Technologie des Spritzgießens - Christian Hopmann - E-Book

Technologie des Spritzgießens E-Book

Christian Hopmann

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Beschreibung

Das Standardwerk für den Einstieg in die Technologie des Spritzgießens
In elf Lektionen führt dieses Lehrbuch in das bedeutendste Fertigungsverfahren der Kunststofftechnik ein, jede dieser Lektionen umfasst einen geschlossenen Themenkreis der Spritzgießtechnik.

Umfassender Überblick über alle Aspekte der Spritzgießtechnik
Das gesamte Gebiet des Spritzgießens, von den Werkstoffen über den Verarbeitungsprozess bis hin zu Fragen des Arbeitsschutzes und des Recyclings von Spritzgussteilen, wird in einfacher Darstellung und klarer Sprache behandelt.

Selbstgeregeltes Lernen wird möglich
Leitfragen und Erfolgskontrollen zu jeder Lektion, Marginalien mit den zentralen Begriffen, ein Abkürzungsverzeichnis und ein Glossar erleichtern den Einstieg in diesen Themenkomplex.

Die nun 4. Auflage wurde durchgehend aktualisiert und neu bearbeitet, das Kapitel „Sonderverfahren des Spritzgießens“ ist neu.
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Christian Hopmann Walter Michaeli Helmut GreifFrank Ehrig

Technologie des Spritzgießens

Lern- und Arbeitsbuch

Die Autoren:

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann, Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV), AachenProf. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Walter Michaeli, ehemals Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV), AachenDr. (phil.) Dipl.-Ing. Helmut M. Greif M. A., AGIT GmbH, AachenProf. Dr.-Ing. Frank Ehrig, HSR Hochschule für Technik Rapperswil, Rapperswil

Alle in diesem Buch enthaltenen Informationen, Verfahren und Darstellungen wurden nach bestem Wissen zusammengestellt und mit Sorgfalt getestet. Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Aus diesem Grund sind die im vorliegenden Buch enthaltenen Informationen mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Autoren und Verlag übernehmen infolgedessen keine juristische Verantwortung und werden keine daraus folgende oder sonstige Haftung übernehmen, die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieser Informationen – oder Teilen davon – entsteht.

Ebenso übernehmen Autoren und Verlag keine Gewähr dafür, dass beschriebene Verfahren usw. frei von Schutzrechten Dritter sind. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Buch berechtigt deshalb auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen­ und Markenschutz­Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften.

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek: Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch die der Übersetzung, des Nachdruckes und der Vervielfältigung des Buches, oder Teilen daraus, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form (Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren) – auch nicht für Zwecke der Unterrichtsgestaltung – reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.

© 2017 Carl Hanser Verlag Münchenwww.hanser-fachbuch.de

Herstellung: Jörg Strohbach Umschlagdesign: Marc Müller-Bremer, www.rebranding.de, München Umschlagrealisation: Stephan Rönigk

