Single + sauer product: Variotherme Werkzeugtemperierung ATT zur Qualitätssteigerung von Spritzgussteilen

Die variotherme Werkzeugtemperierung kann die Formteilqualität beim Spritzgießen deutlich steigern. So lässt sich die Oberflächenabformung an Spritzgussteilen, die Maßhaltigkeit und Konstanz steigern sowie die Zykluszeit verkürzen. Unter der Marke alternating temperature technology (ATT) bieten die Single Temperiertechnik GmbH (www.single-temp.de) und sauer product (www.sauerproduct.com) jetzt eine Systemlösung an, die Kunststoffverarbeitern die Vorteile dieser Technologie aus einer Hand erschließt. Das auf der K 2007 erstmals präsentierte ATT ist ein Komplettsystem zur besonders effektiven, variothermen Flüssigkeitstemperierung von Spritzgieß- und Presswerkzeugen mithilfe oberflächennah angeordneter Kühlkanäle. Es besteht aus einem individuell konfigurierten Wechseltemperiergerät sowie aus spezifisch ausgelegten Werkzeugeinsätzen und Werkzeugelementen.

Bei der variothermen Werkzeugtemperierung wird die Werkzeugwand vor dem Einspritzvorgang auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des Kunststoffs erwärmt. Erst nach der Füllung der Kavität setzt die Werkzeugkühlung ein, bis das Formteil die notwendige Entformungstemperatur erreicht hat. Dazu werden die Kühlkanäle wechselweise warm und kalt durchströmt. Für den Wechsel der Medientemperatur sorgt das Wechseltemperiergerät. Bei ATT werden die Kühlkanäle nicht durch Drehen, Bohren oder Fräsen in Stahl eingebracht, sondern mithilfe von Lasercusing, einem generativen Fertigungsverfahren, aus Stahlpulver so aufgebaut, dass sie der Oberflächenkontur folgen und sehr nah an der zu kühlenden Werkzeugwand liegen. Dies begrenzt auch die einem Temperaturwechsel ausgesetzte Werkzeugmasse.

In der Kooperation sorgt Single für die Auslegung und Bereitstellung des Wechseltemperiergerätes STWS, sauer product übernimmt die Konstruktion und Auslegung sowie die Herstellung der speziellen Werkzeugeinsätze mittels Lasercusing.

Wechseltemperiergerät STWS
Das für ATT eingesetzte Wechseltemperiersystem STWS von Single hält in zwei getrennten Kreisläufen ein Wärmeträgermedium in unterschiedlichen Temperaturniveaus vor. Die Solltemperaturen sind für beide Kreise am Gerät einstellbar. Beide Kreise im STWS werden immer mit demselben Medium betrieben. Wasser ist für Temperaturbereiche bis 200°C empfehlenswert, Öl deckt den sehr seltenen Einsatztemperaturbereich bis 300°C ab. Zum Gerät gehört eine externe Ventilstation zum Umschalten der beiden Kreisläufe von Bypass- auf Werkzeugbetrieb.

Lasercusing für Werkzeugeinsätze
Werkzeuge für ATT sollen günstige Wärmeleiteigenschaften und eine geringe Masse besitzen sowie einen guten Wärmeübergang zur Kavität bieten, um schnelle Temperaturwechsel möglich zu machen. ATT setzt dazu auf Werkzeugeinsätze aus Edelstahl oder Warmarbeitsstahl mit konturnah angeordneten Kühlkanälen. Diese Einsätze oder Elemente werden aus den Daten des 3D-CAD-Volumenmodells durch Lasercusing schichtweise aus einem Stahlpulver aufgebaut. Diese Werkzeugelemente lassen sich mit durch Fräsen, Bohren, Drehen und Schleifen weiterbearbeiten. Auch Kühleinsätze mit äußerst komplexer Geometrie lassen sich durch Lasercusing kurzfristig, zu günstigen Kosten und mit hoher Genauigkeit direkt herstellen.

Vorteile der variothermen Werkzeugtemperierung
Der Einsatz der alternating temperature technology (ATT) hat eine Reihe von Vorteilen für Prozess, Formteiloberfläche, Festigkeit und Wirtschaftlichkeit:
• ATT hält den Nachdruck auch in angussferneren Bereichen länger aufrecht und senkt den Bedarf an Einspritzdruck und Schließkraft.
• ATT verringert Eigenspannungen beim Spritzprägen optischer Formteile.
• ATT unterstützt die Bildung von Oberflächeneffekten wie Selbstreinigung oder Entspiegelung, die Abformung von Mikro- und Nanostrukturen und die Herstellung besonders glatter Oberflächen und hochwertiger Glanzoberflächen in Klavierlack-Optik.
• ATT sorgt für eine homogenere Ausrichtung von Glasfasern in technischen Teilen.
• ATT verlängert die Verschweißzeit für Schmelzefronten und reduziert Bindenähte.
• ATT senkt das Risiko von Verzug infolge Schwindung und verbessert so Maßhaltigkeit und Konstanz von Spritzgussteilen.
• ATT verkürzt die Zykluszeit durch einen längeren Wandkontakt an Materialanhäufungen und damit eine intensivere Kühlung.

Erste Präsentation auf der Messe K 2007
Die Kooperation alternating temperature technology (ATT) ist erstmals auf der K 2007 am Stand der Single Temperiertechnik (Halle 10, Stand 10G56) zu sehen.

K 2007, Düsseldorf, 24.-31. Oktober 2007, Halle 10, Stand G56

Single Temperiertechnik GmbH + sauer product, Hochdorf + Dieburg

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