Handbuch Spritzgießen

Inhalt

Einleitung

1 Geschichte des Spritzgießens

1.1 Historische, maschinentechnische und werkstofftechnische Aspekte der Entwicklung des Spritzgießens

1.2 Die industrielle Entwicklung des Spritzgießens

1.2.1 Die Entwicklung der Schneckeneinspritzung

Literatur zu Kapitel 1

2 Wirtschaftliche Bedeutung des Spritzgießens

2.1 Maschinenmarkt

Literatur zu Kapitel 2

3 Werkstoffe für das Spritzgießen

3.1 Kurzzeichen für Kunststoffe nach DIN 7728 T.1(01.88) ISO 1043-1987(E)

3.2 Kennzeichnung von Kunststoffen

3.3 Die Kunststoffe

3.3.1 Thermoplaste

3.3.2 Duroplaste

3.3.3 Elastomere

3.4 Kunststoffe zum Spritzgießen

3.4.1 Thermoplaste für das Spritzgießen

3.4.1.1 Polymerisate

3.4.1.1.1 Polystyrol (PS) (DIN 7741, VDI/VDE 2471)

3.4.1.1.2 Schlagzäh modifiziertes Polystyrol (SB) (DIN 16771)

3.4.1.1.3 Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) (DIN 16772)

3.4.1.1.4 Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN) (DIN 16777)