Print-ISBN 978-3-446-45042-4 E-pub-ISBN 978-3-446-45404-0

Verwendete Schriften: SourceSansPro und SourceCodePro (Lizenz) CSS-Version: 1.0

Inhalt

Titelei

Impressum

Inhalt

Vorwort zur 4. Auflage

Die Autoren

Arbeiten mit dem Lernbuch „Technologie des Spritzgießens“

Abkürzungen und Kurzzeichen

Spritzgießen ‒ ein ideales Fertigungsverfahren

Spritzgießen ‒ ein industrielles Fertigungsverfahren

Spritzgießen ‒ ein diskontinuierlicher Einstufenprozess

Spritzgießen ‒ Spritzgießmaschine und Spritzgießwerkzeug

1 Grundlagen der Kunststoffe

1.1 Einteilung und Bezeichnung der Kunststoffe

1.2 Formänderungsverhalten von Kunststoffen

1.3 Formmasse und Formgebungsverfahren

1.4 Kunststoffschmelze

1.4.1 Viskosität

1.4.2 Schubspannung und Schergeschwindigkeit

1.4.3 Viskosität und Temperatur

1.5 Erfolgskontrolle zur Lektion 1

2 Spritzgießmaschine

2.1 Einteilung von Spritzgießmaschinen

2.2 Baugruppen von Spritzgießmaschinen

2.3 Erfolgskontrolle zur Lektion 2

3 Plastifizier- und Spritzeinheit

3.1 Aufgaben der Plastifizier- und Spritzeinheit

3.1.1 Aufschmelzen

3.1.2 Homogenisieren

3.1.3 Aufbau der Plastifizier- und Spritzeinheit

3.2 Plastifizieren

3.3 Einspritzen

3.4 Erfolgskontrolle zur Lektion 3

4 Werkzeug

4.1 Aufgaben und Funktionsbereiche

4.2 Anguss- und Verteilersystem

4.2.1 Grundlagen

4.2.2 Art des Angusses

4.3 Formnest

4.4 Temperierung

4.5 Auswerfersystem

4.6 Erfolgskontrolle zur Lektion 4

5 Schließeinheit

5.1 Funktion und Aufbau

5.2 Mechanische Schließeinheiten

5.3 Hydraulische Schließeinheiten

5.4 Sonderausführungen von Schließeinheiten

5.4.1 Holmlose Schließeinheit

5.4.2 2-Platten-Schließeinheit

5.5 Erfolgskontrolle zur Lektion 5

6 Antriebssystem und Steuerung

6.1 Antriebssystem

6.1.1 Hydraulischer Antrieb

6.1.2 Elektrischer Antrieb

6.2 Steuerung

6.3 Erfolgskontrolle zur Lektion 6

7 Spritzgießprozess

7.1 Phasen eines Spritzgießzyklus

7.2 Start

7.2.1 Werkzeug und Schließeinheit

7.2.2 Plastifiziereinheit

7.2.3 Steuerung

7.2.4 Hydraulik und Elektrik

7.3 Einspritzphase

7.3.1 Werkzeug und Schließeinheit

7.3.2 Plastifiziereinheit

7.3.3 Steuerung

7.3.4 Hydraulik

7.4 Nachdruckphase

7.4.1 Werkzeug und Schließeinheit

7.4.2 Plastifiziereinheit

7.4.3 Steuerung

7.4.4 Hydraulik

7.5 Kühlphase

7.5.1 Kühlzeitgleichung

7.5.2 Werkzeug und Schließeinheit

7.5.3 Plastifiziereinheit

7.5.4 Steuerung und Hydraulik

7.6 Dosierphase

7.6.1 Werkzeug und Schließeinheit

7.6.2 Plastifiziereinheit

7.7 Entformen

7.7.1 Werkzeug und Schließeinheit

7.7.2 Plastifiziereinheit

7.7.3 Hydraulik und Steuerung

7.8 Erfolgskontrolle zur Lektion 7

8 Werkzeugkonstruktion

8.1 Spritzgießwerkzeug ‒ Aufgaben und Anforderungen

8.2 Aufgaben des Konstrukteurs

8.3 Werkzeugauslegung

8.3.1 Übersicht

8.3.2 Rheologische Werkzeugauslegung

8.3.3 Thermische Werkzeugauslegung

8.3.4 Mechanische Werkzeugauslegung

8.4 Erfolgskontrolle zur Lektion 8

9 Qualitätsmanagement und integrierte Managementsysteme beim Spritzgießen

9.1 Qualität

9.2 Qualitätsmanagement

9.3 Qualitätswesen und Qualitätssicherung

9.3.1 Qualitätswesen

9.3.2 Begriffe der Qualitätssicherung

9.4 Integrierte Managementsysteme

9.5 Erfolgskontrolle zur Lektion 9

10 Recycling im Spritzgießbetrieb

10.1 Wiederverwertung von Kunststoffen

10.2 Recycling von Produktionsabfällen

10.3 Recycling von Kunststoffabfällen aus Handel und Haushalten

10.4 Erfolgskontrolle zur Lektion 10

11 Sonderverfahren des Spritzgießens

11.1 Thermoplastschaumspritzgießen (TSG)

11.2 Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren

11.3 Spritzprägen

11.4 Kaskadenspritzgießen

11.5 Hinterspritztechnik

11.6 Erfolgskontrolle zur Lektion 11

12 Das Spritzgießunternehmen und seine Berufsmöglichkeiten

12.1 Das Spritzgießunternehmen

12.1.1 Aufbau eines Spritzgießunternehmens

12.1.2 Ablauforganisation in einem Spritzgießbetrieb

