HRSflow: FLEXflow und Moldflow im Verbund - Vorteile beim Kaskadenspritzgießen bereits im Planungsprozess nutzen

Spoiler-Versuchswerkzeug, ausgerüstet fürs Kaskadenspritzgießen mit einem Fünffach-Heißkanal (Bilder links) sowie Moldflow-Simulation der Einspritz- (rechts oben) und der Nachdruckphase (rechts unten) bei herkömmlichem Kaskadenspritzgießen (A) und mit FLEXflow-Heißkanalsystem (B) – mit FLEXflow ist der Druckverlauf in der Kavität wesentlich homogener und auch das Druckniveau ist insgesamt niedriger.
(Bild: HRSflow)

Ein Schwerpunkt im Messeauftritt des italienischen Heißkanalspezialisten HRSflow auf der Fakuma ist die anschauliche Vorführung der Wirkungsweise der neuartigen, kontinuierlich weiterentwickelten FLEXflow-Technologie, einem servomotorisch angetriebenen und feinfühlig regelbaren Nadelverschlusssystem für den Kaskadenspritzguss. Erstmals öffentlich vorgestellt wird die gemeinsam mit Autodesk entwickelte Integration von FLEXflow in die Simulationssoftware Moldflow. Gewonnen werden sollen hiermit aussagekräftige Erkenntnisse für die Konstruktion von Kunststoffteilen und Spritzgießwerkzeugen sowie den Spritzgießprozess insgesamt. Simuliert wird mit Moldflow das stufenweise Öffnen und Schließen der FLEXflow-Nadelverschlussdüsen, um u. a. den Druckaufbau in der Kavität sowie die erforderliche Werkzeugschließkraft zu prognostizieren. Mit der Moldflow-Füllanalyse lassen sich auch die Öffnungspositionen, die Zeiten und Geschwindigkeiten beim Öffnen und Schließen der Verschlussnadeln ermitteln. Diese Daten können anschließend als Grundeinstellung in die FLEXflow-Steuereinheit übertragen werden, wodurch sich auch die Inbetriebnahme eines Werkzeugs erheblich verkürzen soll.

Die mit der Moldflow-Analyse erzielten Prognosen wurden durch Praxistests mit einem Werkzeug für einen Dachspoiler eines aktuellen Serienfahrzeugs verifiziert. Ausgestattet war das Werkzeug mit einem Fünffach-Heißkanalsystem sowie zusätzlichen Drucksensoren in der Kavität. Der Spoiler mit den Abmessungen 1.260 mm x 280 mm x 120 mm und einer Wanddicke von 3,9 mm entsteht im Kaskadenspritzguss aus einem PP/EPDM-Compound mit 20 % Talkum. Simuliert wurde das langsame, gezielt abgestufte Füllen des Werkzeugs.

Die Ergebnisse dieser Untersuchungen haben laut HRSflow die zuvor mit der Moldflow-Analyse ermittelten Daten bestätigt. So sei u.a. der Nachdruckverlauf in der Kavität bei Einsatz des FLEXflow-Systems wesentlich gleichmäßiger gewesen und auch die erforderliche Nachdruckhöhe war niedriger als beim parallel hierzu untersuchten konventionellen Ablauf des Kaskadenspritzgießens. Im Ergebnis hätten die Formteile deutlich bessere Oberflächenqualität gezeigt und durch geringere Spannungen auch eine verminderte Verzugsneigung. Die Untersuchungen hätten zugleich ergeben, dass bei dem Spoiler-Werkzeug mit FLEXflow eine um rd. 20 % geringere Schließkraft erforderlich sei als dies bei dem Serienwerkzeug bislang notwendig war.

FLEXflow - präzise geregelte Prozessabläufe für qualitativ bessere Bauteile
Einer der Vorteile des FLEXflow-Nadelverschlusssystems ist, dass sich damit großflächige Formteile mit hochwertigen Oberflächen realisieren lassen sollen. Speziell beim Kaskadenspritzgießen erlaubten die elektrisch angetriebenen Nadelverschlussdüsen das individuelle, sequenziell aufeinander abgestimmte präzise Öffnen und Schließen der Verschlussnadeln mit wählbaren Geschwindigkeiten. Dadurch sollen sich der Schmelzefluss in den einzelnen Heißkanaldüsen und der Volumenstrom in der Kavität insgesamt exakt steuern lassen. Mit dem sanften Öffnen und Schließen der Nadeln würden der beim Kaskadenspritzgießen gefürchtete Druckabfall und die damit einhergehenden Druckabfallmarkierungen auf dem Formteil vermieden.

Durch das deutlich vergrößerte Prozessfenster sinke mit FLEXflow auch die erforderliche Schließkraft und sogar das Bauteilgewicht könne ohne Qualitätseinbuße reduziert werden. So sei es beispielsweise mit einem Fünffach-FLEXflow-Heißkanal möglich, die Dicke der 1,1 m langen Scheibe eines Frontscheinwerfers von ursprünglich 3 mm auf lediglich 1,8 mm zu reduzieren – ohne jegliche Fließlinien aus glasklarem PC spritzgegossen.

Beim FLEXflow-Heißkanalsystem lassen sich die einzelnen Verschlussnadeln unabhängig voneinander stufenweise präzise öffnen und schließen. Je Öffnungs- bzw. Schließschritt können bis zu acht Nadelpositionen mit einer Genauigkeit bis zu 10 µm festgelegt werden. Die Einstellungen erfolgen über einen Controller, mit dem sich aktuell bis zu 16 Heißkanaldüsen individuell ansteuern lassen. Im Automobilbau bringt die FLEXflow-Technologie insbesondere Vorteile beim Spritzgießen großflächiger Exterieur- und Interieur-Bauteile wie Spoilern, Frontends, Instrumententafelträgern oder Türinnenverkleidungen.

Weitere Informationen: www.hrsflow.com

Fakuma 2015, Friedrichshafen, 13.-17.10.2015, Halle A2, Stand 2217

HRSflow GmbH, Buchschwabach

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