3.3.1.1.5 Polymethylmethacrylat (PMMA) (DIN 7745)

3.4.1.1.6 Polyethylen (PE) (DIN 16776)

3.4.1.1.7 Polypropylen (PP) (DIN 16776)

3.4.1.1.8 Thermoplastische Elastomere (TPE) [59, 147]

3.4.1.1.9 PP/EPDM-Elastomerblend

3.4.1.1.10 Polyetherblockamid (PEBA)

3.4.1.1.11 Thermoplastisches Polyurethan

3.4.1.1.12 Polyester-Blockpolymere, Polyesterelastomere (TPE-E)

3.4.1.1.13 Ethylen-Vinyacetat-Copolymer (EVA)

3.4.1.1.14 Ethylencopolymere

3.4.1.1.15 Polyacetal (POM)

3.4.1.1.16 Polytetrafluorethylen (PTFE)

3.4.1.1.17 Polyvinylchlorid (PVC)

3.4.1.1.18 Polyvinylidenfluorid (PVDF)

3.4.1.2 Polykondensate

3.4.1.2.1 Polyamid (DIN 16773)

3.4.1.2.2 Polyphtalamid (PPA)

3.4.1.2.3 Polycarbonat (PC)

3.4.1.2.4 Polyethylenterephthalat (PET)

3.4.1.2.5 Polybutylenterephthalat (PBT)

3.4.1.2.6 Polyarylat (PAR)

3.4.1.2.7 Flüssigkristalline Polymere/LCP-Polyester

3.4.1.2.8 Polysulfone (PSU)

3.4.1.2.9 Polyarylethersulfon (PAS)

3.4.1.2.10 Polyphenylensulfid (PPS)

3.4.1.2.11 Polyaryletherketone (PEK, PEEK, PAEK) [81]

3.4.1.2.12 Polyimide/Polyamidimid (PAI)

3.4.1.2.13 Polyetherimid (PEI)

3.4.1.3 Abgewandelte Naturstoffe

3.4.1.3.1 Celluloseester (CA, CP, CAB)

3.4.1.4 Polymerblends

3.4.1.4.1 ABS/PA-Blend

3.4.1.4.2 PC/ABS-Blend

3.4.1.4.3 PC/LCP-Blend

3.4.1.4.4 PC/PET-Blend

3.4.1.4.5 Polyphenylenether (PPE, PPEmod und PS)

3.4.2 Duroplaste

3.4.2.1 Duroplastische Polykondensate für das Spritzgießen

3.4.2.1.1 Phenol/Formaldehyd-Kunststoffe (PF)

3.4.2.1.2 Harnstoff/Formaldehyd-Kunststoffe (UF)

3.4.2.1.3 Melamin/Formaldehyd-Kunststoffe (MF)

3.4.2.1.4 Ungesättigte Polyester (UP)

3.4.2.2 Duroplastische Polyaddukte

3.4.2.2.1 Epoxidharz

3.4.3 Silikone (LSR, Liquid Silicone Rubber)

3.4.4 Andere Werkstoffe zum Spritzgießen

3.4.4.1 Metallpulver-Spritzgießmassen

3.4.4.2 Keramik-Formmassen

3.4.4.3 Abbaubare spritzgießfähige Werkstoffe

3.4.4.4 Biologisch abbaubare Polymerwerkstoffe

3.4.4.5 Abbaubares thermoplastisches Holz

3.5 Modifikation der Eigenschaften von Kunststoffen

3.5.1 Elektrisch leitfähige Modifikation von Kunststoffen

3.5.2 Kunststoffgebundene Dauermagnete

3.5.3 Pulvermassen für das Spritzgießen von Metall- oder Keramikteilen

3.5.4 Zusatzstoffe für Thermoplaste(Hilfsstoffe, Füll- und Verstärkungsstoffe)

3.5.4.1 Hilfsstoffe

3.5.4.1.1 Gleitmittel, Trennmittel

3.5.4.1.2 Stabilisatoren

3.5.4.1.3 Antistatika

3.5.4.1.4 Antioxidantien

3.5.4.1.5 Flammschutzmittel

3.5.4.1.5 Farbmittel (vgl. DIN 55944, s. auch Kap. 4.6)

3.5.4.2 Füllstoffe und Verstärkungsmittel

3.5.4.2.1 Füllstoffe (Extender-Füllstoffe)

3.5.4.2.2 Verstärkungsmittel

3.6 Werkstoffkennwerte

3.6.1 Kennwerte für den Vergleich von Kunststoffen

3.6.2 Herstellung von Probekörpern

3.7 Datenbanken

3.7.1 Werkstoffdatenbanken

3.7.1.1 Produktinformationssysteme

3.7.1.2 Kommerzielle Systeme

3.7.2 Konstruktionsdatenbanken

3.7.3 Datenbanken zu speziellen Gebieten

3.7.3.1 Datenbanken zur Medienbeständigkeit

3.7.3.2 Herstellerdatenbanken

3.7.3.3 Patentdatenbanken

3.7.4 Literaturdatenbanken

3.8 Kennwerte zum Spritzgießen von Kunststoffen

3.8.1 Viskositätskennwerte

3.8.1.1 Lösungsviskosität

3.8.1.2 Melt Flow Index

3.8.1.3 Viskositätsfunktionen gemessen mit dem Hochdruckkapillarviskosimeter [2, 175, 217]

3.8.1.4 Fließweg/Wanddicken-Diagramme

3.8.1.5 Fließindex, Füllindex, Fülldruck, Arbeitsintegral, Einspritzintegral, Einspritzarbeit

3.8.2 Inline-Messungen der Viskosita¨t

Literatur zu Kapitel 3

4 Verarbeitungsdaten

4.1 Verarbeitungsdaten für Thermoplaste

4.1.1 Zeiten

4.1.1.1 Kühlzeit

4.1.1.2 Einspritzzeit

4.1.2 Temperaturen

4.1.3 Druckwerte

4.1.4 Einspritzgeschwindigkeit

4.2 Verarbeitungsdaten für Duroplaste

4.3 Verarbeitungsdaten für Elastomere

4.4 Verarbeitungsdaten für sonstige Werkstoffe (Keramik, Metallpulver)

Literatur zu Abschnitt 4.1 bis 4.4

4.5 Verarbeitungseinfluss auf das Werkstoffverhalten

4.5.1 Rheologisches Verhalten der Kunststoffschmelzen

Literatur zu Abschnitt 4.5.1

4.5.2 Orientierung der Moleküle

4.5.2.1 Entstehung der Molekülorientierungen

4.5.2.2 Nachweismethoden für Molekülorientierungen

4.5.2.3 Einflüsse auf Orientierungen

Literatur zu Abschnitt 4.5.2

4.5.3 Innere Spannungen

4.5.3.1 Bauteilversagen durch innere Spannungen

4.5.3.2 Bauteilprüfungen auf Spannungsrissbildung

Literatur zu Abschnitt 4.5.3

4.5.4 Kristallinität

4.5.4.1 Einfluss der Kristallisation auf die Material- und Verarbeitungseigenschaften

4.5.4.2 Der Kristallisationsvorgang

4.5.4.3 Nukleierung

4.5.4.4 Bestimmung des Kristallisationsgrads

4.5.4.5 Spezielle Strukturen bei Spritzgussteilen

Literatur zu Abschnitt 4.5.4

4.5.5 Kompressibilität von Kunststoffschmelzen

Literatur zu Abschnitt 4.5.5

4.5.6 Kunststoffabbau beim Spritzgießen

4.5.6.1 Thermischer Abbau

4.5.6.2 Thermisch oxidativer Abbau

4.5.6.3 Hydrolytischer Abbau

4.5.6.4 Mechanischer Abbau

Literatur zu Abschnitt 4.5.6

4.5.7 Einfluss der Verweilzeit

4.5.7.1 Definition der Verweilzeit

4.5.7.2 Ermittlung der Verweilzeit

4.5.7.2.1 Messtechnische In-line-Erfassung der Verweilzeit

4.5.7.2.2 Empirische Ermittlung der Verweilzeit

4.5.7.2.3 Rechnerische Ermittlung der Verweilzeit

4.5.7.3 Berechnung der Verweilzeit

Literatur zu Abschnitt 4.5.7

4.6 Einfärben von Kunststoffen beim Spritzgießen

4.6.1 Einfärbung durch Farbkonzentrate (Batches) [8]

4.6.2 Einfärbung durch Farbstoffe (Flüssigfarben, Pasten)

4.6.3 Einfärbung durch Pigmente

Literatur zu Abschnitt 4.6

4.7 Zugabe von Verstärkungs- und Füllstoffen beim Spritzgießen von Thermoplasten

4.7.1 Einarbeiten von Fasern beim Spritzgießen

4.7.1.1 Trockeneinarbeitung von Fasern über den Trichter

4.7.1.2 Einarbeiten von Endlos-Fasern in die Schmelze beim Spritzgießen, DIF-Verfahren (DIF, Direct Incorporation of Continuous Fibers [3]

