:

Basierend auf dem Fütterungssystem

Die erste Kategorie hier ist die Klassifizierung basierend auf dem Zuführ- oder Angusssystem. Das Zuführsystem besteht aus einer Reihe von Kanälen, darunter Anguss, Angusskanäle und Angusskanäle. Dieser Kanal leitet den geschmolzenen Kunststoff von der Düse zu den gewünschten Teilen der Kavität. Die Formen in dieser Kategorie sind: 

Heißkanal-Spritzgussform

Das Heißkanalsystem verwendet Läufer, die intern oder extern mit Spulen oder Stäben beheizt werden. Diese Art von Zufuhrsystem ist in einer stationären Verteilerplatte untergebracht. Sie bleiben dauerhaft in der Platte und verhindern so, dass sie mit dem Teil herausgeschleudert werden. 

Dadurch kommt das Formteil sauber heraus, ohne dass zusätzlicher Kunststoffabfall entsteht. Dadurch wird die Abfallproduktion reduziert und zusätzliche Prozesse zur Entfernung oder Wiederverwertung der Angusskanäle entfallen. Darüber hinaus ist in der Regel kein Nachschleifen oder Nachbearbeiten erforderlich Heißkanal-Spritzgussformen. Daher ist der Produktionsprozess viel schneller. In Kombination mit Formen mit mehreren Kavitäten hilft dieses Spritzgusswerkzeug bei der Herstellung großer Mengen komplexer und feiner Formen. 

Allerdings gibt es bei der Verwendung des Heißkanalsystems einige Nachteile. Die Einrichtung und Beheizung des Systems ist in der Regel kostspielig. Auch die Wartung ist kostspielig und die Überwachung des Formprozesses erfordert eine Spezialisierung. Da die Läufer verborgen sind, kann es schwierig sein, sicherzustellen, dass sie sauber und frei von Plastikresten aus früheren Produktionsläufen sind. Dies ist oft ein großes Problem, wenn es um Farbveränderungen geht. Schließlich kann es bei innenbeheizten Heißkanälen zu Klebeproblemen kommen, insbesondere bei der Arbeit mit wärmeempfindlichen Materialien. 

Kaltkanal-Spritzgussform

Das Kaltkanalsystem liefert geschmolzenen Kunststoff mithilfe unbeheizter Kanäle in die Kavität. Im Gegensatz zu einer Heißkanal-Spritzgussform Kaltkanalform liegt frei, weil der Bediener es in die Form schneidet. Sie müssten für jeden Formzyklus ein neues Angusssystem erstellen. Abhängig vom Plattentyp der verwendeten Formplatte können das Formteil und das Angusssystem beim Auswerfen verbunden oder getrennt werden.

Diese Formen im Spritzguss sind viel einfacher zu reinigen und zu warten. Sie gewährleisten auch einen schnelleren und einfacheren Material- und Farbwechsel. Darüber hinaus können Sie problemlos integrieren Spritzgussdesign Iterationen aufgrund der sich schnell ändernden Anschnitt- und Läuferpositionen. Während innenbeheizte Heißkanalformen mit bestimmten Materialien zu kämpfen haben, können Kaltkanalformen mit einer breiten Palette von Materialien arbeiten.  

Allerdings produzieren Gussformen mit Angusskanälen bei jedem Zyklus viel Abfall. Die meisten Hersteller entsorgen die Angusskanäle nach Gebrauch häufig. Obwohl einige Fertigungsunternehmen Wege finden, diese Angusskanäle für die wiederholte Verwendung nachzuschleifen und wiederaufzubereiten, verlängert dies den gesamten Herstellungsprozess. Das Nachschleifen der Angusskanäle verändert außerdem häufig ihre physikalischen Eigenschaften und wirkt sich auf das Endprodukt aus. Infolgedessen kann es zu Abweichungen vom ursprünglichen Design kommen.

Isolierte Läuferformen

Diese Werkzeuge ähneln eher den herkömmlichen Kaltkanalformen. Sie verwenden jedoch Heizpatronen oder andere Heizformen, um eine umgebende Schicht aus geschmolzenem Kunststoff zu erzeugen. Dadurch bilden sie isolierte „Keulen“, um ähnliche Effekte wie die Heißkanalsysteme zu erzielen.

Hersteller entscheiden sich oft für diesen Ansatz, weil er keinen Temperaturregler erfordert und dadurch kostengünstiger ist als Heißkanalsysteme. Darüber hinaus ermöglicht es einen einfachen und schnelleren Material- und Farbwechsel. Allerdings funktionieren isolierte Angussformen nicht mit jedem Material. Für anspruchsvolle technische Kunststoffe sind sie in der Regel nicht geeignet.