12.1.3 Anforderungen an ein Spritzgießunternehmen

12.2 Berufe in der Kunststoffverarbeitenden Industrie (KVI)

12.2.1 Ausbildungsdauer und Ausbildungsinhalte

12.2.2 Weiterbildung und Aufstiegsmöglichkeiten

12.2.3 Berufslage und Zukunftsperspektive

12.3 Arbeitsschutz Spritzgießmaschinen

12.3.1 Arbeitsschutz, Arbeitssicherheit und normative Regelungen

12.3.2 Gefährdungen und wesentliche Gefahrenbereiche

12.3.3 Unfallverhütungsvorschrift für Spritzgießmaschinen

13 Glossar

14 Ausgewählte Literatur

15 Antworten zu den Erfolgskontrollen

Vorwort zur 4. Auflage

Dieses Buch hat vorzügliche Resonanz bei seinen Lesern gefunden. Ihnen allen sei hierfür herzlich gedankt. Gedankt sei auch für die Anregungen zur weiteren Verbesserung dieses Buches, welche gerne aufgegriffen und in diese überarbeitete Auflage eingearbeitet wurden. Seit dem Erscheinen der letzten Auflage im Jahre 2009 haben sich einige neue und innovative Spritzgießsonderverfahren, wie die Projektilinjektionstechnik, in der Praxis durchsetzen können, sodass über diese nun als „Stand der Technik“ berichtet werden kann und sie daher auch zu Recht Aufnahme in dieses Buch für den Praktiker gefunden haben.

Herzlich bedanke ich mich bei meinen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und besonders bei Herrn Dipl.-Ing. Leo Wolters, Leiter der Abteilung Ausbildung/Handwerk, am IKV sowie bei Frau Ulrike Wittmann vom Carl Hanser Verlag für ihre tatkräftige Hilfe bei der Überarbeitung dieses Buches.

Dem Carl Hanser Verlag sei gedankt für die stets vorzügliche Kooperation bei diesem und vielen weiteren gemeinsamen Projekten.

Christian Hopmann, Februar 2017

Die Autoren

Univ.-Prof. Christian Hopmann

Seit April 2011 ist Prof. Christian Hopmann Leiter des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen. Er studierte Maschinenbau mit der Vertiefungsrichtung Kunststofftechnik an der RWTH Aachen und promovierte 2000 bei Prof. Walter Michaeli. 2005 wechselte Hopmann in die Industrie und trat bei der RKW AG Rheinische Kunststoffwerke (heute: RKW SE) ein. Von Januar 2010 bis zu seinem Wechsel an das IKV war er Managing Director der RKW Sweden AB in Helsingborg/Schweden. 2014 wurde er für die Entwicklung der Spaltimprägniertechnologie für faserverstärkte Kunststoffe mit dem NRW-Innovationspreis ausgezeichnet.

Prof. Walter Michaeli

Prof. Walter Michaeli verabschiedete sich 2011 nach 23 überaus erfolgreichen Jahren als Institutsleiter am IKV und nach Erreichen der Altersgrenze in den Ruhestand. Michaeli studierte Fertigungstechnik an der RWTH Aachen, nach über acht Jahren Industrietätigkeit übernahm er 1988 als Direktor die Leitung des IKV. Er war Mitglied in mehreren bedeutenden wissenschaftlichen Akademien und in der Jury des Deutschen Zukunftspreises. Für seine Entwicklung einer innovativen Wasserinjektionstechnik beim Spritzgießen von Kunststoffen erhielt Prof. Michaeli im Jahr 2002 den Otto von Guericke-Preis der AiF.

Dr. Helmut Greif

Dr. Greif arbeitete nach seinem Studium des Maschinenbaus sowie der Soziologie/Politologie/Erziehungswissenschaft in Aachen als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Aachen, u. a. als pädagogischer Leiter des Demonstrationszentrums für Faserverbundkunststoffe. Seine Themen waren Technikentwicklung und Qualifikationsentwicklung sowie Arbeitsorganisation und Berufsbildung. Nach vielen Stationen in der Industrie und Wirtschaft als Fabrikplaner und Unternehmensberater (SMART-Fabrik), als Leiter der Dr. Reinold Hagen Stiftung, die ein Bildungs- und Kunststoffzentrum in Bonn betreibt, war er Leiter des HPI (Heinz-Piest-Institut) an der Universität Hannover. Zuletzt bis zu seinem Abschied Mitte 2016 war er Geschäftsführer der Aachener Gesellschaft für Innovation und Technologietranfer (AGIT). Er war Mitglied in vielen Jurys zur Innovation und Berusfsbildung.