Literatur zu Abschnitt 4.7

4.8 Trocknen von Kunststoffen

4.8.1 Trocknungsanlagen

4.8.1.1 Trocknen mit Frischlufttrockner

4.8.1.2 Trocknen mit Umlufttrockner

4.8.1.3 Trocknen mit Trockenlufttrockner

4.8.1.4 Trocknen mit Kristallisationstrockner

4.8.1.5 Trocknen mit Vakuumtrockner

4.8.1.6 Kontinuierliche Vakuum-Kondensations-Trocknung

4.8.1.7 Infrarottrocknen von Kunststoffen

4.8.2 Bestimmung der Restfeuchte

4.8.2.1 Feststellen von Restfeuchte vor Produktionsbeginn

4.8.2.2 Feststellen von Restfeuchte am Spritzgussteil

4.8.2.3 Feststellen von Restfeuchte am Granulat – Plättchentest

4.8.2.4 Messverfahren zum Feststellen von Restfeuchte

Literatur zu Abschnitt 4.8

4.9 Konditionieren von Spritzgussteilen

Literatur zu Abschnitt 4.9

4.10 Warmlagern

Literatur zu Abschnitt 4.10

4.11 Lagern von Kunststoffen

Literatur zu Abschnitt 4.11

4.12 Materialeingangskontrolle

4.12.1 Rieselfähigkeit (DIN 53492)

4.12.2 Schüttdichte (DIN 53466)

4.12.3 Schüttwinkel

4.12.4 Stopfdichte (DIN 53467)

4.12.5 Korngröße, Korngrößenverteilung und Kornform

Literatur zu Abschnitt 4.12

5 Spritzgießverfahren

5.1 Begriffe und Kurzzeichen

5. 1.1 Kurzzeichenverzeichnis der Methoden und Verfahren, Institutionen

5.1.2 Begriffe des Spritzgießens nach DIN 24450

5.1.3 Prozessgrößen

5.1.4 Begriffe und erklärende Beschreibung zum Recycling (siehe DIN-Entwurf)

5.2 Prozessverlauf

5.2.1 Drücke beim Spritzgießen

5.2.1.1 Hydraulikdruck

5.2.1.2 Staudruck

5.2.1.3 Druck vor der Schneckenspitze

5.2.1.3.1 Einspritzdruck/Einspritzen

5.2.1.3.2 Kompressionsdruck

5.2.1.4 Werkzeuginnendruck

5.2.1.5 Umschalten von Einspritz- auf Nachdruck

5.2.1.6 Nachdruck/Nachdruckphase

5.2.1.6.1 Nachdruckerzeugung mit dem Einspritzkolben

5.2.1.6.2 Externe Nachdruckerzeugung

5.2.2 Druckübertragungsverhalten

5.3 Temperaturen beim Spritzgießen

5.3.1 Öltemperatur

5.3.2 Zylindertemperatur

5.3.3 Massetemperatur

5.3.4 Werkzeugtemperatur

5.3.5 Heißkanaltemperatur

5.3.6 Nachtemperiertemperatur

5.3.7 Zwischentemperatur (-temperierung)

5.3.8 Temperatur (Warmlagerung) von Einlegeteilen

Literatur zu Abschnitt 5.1 bis 5.3

5.4 Verarbeitungshinweise

5.4.1 Spritzgießen von Elastomeren

5.4.1.1 Verarbeitungsfehler bei Elastomeren

5.4.2 Spritzgießen von Duroplasten

Literatur zu Abschnitt 5.4

5.5 Pulverspritzgießen von Sinterbauteilen aus Metall oder Keramik

Literatur zu Abschnitt 5.5

5.6 Verarbeitungsfehler/Beseitigung

5.6.1 Oberflächenfehler

5.6.2 Grate an Spritzgussteilen

5.6.2.1 Gratbildung

5.6.2.2 Gratvermeidung/Gratbeseitigung

5.6.2.3 Schwimmhäute

5.6.2.4 Bindenaht

5.6.2.5 Kaskadenspritzgießen

5.6.2.6 Thermische Verfahren

5.6.2.7 Durchströmen der Bindenaht

5.6.3 Lunker

5.6.4 Spannungsrisse

5.7 Expertensysteme

Literatur zu Abschnitt 5.6 bis 5.7

5.8 Verarbeitungseinfluss auf Formteileigenschaften

5.8.1 Kühlzeit (Siegelpunkt)

5.8.4 Maßhaltigkeit

5.8.5 Gewicht

5.8.6 Glasfaserbruch/-orientierung

5.8.7 Schwindung/Nachschwindung (DIN16901)

5.8.8 Verarbeitungsfenster

Literatur zu Abschnitt 5.8

6 Sonderverfahren der Spritzgießtechnologie

Literatur zu Abschnitt 6.0

6.1 Sonderverfahren des Thermoplast-Spritzgießens

6.1.1 Dünnwandtechnik

6.1.2 Dünnstwandtechnik

Literatur zu Abschnitt 6.1

6.2 Spritzgießverfahren unter Anwendung niedriger Drücke und Zuhaltekräfte

