Zusammenschluss zweier Verfahren zur Herstellung extrem dünnwandiger Funktionselemente
Im Bereich der Spritzgießsonderverfahren hat sich die
Gasinjektionstechnik (GIT) in den letzten Jahren zu einem
verbreiteten Großserienverfahren entwickelt, mit dem
kunststofftypische Schwindungseffekte reduziert und die
sichtbaren Oberflächen sowie Maßhaltigkeit der
Bauteile verbessert werden konnten. Jedoch stößt
das Verfahren, bei der Forderung nach
Funktionshohlräumen mit großem Volumen bzw.
großen Querschnitten an seine Grenzen, da die
Querschnittsfläche der Gasblase nicht beliebig groß
herstellbar ist. Je nach Geometrie des Gasführungskanals
kann eine bestimmte Restwanddicke des Standard-GIT-Formteils
nicht unterschritten werden.
Um die Kosten zur Herstellung von Kunststoffartikeln zu
senken, ergeben sich zwei Ziele für den
Kunststoffverarbeiter:
- Zum einen durch möglichst geringe Wanddicken die Kühlzeit und den Materialverbrauch zu reduzieren,
- zum anderen die Prozesskette zur Herstellung eines Bauteiles oder einer Baugruppe zu verkürzen.
Aus dieser Problematik heraus entstand die Idee, die GIT mit einem Aufblasverfahren zu kombinieren, um komplex geformte Kunststoffteile mit einem Hohlraum großen Querschnitts und geringer Wanddicke herstellen zu können. Das sogenannte GITBlow- Verfahren erzeugt durch die Vergrößerung der Werkzeugkavität und einer im Anschluss erfolgenden zweiten Gasinjektion Wanddicken, die sich weit unter der Restwanddicke eines Standard-GIT-Formteils befinden.
Für das Aufblasen der Formteile ist es wichtig, dass
sich die Formteiltemperatur im thermoelastischen bzw.
thermoplastischen Bereich befindet. Dieser Zustand wird durch
zwei Prozessvarianten erreicht.
Bei dem sogenannten Direktverfahren erfolgt eine Ausnutzung
der vorhandenen Restwärme im geschlossenen Werkzeug.
Durch eine wesentliche Vergrößerung der
Kavität und einem erneuten Aufbringen des Gasdruckes
wird das noch warme Standard-GIT-Formteil zu einem extrem
dünnwandigen Funktionskanal verstreckt.
Beim 2-Stufen-Verfahren erfolgt die Vergrößerung
der Kavität durch ein Umsetzen des Formteils in eine
zweite vergrößerte Kavität. Das 2-Stufen-Verfahren
zeichnet sich im wesentlichen durch die größere
Variationsmöglichkeiten bezüglich der zu
erreichenden Geometrien aus.
Der Zusammenschluss der GIT mit einem Aufblasverfahren
ermöglicht die Herstellung von Funktionselementen, die
mit dem jeweiligen Einzelverfahren nicht oder nur mit hohem
Aufwand herstellbar wären. Die Vorteile des
GITBlow-Verfahrens lassen sich wie folgt zusammenfassen:
- großer Hohlraumquerschnitt
- gleichmäßige Verteilung der (geringen) Restwanddicke
- Extrem dünnwandige Funktionskanäle
- Anbindung an filigrane Bereiche
- Herstellung komplexer Geometrien, die mit der Kernzugtechnik nicht möglich sind
- Breites Anwendungsspektrum
Dem Folgenden Dokument können Sie:
- den grundsätzlichen Verfahrensablauf (1– und 2-Stufen-Prozess),
- Darstellungen von bisher umgesetzten Prototypenbauteilen und die damit verbundenen Vorteile,
- zu verarbeitende Materialien,
- ein Beispiel zur Effizienzsteigerung sowie
- die spezifischen Vorteile der Anwendung
entnehmen.
» Aktuelle Kurzpräsentation zum Verfahren GITBlow (PDF 944KB)
Neben den verfahrenstechnischen Aspekten müssen aber
auch neue Lösungsansätze für die
Spritzgießmaschinen- und Werkzeugauslegung gefunden
werden. Aus diesem Grund bietet die 3 Pi Consulting &
Management GmbH ein Firmengemeinschaftsprojekt mit dem
Schwerpunkt der Werkzeugauslegung für interessierte
Firmen aus den Bereichen Werkzeugbau und
Spritzgießmaschinenherstellung an.