Prof. Frank Ehrig

Seit April 2005 ist Prof. Frank Ehrig Leiter des IWK Instituts für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung an der HSR Hochschule für Technik Rapperswil, Rapperswil, Schweiz. Er studierte Maschinenbau mit der Vertiefungsrichtung Kunststofftechnik an der RWTH Aachen und promovierte 1998 am IKV bei Prof. Edmund Haberstroh. Anschließend wurde er zum Abteilungsleiter Spritzgießen/Polyurethantechnik am IKV berufen. 2000 wechselte Ehrig in die Industrie und trat in die Weidmann Plastics Technology AG, Rapperswil, ein. Bis zu seinem Wechsel an die HSR war er dort Leiter Technische Entwicklung für den Bereich Automotive.

Arbeiten mit dem Lernbuch „Technologie des Spritzgießens“

Hinweise

Einführung

Das Spritzgießen ist das bedeutendste Verfahren zur Herstellung von Kunststoffbauteilen. Das vorliegende Lernbuch und Arbeitsbuch führt in dieses Verarbeitungsverfahren ein.

Lektionen

Das Lernbuch „Technologie des Spritzgießens“ ist in Lerneinheiten unterteilt, die als Lektionen bezeichnet werden. Jede Lektion umfasst einen geschlossenen Themenkreis. Die einzelnen Lektionen sind so angelegt, dass sie vom Lernenden in einer Lernsequenz, also in einem Lernschritt, bearbeitet werden können.

Leitfragen

Die Leitfragen zu Beginn einer jeden Lektion sollen dem Lernenden helfen, mit bestimmten Fragen an den Lernstoff heranzugehen. Nachdem er die Lektion durchgearbeitet hat, soll er diese Leitfragen beantworten können.

Vorwissen

Die Lektionen müssen nicht in einer bestimmten Reihenfolge bearbeitet werden. Jede Lektion ist deshalb mit einer Auflistung versehen, aus der hervorgeht, welche anderen Lektionen oder Inhalte zum Verstehen der vorliegenden Lektion wichtig sind.

Erfolgskontrollen

Die Erfolgskontrollen am Ende einer jeden Lektion dienen dazu, das erarbeitete Wissen zu überprüfen. Von der vorgegebenen Anwortauswahl ist die richtige Antwort auszuwählen und in den im Text vorgesehenen unterstrichenen Freiraum (_______________) einzutragen. Die Richtigkeit der Antworten kann mithilfe der Lösungen, die am Ende des Buches zu finden sind, überprüft werden. Falls die ausgewählte Antwort falsch ist, sollte der entsprechende Sachverhalt ein weiteres Mal durchgearbeitet werden.

Beispiel: „Optische Datenträger“ (CD, CD-ROM, DVD, Blue-Ray-Disk)

Um die Ausführungen in diesem Buch anschaulicher zu gestalten und den gedanklichen Zusammenhang zwischen den Lektionen zu verdeutlichen, wurde als Beispiel ein bekanntes Produkt gewählt, dessen Herstellung aus Kunststoff einerseits besondere Anforderungen an die Spritzgießtechnik stellt, andererseits aber überhaupt erst die weite Verbreitung dieses Formteils ermöglicht. Der optische Datenträger ist damit ein typisches, hochwertiges Produkt aus Kunststoff. Er findet sich in vielen Lektionen wieder. Es werden Fragen geklärt, wie beispielsweise der richtige Kunststoff für ein Formteil ausgewählt wird oder welche Möglichkeiten der Wiederverwertung (Recycling) von Kunststoffteilen bestehen.

Anhang

Der Anhang liefert für den interessierten Leser ergänzendes Material zu den Kunststoffen. Anhand der ausgewählten Literaturliste kann er sich über weiterführende Fachliteratur informieren. Das Glossar soll zu einem einheitlichen Verständnis der verwendeten Begriffe beitragen, es kann auch als eine Art Kurz-Lexikon verwendet werden. Die Informationen zum Berufsbild des Verfahrensmechanikers Kunststoff und Kautschuk bieten die Möglichkeit, sich genauer über die Aufgaben dieses industriellen Kunststoffberufes, insbesondere der Fachrichtung Spritzgießen, zu informieren. Hier werden auch die Weiterbildungsmöglichkeiten und Aufstiegschancen in diesem Berufsbereich angesprochen.