6.2.1 Niederdruckspritzgießen (ND-SG)

6.2.2 Spritzgießen mit drehender Schnecke

6.2.3 Fließguss-(Intrusions)verfahren

6.2.4 Spritzprägen

6.2.5 Gasaußendrucktechnik (GAT) (siehe Abschnitt 6.3.2)

6.2.6 Kaskadenspritzgießen

6.2.7 Niederdruckverfahren fu¨ r Recyclate

6.3 Hochdruckspritzgießen

Literatur zu Abschnitt 6.2 bis 6.3

6.4 Gas- oder Fluidunterstütztes Spritzgießen

6.4.1 Gas-Injektion-Technik (GIT), auch Gasinnendruck-Technik (GID)

6.4.1.1 Cinpresverfahren

6.4.1.2 Airmouldverfahren

6.4.1.3 Gasmeltverfahren

6.4.1.4 Airpressverfahren

6.4.1.5 Gasinjektionstechnik (GIT): Untersuchungen der Abhängigkeit der Restwanddicke von Polymer und Füllstoff

6.4.1.5.1 Grundlagen zur Ausbildung der Restwanddicke

6.4.1.5.2 Praktische Untersuchungen

6.4.1.5.3 Einfluss von Talkum, Kreide und Glaskugeln auf die Restwanddicken bei Polypropylen

6.4.1.5.4 Einfluss des Kurzglasfasergehalts auf die Restwanddicken bei Polyamid

6.4.1.6 GIT-S (GIT-Schäumtechnik)

6.4.1.7 HELGA-Verfahren

6.4.1.8 Structural-Web-Verfahren

6.4.1.9 Der Gaskanal als Funktionshohlraum

6.4.1.10 Gasinjektionstechnik beim Flüssigsilikonspritzgießen

6.4.1.11 GIT beim Keramikspritzgießen

6.4.1.12 Wasserinjektionstechnik (WIT), in Anlehnung an [69, 75]

6.4.2 Gasaußendrucktechnik (GAT)

Literatur zu Abschnitt 6.4.1 bis 6.4.2

6.4.3.1 Das klassische TSG-Verfahren

6.4.3.2 Varianten des Thermoplastschaumspritzgießens

6.4.3.2.1 Variotherm-Verfahren bei TSG

6.4.3.2.2 Schaumspritzgießen mit Tauchkantenwerkzeugen

6.4.3.2.3 Gasgegendruck-Verfahren

6.4.3.2.4 Afinaplast-Verfahren

6.4.3.2.5 Direktbegasungsverfahren [18]

Literatur zu Abschnitt 6.4.3

6.5 Verbinden mehrerer Komponenten beim Spritzgießen

6.5.1 Inserttechnik

6.5.2 Outserttechnik

6.5.3 Bandspritzgießen/Endlosspritzgießen

6.5.4 Metallumformung im Spritzgießwerkzeugund anschließen des Umspritzen

6.5.5 Kunststoff-Metall-Hybridspritzgießen

6.5.6 Mehrkunststoffspritzgießen (MK-SG)/Mehrkomponentenspritzgießen

6.5.6.1 2K-Verbundspritzgießen/Zweifarbenspritzgießen (2F-SG), Overmoulding

6.5.6.2 Dreifarbenspritzgießen/3K-Verbund-Spritzgießen/Mehrfarbenspritzgießen

6.5.6.3 Indexplattenverfahren

6.5.6.4 Transfer Robot Technologie

6.5.6.5 Verbundfestigkeiten beim Mehrkomponentenspritzgießen, in Anlehnung an [96]

6.5.6.6 Bewegliche Verbunde durch Spritzgießen

6.5.6.6.1 Montagespritzgießen

6.5.6.6.2 Ein-Komponenten-Montagespritzgießen

6.5.6.7 Spritzgießen mit zweischichtigem Aufbau durch Doppelnadeltechnik [70, 98]

6.5.6.8 Mehrschichtkörper aus extrudiertem Innenliner und spritzgegossenem Mantel

6.5.6.9 Mehrschichtspritzgießen zur Beschleunigung des Abkühlvorgangs

6.5.7 Mehrkomponentenspritzgießen/Sandwichspritzgießen

6.5.7.1 2K-(Sandwich)Spritzgießen

6.5.7.2 Sandwichspritzgießen mit 2K-Plattensystem

6.5.7.3 Mehrschichtspritzgießen von Vorformlingen für das Streckblasen

6.5.7.4 Sandwichverfahren mit einer Spritzeinheit

6.5.7.4.1 Addmix-Verfahren

6.5.7.4.2 Monosandwichspritzgießen/Der Monosandwich-Prozess – Zweifarbenspritzgießen mit einer Monosandwicheinheit

6.5.7.4.3 3K-Spritzgießen

6.5.7.5 Intervalltechnik

6.5.7.6 Marmorierverfahren

6.5.7.7 GIPT-Methode (Granular Injected Paint Technology)

6.5.7.8 3D-MID (Moulded Interconnect Devices)