Basierend auf der Anzahl der Hohlräume

Zu dieser Kategorie gehören drei verschiedene Formen, die jeweils in der Lage sind, eine bestimmte Anzahl von Teilen pro Formzyklus herzustellen. Dazu gehören die folgenden:

Einzelne Kavität Spritzgussform

Einzelhohlformen produzieren ein Teil pro Spritzzyklus. Obwohl es sich um eine langsame Produktionsform handelt, sind die Werkzeugkosten niedriger als bei anderen Optionen. Aufgrund der relativ geringeren Kosten sind Kleinserienproduktionen in der Regel günstiger.

Eine Form mit nur einer Kavität ermöglicht außerdem eine bessere Kontrolle des Formprozesses. Hersteller setzen oft mehrere Werkzeuge mit einer Kavität ein, um den kontinuierlichen Ablauf des Prozesses sicherzustellen, selbst wenn eine Form ausfällt.

Spritzgussform mit mehreren Kavitäten

Das Design einer Mehrfachform ermöglicht die Herstellung mehrerer identischer Teile in einem Spritzzyklus. Die Anschaffungskosten für das Spritzgusswerkzeug sind in der Regel höher als bei Einzelformwerkzeugen. Dies Kunststoff-Formwerkzeuge eignet sich besser für die Produktion großer Stückzahlen. Dies liegt daran, dass jede Form mehrere Komponenten gleichzeitig produzieren kann. Dadurch ist die Produktionsgeschwindigkeit höher und die Kosten für ein Einzelteil niedriger.

Familien-Spritzgussform

Familienformen verfügen ebenfalls über mehrere Kavitäten, wie die Form mit mehreren Kavitäten. Am besten ist es jedoch, mehrere Teile in einem Zyklus herzustellen. Hersteller können beispielsweise eine Familienform verwenden, um eine rechte und eine linke Komponenteniteration zu erstellen. Andererseits kann ein einfaches Werkzeug mit mehreren Kavitäten nur eine Iteration in einem Zyklus produzieren.

Eine Familienspritzgussform ist zwar teuer, senkt aber in der Regel die Gesamtproduktionskosten. Dies liegt daran, dass eine Familienform für verschiedene Komponenten nützlich sein kann. Es spart außerdem viel Zeit und Betriebskosten. Allerdings ist zu beachten, dass diese Kunststoff-Spritzgussformen nur für Bauteile aus gleichem Material und gleicher Farbe geeignet sind. Für Teile, die unterschiedliche Materialien und Farbvarianten erfordern, benötigen Sie separate Formen.

Basierend auf Formplatte

Eine weitere wichtige Kategorie beim Spritzgießen ist die Klassifizierung anhand der Anzahl der Platten, die den gesamten für die Teileproduktion erforderlichen Formhohlraum bilden. Diese Kategorie umfasst das folgende Formdesign.

Zwei-Platten-Spritzgussform

Aufgrund der niedrigen Werkzeugkosten ist dies die häufigste Formkonstruktion in dieser Kategorie. Eine Zweiplattenform weist eine einzige Trennlinie auf, wo Kern- und Hohlraumplatten aufeinandertreffen. Bei dieser Konstruktion müssen Anguss, Angusskanal und Trennlinie ausgerichtet sein. Obwohl sie mit jedem Angusssystem kompatibel ist, eignet sie sich am besten für Einhohlraumformen.

Drei-Platten-Spritzguss

Die zusätzliche Platte (Stripperplatte) dieser Form verleiht ihr zwei Trennfugen. Dieser wird zwischen Kavität und Kernplatte platziert und trennt so automatisch das Angusssystem vom Formteil. Dies gewährleistet eine schnellere Produktion, da keine manuelle Trennung oder Wiederverwertung des Angusssystems erforderlich ist.

Die zusätzliche Platte erhöht jedoch die gesamten Werkzeugkosten, da der Schnitt präzise sein muss, um mit den anderen beiden Platten übereinzustimmen. Beachten Sie, dass die Dreiplattenform nur bei Kaltkanalsystemen zum Lösen des Angusskanals verwendet wird. Heißkanal-Spritzgusssysteme erfordern diesen Formtyp nicht.

Stapelspritzguss

Eine gestapelte Form hat mehrere parallele Formplatten. Es können zwei, drei oder vier Plattenebenen vorhanden sein, um den Prozess effizienter zu gestalten. Gestapelte Formen erfordern weniger Klemmkraft pro Zyklus. Die Form hat höhere Anschaffungskosten, da ihr Bau viel länger dauert. Der geringere Klemmkraftbedarf reduziert jedoch die Betriebskosten. Die Form kann sogar so konstruiert werden, dass sie mehrere Materialien gleichzeitig aufnehmen kann.