Abkürzungen und Kurzzeichen
Spritzgießen ‒ ein ideales Fertigungsverfahren

Einführung

Leitfragen

Was ist Spritzgießen?

Wozu wird Spritzgießen eingesetzt?

Was sind die Hauptmerkmale einer Spritzgießmaschineneinheit?

Inhalt

Spritzgießen ‒ ein industrielles Fertigungsverfahren

Spritzgießen ‒ ein diskontinuierlicher Einstufenprozess

Spritzgießen ‒ Spritzgießmaschine und Spritzgießwerkzeug

Spritzgießen ‒ ein industrielles Fertigungsverfahren

bedeutendstes Verarbeitungsverfahren für Kunststoffe

Innerhalb der Kunststoffverarbeitungstechnologien ist das Spritzgießen das bedeutendste Fertigungsverfahren. Durch die digitale Vernetzung aller Produktionsprozesse wird dieses Fertigungsverfahren nicht nur für die Serienfertigung eingesetzt.

Kolbenmaschinen

Die ersten Spritzgießmaschinen waren Kolbenmaschinen. Der Kunststoff wurde in einem beheizten Zylinder erwärmt und mittels eines Kolbens in die Form eingespritzt. Dieser Maschinentyp findet sich heute nahezu nicht mehr und wird daher in diesem Buch nicht behandelt.

Schneckenprinzip

Moderne Spritzgießmaschinen arbeiten meist nach dem Schneckenprinzip. In einem Zylinder wird die Formmasse mittels Heizbänder und Reibungswärme, die durch die rotierende Schnecke erzeugt wird, aufgeschmolzen. Beim Einspritzvorgang wird die Schneckenrotation gestoppt und die Schnecke wirkt als Kolben. Die Schnecke hat also die Funktionen Fördern, Mischen und Einspritzen zu erfüllen. Bei der Verarbeitung von Elastomeren werden oft getrennte Plastifizierschnecken und Einspritzkolben eingesetzt.

Thermoplaste

Die bedeutendste Kunststoffgruppe, die beim Spritzgießen verarbeitet wird, sind die Thermoplaste. Typische Spritzgussteile aus thermoplastischen Kunststoffen sind Radkappen und Stoßstangen von Pkws, Zahnräder in Küchenmaschinen, Schraubverschlüsse und Schraubdeckel, Bierkästen, Gehäuse und Kugelschreiber.

Compact Disc (CD)

Auch viele optische Speichermedien, wie die Compact-Disc (CD), werden im Spritzgießverfahren hergestellt. Hier kommt der thermoplastische Werkstoff Polycarbonat (PC) zur Anwendung.

vernetzte Polymere

Eine weitere wichtige Werkstoffgruppe sind die vernetzenden Kunststoffe, die je nach ihrem Vernetzungsgrad in die Untergruppen Elastomere und Duroplaste unterteilt werden.

Elastomere

Schwach vernetzte Kunststoffe nennt man Elastomere. Typische Elastomerformteile, die im Spritzgießverfahren hergestellt werden, sind Faltenbälge, Dämpferelemente in Pkw, Dichtungen sowie Formschläuche.

Duroplaste

Duroplaste, also stark vernetzte Kunststoffe, werden ebenfalls im Spritzgießverfahren verarbeitet. Sie werden unter anderem im Automobilbereich eingesetzt. Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet für Duroplastbauteile findet sich in der Elektroindustrie. Hier werden die nichtleitenden Eigenschaften von Kunststoffen und die Wärmebeständigkeit von Duroplasten zum Auswahlkriterium für den Einsatz dieser Werkstoffgruppe.

Spritzgießen ‒ ein diskontinuierlicher Einstufenprozess

Urformverfahren

Nach DIN 8580 werden die Fertigungsverfahren in 6 Hauptgruppen unterteilt. Das Spritzgießen ist der Hauptgruppe 1, dem Urformen zugeordnet. Es eignet sich insbesondere für Massenartikel, da der Rohstoff in meist einem Arbeitsgang in ein Fertigteil umgewandelt wird. Die Nacharbeit ist gering bzw. kann ganz entfallen und selbst komplizierte Formen und Konturen können in einem Arbeitsgang gefertigt werden.

ideales Verfahren

Deshalb ist das Spritzgießen ein ideales Fertigungsverfahren. Dies gilt jedoch mit der Einschränkung, dass große Stückzahlen gefertigt werden, denn das Spritzgießwerkzeug ist nicht universell einsetzbar.