Literatur zu Abschnitt 6.5.1 bis 6.5.7

6.5.8 Spritzgießen mit ins Werkzeug eingebrachten und hinterspritzten Substraten, Hinterspritztechnik (HST)

6.5.8.1 In-Mould-Dekoration beim Spritzgießen/Film-Dekoration (IMD-Verfahren)

6.5.8.2 In-Mould-Labeling

6.5.8.3 HST von Folien oder IMFD-Verfahren (In-Mould-Film-Decoration)

6.5.8.4 IMD-3D/F-Technik

6.5.8.5 Folienverformung im Spritzgießwerkzeug

6.5.8.5.1 Thermoformen im Spritzgießwerkzeug

6.5.8.5.2. HPF-Verfahren

6.5.8.5.3 Lack-Hinterspritzen (SFC, Surface Finishing Compression)

6.5.8.6 HST von Textilien (IMTD, In-Mould-Textile-Decoration)

6.5.8.7 Verstärken von spritzgegossenen Formteilen durch endlosfaserverstärkte thermoplastische Prepregs

6.5.8.8 Hinterpresstechnik (HPT)

Literatur zu Abschnitt 6.5.8

6.5.9 Weitere Oberflächenveredelungsverfahren

Literatur zu Abschnitt 6.5.9

6.6 Spritzgießen mit oszillierender Schmelze

6.6.1 Gegentaktspritzgießen (GTS)

6.6.2 Multi-Live Feed Injection Moulding (MLFM)

6.6.3 Gegentakt/COM-Prozess

6.6.4 SCORIM-Verfahren, SCORTEC-Verfahren [10, 12 bis 17]

6.6.5 Wechselseitiger Nachdruck

6.6.6 Spritzgießen mit pulsierendem Nachdruck

Literatur zu Abschnitt 6.6

6.7 Verfahren mit verlorenen Kernen

6.7.1 Schmelzkerntechnik (SKT) in Anlehnung an [2]

6.7.2 Lösekerntechnik (LKT)

6.7.3 Mehrschalenspritzgießen/Halbschalentechnik (MS-SG)

6.7.4 Spritzgießen mit rotierendem Kern (Injection Spin Process)

6.8 Spritzgießen von Mikrostrukturen/Mikrospritzgießen

Literatur zu Abschnitt 6.8

6.9 Verfahren mit veränderlicher Werkzeugtemperatur

6.9.1 Variothermverfahren

6.9.2 Cryomold-Verfahren

Literatur zu Abschnitt 6.9

6.10 Spritzgießen von Hohlkörpern

6.10.1 Blasspritzgießen

Literatur zu Abschnitt 6.10.1

6.10.2 Spritzblasen/Spritzstreckblasformen

Literatur zu Abschnitt 6.10.2

6.10.3 Mehrschichtkörper aus extrudiertem Innenliner und spritzgegossenem Mantel

6.10.4 Mehrschichtspritzgießen von Vorformlingen für das Streckblasen

6.11 Spritzgießen mit Doppelwerkzeugen in Hintereinanderanordnung

6.11.1 Tandem-Spritzgießverfahren (TSV)

6.11.2 Stack-Mould-Technik

6.11.3 Index-Platten-Technik

Literatur zu Abschnitt 6.11

6.12 Einarbeitung von Fasern beim Spritzgießen

6.13 Sonderverfahren des Elastomer-Spritzgießens

6.13.1 Flüssigsilikonspritzgießen (LSR-Spritzgießen oder LIM)

6.13.2 Injection-Transfer-Moulding (ITM)

Literatur zu Abschnitt 6.13

6.14 Sonderverfahren des Duroplast-Spritzgießens

6.14.1 Spritzgießen von Polyester-Formmassen

6.14.2 BMC-Sonderverfahren

6.14.2.1 DMC-Verfahren (Dough Moulding Compound)

6.14.2.2 ZMC-Verfahren

6.14.2.3 NMC-Verfahren (Nodular Moulding Compound)

Literatur zu Abschnitt 6.14

6.15 Pulverspritzgießen (PIM)

6.15.1 Spritzgießen von Metall- oder Keramikteilen

6.15.2 Spritzgießen von Magnesium Thixomoldingverfahren [4]

Literatur zu Abschnitt 6.15

7 Die Spritzgießmaschine

Literatur zu Abschnitt 7

7.1 Maschinenauswahl beim Einkauf

Literatur zu Abschnitt 7.1

7.2 Spritzeinheit

7.2.1 Aggregatführung

Literatur zu Abschnitt 7.2 bis 7.2.1

7.2.2 Spritzgießzylinder

7.2.2.1 Maschinentrichter

7.2.2.2 Metallabscheidung

7.2.2.2.1 Trichtermagnete

7.2.2.2.2 Metallabscheider mit Metallsuchspule

7.2.2.2.3 Metallextraktoren mit Zykonabscheidung

7.2.2.2.4 Metallabscheider fu¨ r Spritzgussteile

7.2.3 Zylindereinfüllöffnung

7.2.4 Zylinderkopf

Literatur zu Abschnitt 7.2.2 bis 7.2.4

7.3 Rotatorischer Schneckenantrieb

7.3.1 Hydromotorischer Schneckenantrieb

7.3.2 Elektromechanischer Schneckenantrieb

7.3.3 Schnecken- und Zylinderwechsel

7.3.4 Einspritzdruck, maschinenseitig

7.3.5 Schneckendrehmoment

7.3.6 Schneckendrehzahl/Schneckenumfangsgeschwindigkeit

7.3.7 Dosierweg

7.3.8 Verweilzeitgerechte Schneckengeometrie

Literatur zu Abschnitt 7.3

7.4 Schnecken

7.4.1 Auslegungsansätze für normale Dreizonen-Schnecken

7.4.2 Standardschnecken für die Thermoplastverarbeitung

Literatur zu Abschnitt 7.4.1 bis 7.4.2

7.4.3 Berechnungsmethoden für Spritzgießplastifiziereinheiten

7.4.3.1 Modellgesetze für Spritzgießplastifiziereinheiten

