Konforme Kühlung für den Kunststoffspritzguss

Konforme Kühlung für den Kunststoffspritzguss

Konforme Kühlung für Kunststoffspritzguss ist am Aufkommen als eine Technologie, die einige entscheidende Vorteile für die Herstellung von Formwerkzeugen mit sich bringt. Aus diesem Grund hat unser Team von Star Rapid in die Forschung und die Entwicklung investiert, um diesen Service in Zukunft anbieten zu können. Der Nutzen fortgeschrittener Produktionstechniken wie 3D Metalldruck werden diese Lösung leichter zugänglich als je zuvor machen. In diesem Artikel werden wir entdecken wie konformes Kühlen funktioniert und wie es die Zukunft der Produktionsindustrie formen wird.

Was ist konforme Kühlung?

Konforme Kühlung ist ein Prozess, der kühlende Kanäle in Kunststoffspritzwerkzeugen nutzt, die sich sehr ähneln oder übereinstimmen mit dem Teil, in das sie eingegossen wurden. Sie unterscheiden sich von standartisierten Kühlungskanälen dahingehend, dass sie nicht beschränkt sind auf die Sichtlinie, gerade Löcher, die durch konventionelles Bohren und Fräsen erschaffen wurden. Konforme Kühlkanäle folgen den Windungen und Drehungen von komplexen Teildesignen und bieten so eine wesentlich höhere Kühlungseffizienz und schnellere Zykluszeiten.

Wie sind Kühlungskanäle in den meisten PMI Gussformen gemacht?

Die große Mehrheit von Spritzgusswerkzeugen-und Pressformen sind mit Kühlungskanälen gemacht, die mit einem Werkzeugstahlblock gebohrt oder gefräst wurden. Dies bedeutet, dass die Kanäle in einer klaren Linie sind. Nachdem ein Teil gegossen wurde, wird kaltes Wasser durch diese Kanäle in einer Kreisbahn gepumpt, was den Kern abkühlt und Hitze vom Plastik wegzieht.

CAD image of conformal cooling mold design

Firmeneigene Kühlungskanäle, die der Teilform folgen während sie eine stetige Distanz zu der Teilwand wahren

Um effektiv zu sein, müssen diese Kreisbahnen so nah wie möglich zu der Wand des Werkzeuges sein, wo sie mit dem geschmolzenen Granulat in in Berührung kommen. Wenn das Teil also nichts als gerade Wände hat, wie eine simple Box, ist dies leicht umgesetzt. Aber die meisten Teile sind nicht so simpel. Werkzeugentwickler verbringen eine Menge Zeit mit dem Versuch, die Entiwicklunsbildung so auszurichten, dass die maximale Anzahl an geraden Linien es umgeben kann, um die Kühlung sicherzustellen. Dieser Prozess ist normalerweise ein Abtausch mit vielen Variablen, aber es ist immer vom ideal entfernt.

 

Warum ist die Kühlung für den Kunststoffspritzguss so bedeutend?

Erfolgreicher Spritzguss hängt von beiden zusammen ab, Heizen und Kühlen von thermoplastischem Granulat. Während es relative einfach ist das Granulat zu erhitzen bis es schmilzt, ist es wesentlich schwieriger es schnell auf einen einheitlichen Grad abzukühlen. Doch dies ist entscheidend dabei, ein fertiges Produkt zu erschaffen, das frei vom thermischen Harz und all den Deffekten, die dies schafft,wie Bindenähten, Verkrümmungen und Einfallsstellen, ist. Kühlung ist auch deshalb wichtig, da thermoplastisches Harz vorzüglich nicht für zu lange geschmolzen werden sollte. Die Chemikalien verfallen schnell und werden nutzlos.

Wie werden konforme Külkanäle geschaffen?

Eine der besten Wege konforme Kühlkanäle besteht im Metall 3D Druck. 3D Druck kann komplexe interne Strukturen unmöglich zu konventionellen verändern, sodass Einsätze für Formwerkzeuge mit Kühlungskanälen angepasst werden können, um der Geometry des Teiles gerecht zu werden? Sie sind nicht begrenzt auf eine klare Linie, so dass sie jeder Krümmung folgen können. Genauso wichtig ist, dass die querschnittliche Form des Kanals immerzu variieren kann, etwas das konventionell unmöglich zu realisieren wäre.

Wir untersuchen direktes Metalllaserschmelzen als die ideale Art und Weise Formwerkzeuge oder Einlagen der nächsten Generation zu drucken, da dieser Prozess fertige Teile aus Werkzeugstahl formt, die komplett dicht und haltbar sind- dies ist notwendig, um dem Druck des Spritzgussprozesses zu widerstehen.

Detail of conformal cooling mold core

3D Druck kann quadratische Löcher wie diese schaffen

Was sind andere Vorteile von konformgekühlten Werkzeugteilen?

Wenn die Konstruktion einmal für die effiziente Kühlung optimiert wurde, kann ein Werkzeug oder Einsatz in wenigen Tagen gedruckt oder nachbearbeitet werden; in sehr kurzer Seit also verglichen mit der Zeit für ein konventionelles Werkzeug. Der Prozess konsumiert ebenso wesentlich weniger Rohmaterial.

Die Qualität von durch mit Hilfe dieses Wekzeugtypes fertiggestelltem Material kann wesentlich hochwertiger sein und dies in Verbindung mit weniger Formdefekten. Da das Werkzeug schneller erhitzt und abkühlt ist die Zykluszeit stark reduziert. Das kann ein ecchtes Kostenersparnis für Großserienproduktionen bedeuten und kann auf lange Zeit gesehen die Kosten für das Wekzeug mehr als ausgleichen.

Gibt es irgendwelche Nachteile bei der Herstellung von konform gekühlten Formwerkzeugen?

Es gibt einige Einschränkungen, die beachtet werden müssen, speziell für die schnelle Fertigung. 3D Druck ist normalerweise teurer als die konventionelle CNC-Fertigung und beansprucht vorsichtigere technischen Umgang. Dies beinhaltet möglicherweise den Nutzen von hochentwickelten Analysesoftwares wie Moldflow, um die optimale Gestaltung zu bestimmen, mit dem die Hitze am effezientesten ausgeworfen werden kann.

Durch den geforderten umsichtigen technischen Umgang, der gefragt ist, um das beste Ergebnis zu erreichen, benötigt es mehr Zeit, um ein 3D gedrucktes Werkzeugteil vorzubereiten, als dies bei einem konventionellen Gegenstück der Fall ist. Die Werkzeuggröße ist außerdem auf die Größe des Druckbretts begrenzt, welches bei den meisten Druckern kleiner ist als der Standard bei einem machinellen Gegenstück. Zuletzt gibt es eine geringere Menge an Auswahlmöglichkeit, sodass gängige Werkzeugstähle wie NAK80 oder P20 als Druckmittel nicht erhältlich sind.

Ist konformes Kühlen das Richtige für Sie?

Wir setzen das aktive Streben nach Forschung und Entwicklung der konformen Kühlung fort und hoffen Ihnen diese Dienstleistung in naher Zukunft anbieten zu können. Wenn Sie denken, dass dies ein Prozess darstellt, der für Ihr Werkzeugprojekt funktionieren koennte, befragen Sie unsere Ingenieure nach den Vorteilen, wenn Sie uns für ein kostenfreies Preisangebot kontaktieren.

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