Aus der Urformtechnologie resultiert der Zusammenhang, dass das Werkzeug nur für ein Formteil eingesetzt werden kann. Für jede neue Formteilgeometrie muss ein neues Werkzeug hergestellt werden.

Fertigungsprozess

Der Fertigungsprozess läuft für thermoplastische Kunststoffe wie folgt ab:

Über den Trichter auf der Maschine wird das Material eingefüllt.

Im beheizten Zylinder wird das Material durch die rotierende Schnecke weitertransportiert, aufgeschmolzen und durchmischt.

Anschließend wird die aufgeschmolzene Formmasse unter hohem Druck in das Werkzeug eingespritzt.

Die Formmasse kühlt im temperierten Werkzeug ab und gewinnt somit die für die Entformung notwendige Formstabilität.

Das Formteil wird nun entformt, ein neuer Spritzgießzyklus kann beginnen.

hohe Genauigkeit

Die Teile, die beim Spritzgießen hergestellt werden, können eine sehr hohe Genauigkeit haben, die bis zu 1/100 mm betragen und in Spezialanwendungen sogar darüber hinaus gehen kann.

CD

Bei der Compact Disc sind die gespeicherten Informationen als kleinste Vertiefungen in die Oberfläche eingelassen. Diese Vertiefungen, die beim Spritzgießprozess direkt abgebildet werden, sind nur wenige Mikrometer (10‒6 m) breit und tief.

Spritzgießen ‒ Spritzgießmaschine und Spritzgießwerkzeug

Hauptbausteine

Zum Spritzgießen benötigt man zwei Hauptbausteine:

die Spritzgießmaschine und

das Spritzgießwerkzeug.

Spritzgießmaschine

Die Spritzgießmaschine wird wiederum unterteilt in die folgenden Komponenten:

die Plastifizier- und Spritzeinheit,

die Schließeinheit,

die Steuerung (Hydraulik, Elektrik).

Werkzeug

Für unterschiedliche Spritzgussteile benötigt man unterschiedliche Werkzeuge. Zur Produktion eines anderen Teils muss somit das komplette Werkzeug gewechselt werden.

wirtschaftliche Fertigung

Im Spritzgießverfahren können Formteile aus Kunststoff vollautomatisch und in hohen Stückzahlen, wirtschaftlich hergestellt werden (zum Beispiel Haushaltsgeräte, bestimmte Baugruppen im Automobilbereich, CD, Medizintechnik).

Besonderheiten

Sollen Teile, die bislang aus klassischen Werkstoffen wie Holz oder Metall gefertigt wurden, im Spritzgießverfahren hergestellt werden, so müssen die besonderen Merkmale der Kunststoffe und die Besonderheiten des Fertigungsverfahrens Spritzgießen berücksichtigt werden. Diese kunststoffgerechte Vorgehensweise verlangt ein grundsätzliches Verständnis des Herstellungsverfahrens sowie des Werkstoffverhaltens. Mit diesem Buch soll ein erster einführender Überblick über das Thema Spritzgießen gegeben werden.

Compact-Disc (CD)

Wir wollen dabei ein seit langer Zeit etabliertes Spritzgussteil auf seinem Weg verfolgen vom Ausgangsmaterial, dem anforderungsgerechten Werkstoff, über seine Herstellung im Spritzgießverfahren, seinem Gebrauch bis hin zu den Recyclingmöglichkeiten. Dieses Teil wird die Compact-Disc (CD) sein, die als bewährtes High-Tech-Produkt besonders geeignet ist, die moderne Kunststoffverarbeitung und die Spritzgießtechnologie als Beispiel zu begleiten. Das folgende Bild zeigt eine CD mit ihren Abmessungen.

Bild 1 Compact-Disc (CD) und deren Abmessungen

Die modernen Geschwister der CD, beispielsweise die DVD (Digital Versatile Disc), die HD-DVD oder die sogenannte BluRay-Disc werden nicht im klassischen Spritzgießverfahren hergestellt. Durch den mehrschichtigen Aufbau müssen deutlich dünnere Scheiben spritzgeprägt (vgl. Abschnitt 11.3) werden, die in einem weiteren Schritt miteinander verklebt werden.

1Lektion: Grundlagen der Kunststoffe