7.4.3.2 Prozessbeschreibende mathematisch-physikalische Modelle

7.4.3.3 Druck-Durchsatzverhalten

7.4.3.4 Aufschmelzverlauf

7.4.3.5 Temperaturentwicklung

7.4.3.6 Verweilzeit

7.4.3.7 Schneckenantriebsleistung

Literatur zu Abschnitt 7.4.3

7.4.4 Sonderschnecken für Thermoplaste

7.4.4.1 Gangtiefenveränderung

7.4.4.2 Marmorierschnecken/Kolbeneinheiten für Marmorier-Spritzgießen

7.4.4.3 Hochleistungsschnecken

7.4.4.3.1 Verlängerte Dreizonen-Schnecken

7.4.4.3.2 Scher-Mischteilschnecken

7.4.4.3.3 Barriere-Schnecken

7.4.4.3.4 Mehrgängige Schnecken

7.4.4.4 Zylinder (Schnecke) mit Einzugshilfe

7.4.4.5 Unterdosiereinrichtung für Schnecken

7.4.4.6 Schnecken für PVC-hart

7.4.4.7 Entgasungsschnecken

7.4.4.8 Vorplastifizierschnecken

7.4.4.9 Plastifizier- und Einspritzelemente für Mikrospritzgießen

Literatur zu Abschnitt 7.4.4

7.4.5 Schnecken für Duroplastverarbeitung

Literatur zu Abschnitt 7.4.5

7.4.6 Elastomerschnecken

7.4.7 Sonstige Plastifizierelemente

Literatur zu Abschnitt 7.4.6 und 7.4.7

7.4.8 Schneckentemperierung

7.4.9 Schneckenspitzen

7.4.10 Rückströmsperren (RSP)

Literatur zu Abschnitt 7.4.10

7.4.11 Reinigung der Plastifiziereinheit (Schneckenreinigung)

7.4.11.1 Zylinderreinigung

7.4.11.2 Schneckenreinigung durch Extrusionsbetrieb und Abpumpen

7.4.11.3 Reinigung mit Zusatzmitteln

7.4.11.4 Mechanische Schneckenreinigung

7.4.11.5 Was bei der Schnecken- und Zylinderreinigung unbedingt zu vermeiden ist

Literatur zu Abschnitt 7.4.11

7.5 Verschleißschutz beim Spritzgießen

7.5.1 Die Verschleißproblematik beim Spritzgießen

7.5.2 Ursachen für Verschleiß

7.5.3 Verschleißschutzmaßnahmen

7.5.3.1 Richtige Werkstoffauswahl für Plastifiziereinheiten

7.5.3.2 Konstruktive Maßnahmen zur Verschleißminderung

7.5.4 Verschleißschutz durch sorgsamen Umgang

7.5.5 Verschleißschutz durch Reparatur

7.5.6 Wirtschaftlichkeit des Verschleißschutzes

7.5.7 Verschleißschutz an Spritzgießwerkzeugen

Literatur zu Abschnitt 7.5

7.6 Düse

7.6.1 Offene Düse

7.6.2 Verschlussdüse

7.6.2.1 Thermische Verschlussdüse

7.6.2.2 Mechanisch öffnende Verschlussdüse

7.6.2.3 Durch den Einspritzdruck öffnende Düsen

7.6.2.4 Düsen für Direktanspritzung

7.6.2.5 Koaxiale Nadeldüsen

7.6.2.6 Schrägdüse

7.6.2.7 Luftdruckbetätigte Verschlussdüse

7.6.3 Düse mit Schmelzefilter

7.6.3.1 Düsen mit eingebauten Filterpatronen

7.6.3.2 Filterdüse mit Nadelverschluss

7.6.3.3 Schmelzefilter-Düsen mit Reinigungssystem

7.6.4 Düsen mit statischem Mischer

7.6.5 Beheizung von Düsen

7.6.5.1 Außen beheizte Düsen

7.6.5.2 Innen beheizte Düsen

7.6.6 Verschleißschutz der Düsen (siehe auch Abschnitt 7.5.4)

Literatur zu Abschnitt 7.6

7.7 Zubehör zur Einspritzeinheit

Literatur zu Abschnitt 7.7

7.8 Schließeinheit

7.8.1 Mechanische Zuhaltung

7.8.1.1 Bewegungsablauf beim Schließen und Öffnen

7.8.2 Hydraulische Zuhaltung

7.8.3 Säulenlose Schließeinheit

7.8.4 Zweiplatten-Schließeinheit

7.8.5 Schließkraft und Zuhaltekraft

Literatur zu Abschnitt 7.8.1 bis 7.8.5

7.8.6 Zubehör zur Schließeinheit

7.8.6.1 Auswerfersysteme

7.8.6.2 Säulenziehvorrichtung

7.8.6.3 Spannvorrichtung

7.8.6.4 Ausschraubvorrichtung

7.8.6.5 Werkzeugsicherung

7.8.6.6 Magnetische Werkzeugaufspannung

7.8.6.7 Standardausrüstungen und -funktionen der Schließeinheit

Literatur zu Abschnitt 7.8.6

7.9 Antriebseinheit

7.9.1 Betriebsarten

7.9.1.1 Hydromechanischer Antrieb (elektro-hydraulischer Antrieb)

7.9.2 Pumpenantriebe

7.9.2.1 Konstantpumpenantrieb

7.9.2.2 Regelpumpenantrieb

7.9.2.3 Druckspeicherantrieb

7.9.2.4 Elemente hydromechanischer Antriebe

7.9.2.4.1 Hydropumpen

7.9.4.2.2 Hydromotoren

7.9.2.4.3 Stellglieder

7.9.2.4.3.1 Stromventile

7.9.2.4.3.2 Druckventile

7.9.2.4.3.3 Digitale Stellelemente

7.9.3 Hybridantriebe

7.9.4 Elektromechanischer Antrieb

7.9.4.1 Elemente elektromechanischer Antriebe

7.9.4.1.1 Regelbare E-Motoren

7.9.4.1.2 Geschlossene Regelkreise über Resolver

7.9.4.1.3 Mechanische Getriebe für elektromechanische Antriebe

