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Spritzguss-Kühlsystem

Kühlkanäle für Spritzguss

Was ist die Kühlung von Spritzgussformen?

Spritzgussform Kühlung ist ein entscheidender Aspekt des Spritzgießprozesses, da er sich direkt auf die Qualität und Effizienz der hergestellten Kunststoffteile auswirkt. Eine ordnungsgemäße Kühlung trägt dazu bei, eine gleichmäßige und konstante Teilequalität zu erreichen, die Zykluszeiten zu verkürzen und die Gesamteffizienz der Produktion zu verbessern. Im Folgenden werden die wichtigsten Überlegungen und Methoden zur Kühlung von Spritzgießwerkzeugen vorgestellt:

Überlegungen zur Kühlung von Spritzgussformen:

  1. Gleichmäßige Kühlung:
    • Eine gleichmäßige Kühlung in der gesamten Form ist entscheidend, um Verzug zu vermeiden und eine gleichbleibende Teilequalität zu gewährleisten.
    • Eine ungleichmäßige Abkühlung kann zu Abweichungen bei den Abmessungen der Teile und der Oberflächengüte führen.
  2. Optimierung der Zykluszeit:
    • Eine effiziente Kühlung kann dazu beitragen, die Zykluszeiten zu verkürzen und die Gesamtproduktionsleistung zu verbessern.
    • Eine schnelle und gleichmäßige Abkühlung ist für ein schnelles und effektives Auswerfen der Teile unerlässlich.
  3. Materialauswahl:
    • Die Wahl des Formmaterials kann sich auf die Wärmeübertragung und den Kühlprozess auswirken. Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie Berylliumkupfer, können die Kühleffizienz verbessern.
  4. Kühlmittel Typ:
    • Zu den gängigen Kühlmitteln gehören Wasser und Öl. Wasser ist aufgrund seiner hervorragenden Wärmeübertragungseigenschaften weit verbreitet, aber seine Verwendung ist durch den Temperaturbereich, den es bewältigen kann, begrenzt. Für höhere Temperaturen können Kühlsysteme auf Ölbasis verwendet werden.
  5. Design des Kühlkanals:
    • Die Gestaltung der Kühlkanäle in der Form ist entscheidend. Die Kanäle sollten strategisch platziert werden, um eine gleichmäßige Kühlung über die gesamte Formoberfläche zu gewährleisten.
    • Die konforme Kühlung, bei der die Kanäle der Kontur der Form folgen, kann die Wärmeübertragung und die gleichmäßige Kühlung verbessern.
  6. Luftleitblech-Design:
    • Umlenkbleche oder Einsätze in der Form können den Kühlmittelfluss auf bestimmte Bereiche lenken und so die Kühlleistung optimieren.
  7. Temperaturkontrolle:
    • Der Einsatz von Temperaturreglern ermöglicht eine präzise Regulierung der Kühlmitteltemperatur und gewährleistet konstante Werkzeugtemperaturen während der Produktion.

Methoden zur Kühlung von Spritzgussformen:

  1. Konventionelle Kühlung:
    • Verwendung von gebohrten Kühlkanälen innerhalb der Form, um Kühlmittel (in der Regel Wasser) zirkulieren zu lassen, das die Wärme aus der Form aufnimmt.
  2. Baffle-Kühlung:
    • Einsetzen von Umlenkblechen oder Einsätzen in der Form, um den Kühlmittelfluss zu steuern und ihn auf bestimmte Bereiche zu lenken, die mehr Kühlung benötigen.
  3. Wärmerohre:
    • Verwendung von Wärmerohren zur Ableitung von Wärme aus kritischen Bereichen, um die Kühleffizienz zu verbessern.
  4. Konforme Kühlung:
    • Entwurf von Kühlkanälen, die den Konturen der Formoberfläche folgen, um eine effektivere Wärmeübertragung zu gewährleisten.
  5. Nebelkühlung:
    • Verwendung eines Kühlmittelnebels, der direkt auf die Formoberfläche gesprüht wird, um die Kühlung zu verbessern.
  6. Cold Slug Well:
    • Einsatz eines Kaltwasserschachtes zum Auffangen und Verfestigen der anfänglichen Kunststoffschmelze im Angusssystem, um zu verhindern, dass sie in den Formhohlraum gelangt und eine lokale Überhitzung verursacht.
  7. Thermische Pins:
    • Das Einbetten von Wärmestiften in die Form, um die Wärmeübertragung zu verbessern und die Temperatur in bestimmten Bereichen zu kontrollieren.

Wirksame Kühlstrategien hängen von den spezifischen Anforderungen des Spritzgießverfahrens und den Eigenschaften des verwendeten Kunststoffs ab. Es ist wichtig, diese Faktoren bei der Konstruktion der Form zu berücksichtigen, um eine optimale Kühlleistung zu erzielen und qualitativ hochwertige Kunststoffteile zu gewährleisten.

Die Kühlung der Spritzgussform macht mehr als zwei Drittel der gesamten Zykluszeit aus.

Bedeutung des Kühlsystems für Spritzgießwerkzeuge

Kühlung der Form macht mehr als zwei Drittel der gesamten Zykluszeit bei der Herstellung von Spritzgussteile aus thermoplastischem Kunststoff. Abbildung 1 veranschaulicht diesen Punkt. Ein effizientes Kühlkreislaufdesign verkürzt die Kühlzeit, was wiederum die Gesamtproduktivität erhöht. Darüber hinaus verbessert eine gleichmäßige Kühlung die Qualität der Teile, indem sie Eigenspannungen reduziert und die Maßhaltigkeit und Stabilität erhält (siehe Abbildung 1).

Spritzgießkühlung

Abbildung 1

 

Richtige und effiziente Kühlung verbessert die Qualität und Produktivität der Teile

Komponenten des Kühlsystems von Formen

Eine Kühlsystem für Spritzgussformen besteht in der Regel aus den folgenden Elementen:
- Temperaturkontrolleinheit
- Pumpe
- Versorgungsverteiler
- Schläuche
- Kühlkanäle in der Form
- Sammelleitung

Die Form selbst kann als Wärmetauscher betrachtet werden, wobei die Wärme der heißen Polymerschmelze durch die zirkulierende Kühlflüssigkeit abgeführt wird.

 

Ein typisches Kühlsystem für eine Spritzgießmaschine.

Eine Kühlkanalanordnung, die an den Formplatten befestigt ist.

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