Basierend auf dem Abschrauben einer Spritzgussform

Dies sind die besten Formen zum Herstellen von Gewindelöchern in Kunststoffteilen. Es handelt sich um automatisierte Formen mit Antriebssystemen bestehend aus:

• Zahnstange und Ritzel
• Elektromotoren
• Hydraulikmotoren

Diese einzigartige Form dreht das Antriebssystem, um Gewindekomponenten wie Flaschenverschlüsse, Muttern und Schrauben, Automobilteile, Shampooflaschen und Kosmetikverpackungen herzustellen. Diese Komponenten lassen sich mit der Standard-Knock-Off-Methode oft nur schwer entfernen Entformungsschräge.

Daher hilft die Abschraub-Spritzgussform dabei, das Entfernen durchzuführen, ohne die Gewinde zu beschädigen. Auch das Hinterschnitt-Spritzgießen ist hier von entscheidender Bedeutung, da es das Lösen komplexer Teile mit Beschädigungen ermöglicht. Es arbeitet mit hoher Geschwindigkeit, verkürzt die Zykluszeiten und gewährleistet eine Produktion großer Stückzahlen.

Warum sind Spritzgussformen notwendig?

Das individuelle Formendesign bietet mehrere Vorteile Kunststoff-Spritzguss. Einige von ihnen umfassen:

Grenzenlose Möglichkeiten

Mit Spritzgussformen lässt sich praktisch alles herstellen, von medizinischen Geräten bis hin zu hochwertigen mechanischen Bauteilen. Abhängig von Ihren Anwendungen können verschiedene Formen ausgewählt werden, um Ihr Projekt schneller und effizienter zu gestalten.

Materialauswahl

Obwohl die meisten Kunstharze sind ideal für Spritzguss, sie haben jedoch nicht die gleichen Eigenschaften. Einige Kunststoffe neigen stärker zum Schrumpfen als andere. Daher berücksichtigen Formkategorie und -design häufig die Art der betreffenden Kunststoffmaterialien. Die Art der gewählten Form hat großen Einfluss auf das Endergebnis.

Produktkonsistenz

Durch die Konstruktion von Spritzgusswerkzeugen können Sie Fertigungsfehler erheblich reduzieren. Die meisten Teile des Prozesses sind automatisiert, was die Produktgenauigkeit erhöht und menschliche Fehler ausschließt. Dadurch können Sie die Konsistenz der Endprodukte verbessern, selbst bei Großserienproduktionen.

RapidDirect – Zuverlässiger Anbieter von Spritzgussdienstleistungen

Wie bereits erwähnt, spielen die Form und ihr Design eine große Rolle für Ihr Endprodukt. Daher ist es wichtig, die beste Wahl zu treffen, die zu Ihren Materialien und Anwendungen passt. Wenn Sie Probleme haben, die richtigen Formen für Ihr Spritzgussprojekt herzustellen, lassen Sie sich von RapidDirect helfen.

Unser Profi Spritzgussdienstleistungen umfassen den Formenbau, die Analyse des Formendesigns und die Herstellung von Kunststoffteilen. Wir können Ihnen bei der Herstellung hochwertiger Spritzgussformen helfen, um langlebige und zuverlässige Kunststoffformteile herzustellen. Unser Ingenieursteam verfügt über die Fähigkeiten und die Erfahrung, um die beste Spritzgusslösung zu liefern.

Haben Sie bereits einen Formentwurf? Sie können sich an unsere Experten wenden, um professionelle Beratung für Ihr Design zu erhalten und es für eine bessere Produktion und Kosteneinsparungen zu optimieren. Sobald Sie fertig sind, laden Sie Ihre Designdatei auf unsere Online-Angebotsplattform hoch, um sofort ein Angebot und eine kostenlose DFM-Analyse von unseren Ingenieuren zu erhalten.

Fazit

Spritzguss ist eine effektive Fertigungstechnik, die für viele Anwendungen nützlich ist. Die Wahl der Form bestimmt jedoch das Ergebnis des Herstellungsprozesses. In diesem Artikel haben wir 4 Kategorien von Spritzgussformen anhand ihrer Merkmale besprochen, darunter Zuführsystem, Anzahl der Hohlräume und Formplatte. Dies wird Ihnen helfen, die beste Entscheidung zu treffen, wenn Sie für Ihr Projekt bereit sind.

Die Konstruktion von Spritzgusswerkzeugen ist eine technisch anspruchsvolle Aufgabe, die eine fachmännische Handhabung und Prozesskontrolle erfordert. Daher müssen Sie mit einem zuverlässigen Partner zusammenarbeiten, um qualitativ hochwertige Spritzgussdienstleistungen anzubieten. Kontaktieren Sie RapidDirect noch heute für die zuverlässige und kostengünstige Produktion hochwertiger Kunststoffteile.

Häufig gestellte Fragen