7.9.4.1.4 Sensorik

Literatur zu Abschnitt 7.9

7.10 Energieverbrauch

7.10.1 Energieverbrauch und Wirkungsgrad hydromechanischer Spritzgießmaschinen

7.10.2 Energieverbrauch und Wirkungsgrad elektromechanischer Antriebe

7.10.3 Umrüstung von Spritzgießmaschinen auf geringeren Energieverbrauch

Literatur zu Abschnitt 7.10 bis 7.10.3

7.10.4 Exemplarstreuung

Literatur zu Abschnitt 7.10.4

7.10.5 Schallemission bei Spritzgießmaschinen

7.10.5.1 Geräuschentwicklung

7.10.5.2 Geräuschdämpfung der Hydraulik

7.10.6 Wartungshinweise

7.10.6.1 Maschinenpflege/Hydraulikpflege

7.10.6.2 Wartungshinweise für Temperiersystem im Werkzeug und am Zylinder

7.10.7 Sicherheitstechnische Erfordernisse, Sicherheitstechnische Maßnahmen

7.10.8 Unfallverhütungsvorschriften

Literatur zu Abschnitt 7.10.5 bis 7.10.8

7.11 Mess-, Steuer- und Regeleinheit

7.11.1 Begriffsbestimmung

7.11.1.1 Messen und Überwachen

7.11.1.2 Steuern

7.11.1.3 Regeln

7.11.2 Temperaturmessung

7.11.2.1 Wandtemperatur

7.11.2.2 Messung der Massetemperatur

7.11.2.3 Massetemperaturen in Spritzgießwerkzeugen

7.11.2.4 Messung der Lichtdurchlässigkeit bei teilkristallinen Kunststoffen im Werkzeug

7.11.3 Temperaturregelung

7.11.4 Druckmessung

7.11.4.1 Druckmessung in der Hydraulik

7.11.4.2 Druckmessung im Schneckenvorraum

7.11.4.3 Werkzeugdrücke beim Spritzgießen

7.11.4.4 Messung der Säulendehnung

7.11.4.5 Visuelle Überwachung der Entformung

7.11.5 Prozessführung beim Spritzgießen

7.11.5.1 Ziele der Prozessführung

7.11.5.2 Steuerung der Füll- und Nachdruckphase

7.11.5.3 Ablaufsteuerung durch elektrische oder elektronische Zeitglieder und zentraler Einstellung

7.11.5.4 Steuerung mit zentraler Einstellung und mit digitalen Strom- und Druckventilen

7.11.5.5 Regelung der Füll- und Nachdruckphase

7.11.6 Optimierungsstrategien

7.11.6.1 Optimierung der Nachdruckphase nach dem pvT-Diagramm

7.11.6.2 pmT-Regelung

7.11.6.3 Fließzahl-Regelung

7.11.6.4 Integrierte Regelung der Einspritz- und Nachdruckphase

7.11.6.5 Hill-Climbing-Verfahren

7.11.6.6 Gradientenverfahren

7.11.6.7 Reine Zufallssuche

7.11.6.8 Evolutionsstrategie

7.11.6.9 Fuzzy-Technik

7.11.7 Anwendung von Rechnern beim Spritzgießen

7.11.7.1 Rechnergeführte automatische Spritzgießanlage

Literatur zu Abschnitt 7.11

8 Bauarten von Spritzgießmaschinen

8.1 Kolbenspritzgießmaschinen

8.1.1 Kolbenspritzgießmaschinen mit Vorplastifizierung

8.1.1.1 Kolbenspritzgießmaschinen mit Kolbenvorplastifizierung

8.1.1.2 Kolbenspritzgießmaschinen mit Schneckenvorplastifizierung und Kolbeneinspritzung

8.1.1.3 Schneckenvorplastifizierung mit Kolbendosierung (-akkumulierung) und Kolbeneinspritzung

8.1.1.4 Kleinspritzgießmaschinen und Mikrospritzgießmaschinen

8.2 Spritzgießmaschinen zur Verarbeitung von Polyester-Formmassen (BMC, DMC, TMC, ZMC, NMC, LP/LS-BMC-Spritzgießen)

8.3 Mehrkomponenten-Spritzgießmaschinen

8.3.1 Mehrkomponentenspritzgießmaschinen in Horizontalbauweise

8.3.2 Mehrkomponentenspritzgießmaschinen in Vertikalbauweise

8.3.3 Sandwich(Zweikomponenten-)spritzgießmaschinen

8.4 Einrichtungen für die Gasinjektionstechnik

8.5 Mehrstationenmaschinen

8.5.1 Maschinen mit mehreren Werkzeugstationen

8.5.2 Tandem-Spritzgießverfahren (TSV)

8.5.3 Zwei-Platten-Spritzgießmaschinen mit gegenüberliegenden Spritzeinheiten [1]

8.5.4 Twinmaschine [1]

8.5.5 Index-Spritzgießmaschine

8.6 Spritzgießmaschinen mit Aufbereitungsfunktionen

8.6.1 Compoundier-Spritzgießmaschine

8.6.2 Maschinen und Vorrichtung zum Einzug langer Fasern

8.7 Spritzgießmaschinen für die Verarbeitung von Elastomeren

8.7.1 Spritzgießmaschinen für die Kautschukverarbeitung

8.7.2 LSR-Spritzgießmaschinen

8.8 Sonstige Sonderbauarten

8.8.1 Spritzgießmaschinen fu¨ r Keramikverarbeitung

8.8.2 Sonderbauarten ohne Marktbedeutung

Literatur zu Abschnitt 8

9 Baugrößen, Leistungsdaten

9.1 Baugrößen

9.2 Leistungsdaten

9.2.1 Leistungsdaten der Spritzeinheit (Hubvolumen, Arbeitsvermögen, Einspritzdruck, Einspritzstrom, verfügbare Einspritzleistung, Plastifizierstrom)

9.2.2 Leistungsdaten der Schließeinheit

9.3 Allgemeine Leistungsdaten

Literatur zu Abschnitt 9

10 Produktentwicklung

10.1 Methodische Produktentwicklung [nach 11]

10.1.1 Erstellung eines Pflichtenhefts

10.1.2 Machbarkeitsstudie

10.1.3 Erstellen des Projektplans

10.1.4 Produktgestaltung/Aufgaben der Entwicklungsteams

10.1.5 Werkstoffauswahl

10.1.5.1 Werkstoffauswahl am Beispiel eines Pumpengehäuses

10.1.5.2 Konstruktion/Rapid Prototyping

10.1.6 Mechanische Auslegung/Dimensionierung

10.1.7 Rheologische Auslegung

10.1.8 Werkzeugauslegung

10.1.9 Erprobung

10.1.10 Kostenkalkulation

10.2 Fertigungsgerechte Formteilgestaltung

Literatur zu Abschnitt 10

11 Werkzeugbau

11.1 Entformung

11.2 Auswerferkraft, Entformkraft

11.3 Fachzahl

11.4 Fertigungsgerechte Werkzeugauslegung

11.5 Werkzeugauslegung

11.5.1 Mechanische Auslegung

11.6 Rheologische Auslegung

11.6.1 Fließwege

11.6.2 Angusslage, Angussgestaltung, Balancierung

11.7 Thermische Auslegung

11.7.1 Kühlsysteme

11.7.1.1 Bestimmung der Kühlzeit

11.7.1.2 Homogene Abkühlung

11.7.1.3 Auslegung der Kühlung an kritischen Formteilpartien

11.7.1.4 Vorgehensweise einer thermischen Werkzeugauslegung

11.7.2 Heizsysteme

11.8 Angusssysteme

11.8.1 Mitentformte Angüsse

11.8.1.1 Angussbuchse

11.8.1.2 Anguss- und Verteilerkanäle

11.8.1.3 Anschnitte

11.8.1.3.1 Punktanguss

11.8.1.3.2 Stangenanguss

11.8.1.3.3 Band- oder Filmanguss

11.8.1.3.4 Schirmanguss

11.8.1.3.5 Ringanguss

11.8.2 Selbstabtrennende Angusssysteme

11.8.2.1 Tunnelanguss

11.8.2.2 Abreiß-Punktanguss-Dreiplattenwerkzeug

11.8.3 Spritzgießen ohne Angussverlust

11.8.3.1 Angussloses Spritzgießen

11.8.3.2 Vorkammer-Punktanguss

11.8.3.3 Isolierverteiler

11.8.3.4 Anspritzen durch den Auswerfer

11.8.4 Heißkanalsysteme

11.8.5 Kaltkanalsysteme für vernetzende Kunststoffe

11.8.5.1 Kaltkanalsysteme für Elastomer-Spritzgießwerkzeuge

11.8.5.2 Kaltkanalwerkzeuge für Duroplaste

11.8.5.3 Wärmeleitrohre im Schmelzeleitsystem

11.8.6 Werkzeugoberfläche

11.8.6.1 Thermische Behandlung

11.8.6.2 Thermochemische Behandlung

11.8.6.3 Elektrochemische Behandlung

11.8.6.4 Gasphasenabscheidung

11.8.6.5 Hochglanzpolieren

11.8.6.6 Narbung

11.8.6.7 Glanz

11.9 Sonderwerkzeuge

11.10 Das Evakuieren von Werkzeugen

11.11 Prototypwerkzeugbau

11.11.1 Abformverfahren von Positivmodellen

11.11.1.1 Harzabgießen

11.11.1.2 Metallspritzen

11.11.1.3 Direktherstellen von Werkzeugschalen

11.11.2 Rapid-Prototyping

11.11.2.1 Stereolithographie

11.11.2.2 Laser-Sintern

11.11.2.3 Feingießen

Literatur zu Kapitel 11

12 Zyklusanalyse

12.1 Kühl-/Heizzeitermittlung

12.2 Pausenzeit

12.3 Zykluszeit

Literatur zu Kapitel 12

13 Fertigungsvorbereitung

13.1 Materialbereitstellung

13.2 Rüstvorgang

13.3 Werkzeugwechsel

13.4 Handhabungskopfwechsel

13.5 Werkzeugreinigung

13.6 Fabrikplanung

Literatur zu Kapitel 13

14 Spritzgießfertigung

14.1 Anfahrvorgang

14.2 Qualitätssicherung beim Spritzgießen, Fertigungsüberwachung

14.2.1 Qualitätssicherung in der Produktion

14.2.2 Wareneingangsprüfung

14.2.3 Abnahme-/Annahmeprüfung

14.3 Reproduzierverhalten

14.4 Materialwechsel

14.5 Flexible Fertigung/optimierte Fertigungsverfahren

14.6 Qualitätsmanagement und Zertifizierung

14.6.1 Aufbau und Implementierung eines QM-Systems

14.6.2 Zertifizierung

Literatur zu Kapitel 14

15 Peripheriegeräte/Automationszubehör

Literatur zu Abschnitt 15

15.1 Temperiertechnologie

15.1.1 Wärmetausch beim Spritzgießen

15.1.2 Auslegung des Wärmetauschsystems im Werkzeug

15.1.2.1 Temperierkanallage

15.1.2.2 Konturgenaue Anpassung der Temperierkanäle

15.1.2.3 Kühlkanallänge/Druckverlust

15.1.2.4 Einfluss des Werkzeugwerkstoffs auf den Wärmeaustausch

15.1.3 Wassermanagement

15.1.4 Vorsorge am Temperiersystem

15.1.5 Temperiergeräte

15.1.6 Die Wahl des Temperiermediums

15.1.6.1 Funktionsprinzip von Temperiergeräten

15.1.6.2 Reduzieren der Druckverluste durch Parallelschaltung

15.1.7 Die Pumpe in Temperiergeräten

15.1.8 Überwachen der Temperierwirkung

15.1.9 Wärmerückgewinnung

Literatur zu Abschnitt 15.1

15.2 Beschickungsgeräte

Literatur zu Abschnitt 15.2

15.3 Entnahmegeräte

Literatur zu Abschnitt 15.3

15.4 Einfärbegeräte

15.5 Metallsuchgeräte/Metallausscheider

15.6 Reinraumtechnik

Literatur zu Abschnitt 15.6

15.7 Schneidmühlen

Literatur zu Abschnitt 15.7

16 Recycling für das Spritzgießen

16.1 Innerbetriebliches Recycling

16.1.1 Thermoplaste

16.1.2 Duroplaste und Elastomere

16.2 Qualitätssicherung bei Recyclingmaterial

16.3 Maschinentechnik für Recyclingaufgaben

Literatur zu Kapitel 16

Anhang

Register