Ausstellernews Swiss Plastics 2012

EWIKON Heißkanalsysteme GmbH
Mehrfach-Nadelverschlussanspritzung - Minimaler Kavitäten-
abstand 6 mm für Medizin- und Elektronikindustrie

Die Herstellung von Kunststoffbauteilen mit mehr als einem Anspritzpunkt stellt generell eine gewisse Herausforderung dar. Bei technischen Teilen, die oftmals eine zerklüftete Geometrie aufweisen, gilt es, die Zusammenflüsse der Schmel- zefronten in mechanisch wenig belastete Bereiche zu verschieben. Dies geschieht in der Regel durch entsprechende Positionierung der Anschnittpunkte, oftmals verbunden mit dem Einsatz von Nadelverschlusstechnik. Dabei sind das gute Öffnungsverhalten der Heißkanaldüsen und die Luftkompression in der Kavität entscheidende Faktoren. Unzulänglichkeiten in dieser Hinsicht sind bei symmetri- schen Bauteilen wie zusammenhängenden Probengefäßstreifen der Analyse- technik nicht akzeptabel. Hier gilt es, höchste Präzision in Bezug auf Balancierung und gleichmäßiges Öffnungsverhalten sicherzustellen. Um einwandfreie optische Eigenschaften der einzelnen Gefäße zu erzielen, muss eine gleichmäßige Füllung jedes einzelnen Gefäßes vom Boden her erfolgen. Unter Berücksichtigung der Forderungen bezüglich Öffnungsverhalten und Anschnittqualität ist damit der Ein- satz von Nadelverschlusstechnik unumgänglich.

Ewikon - Mehrfach-Nadelverschlussanspritzung Bild 1

Das konkrete Bauteil aus dem Analysebereich wurde in einem 2-fach Testwerk- zeug gefertigt und besteht aus zwölf Einzelgefäßen mit einem Abstand von 9 mm. Daher ist ein Nadelverschlusssystem mit 9 mm Nadelabstand, 12-fach in Reihe, gefordert. Die Aufgabe wurde durch die Verwendung der EWIKON HPS III-MH Na- delverschlusstechnologie gelöst. Mit diesem zum Patent angemeldeten Konzept lassen sich sogar minimale Anspritzpunktabstände von 6 mm realisieren. Es bedient sich einer voll balancierten Mehrfachheißkanaldüse mit Wärmeleitel- ementen, die in die Vorkammerbereiche münden, und aus in den temperierten Formeinsatz montierten Nadelführungs- und Dichtelementen.

Ewikon - Schmelzekanallayout
Das Schmelzekanallayout innerhalb des Düsenkörpers erlaubt eine  perfekte Balancierung trotz extrem enger Anspritzpunktabstände

Da die Nadeln mit keiner Heißkanalkomponente in direktem Kontakt stehen und nur eine geringe Distanz durch den Schmelzebereich der Vorkammern tauchen ergibt sich ein absolut dichtes und verschleißarmes Nadelverschlusssystem, mit Nadel- bzw. Anspritzpunktabständen, die sehr flexibel ange­passt werden können, bis hin zu den schon erwähnten minimalen 6 mm. Der li­neare HPSIII-MH-Düsen- körper besitzt auf den Längsseiten je sechs Schmelzeauslässe; jeder Auslass versorgt über ein speziell geformtes Wärmeleitelement zwei parallel am Düsen- körper vorbeitauchende Nadeln mit Schmelze. So können pro Reihe zwölf Nadeln angeordnet werden. Diese werden über eine Hubplatte synchron betätigt. Das Fließkanallayout im Inneren des Düsenkörpers garantiert dabei eine perfekte natürliche Balancierung des Systems. Zudem bildet der Düsenkörper mittels seiner relativ großen Masse eine stabile und homogene Wärmequelle mit sehr konstanter Temperatur, die über die kurzen Wärmeleitelemente in unmittelbarer Nähe der Anschnittpunkte wirkt.

Ewikon - Teilfüllung
Die Teilfüllung des Bauteils zeigt ein gleichmäßiges Füllverhalten für jeden Einzelbehälter

Zur Regelung dieses thermisch sehr ausgewogenen Systems ist dabei nur ein minimaler Aufwand erforderlich. Die 2-fach Form mit 24 Anspritzpunkten wird mit nur 2 Regelstellen betrieben. All diese Prozessvorteile resultieren in einer sehr gleichmäßigen Füllung des Bauteils, wie im Rahmen von Füllstudien realisierte Teilfüllungen beweisen. Darüber hinaus zeichnet sich das verwendete Heißkanal- konzept durch eine hohe Wartungsfreundlichkeit, insbesondere durch sehr gute Zugänglichkeit der Anschnitte, aus. Da zum Einbau der Düse keine Teilung der Formeinsätze notwendig ist, ist der Anschnittbereich einfach über die Trennebene bzw. über eine Plattentrennung (auch auf der Spritzgießmaschine) zugänglich. Von dort können, nachdem die Nadeln in eine Wartungsposition gefahren wurden, die Wärmeleitelemente montiert/demontiert werden, um zum Beispiel Fremdmaterial etc. aus der Vorkammer entfernen zu können.

Ewikon - Mehrfach-Nadelverschlussanspritzung Bild 2
Werkzeugaufbau: Da die Nadelführungen im gekühlten Formeinsatz montiert sind, ist eine hohe Dichtigkeit des Systems gewährleistet.

Zusammenfassend stellt das HPS III-MH Mehrfachdüsenkonzept in Verbindung mit der speziellen „kalten Nadelführung und -dichtung“ ein leistungsfähiges Nadelver- schlusssystem mit hoher thermischer und rheologischer Stabilität und klaren Vorteilen in Bezug auf Ausgewogenheit, Dichtigkeit und Wartungsfreundlichkeit dar. Die Einsatzbereiche liegen sowohl im Medizin- und Analysebereich als auch in allgemeinen Anwendungen, wie in der Elektro­nikbranche. Hier wird zum Beispiel bei Bandumspritzungen oftmals ein Anspritzpunktabstand von ¼“ (6,35 mm) gefordert, welcher mit dem minimal darstellbaren Anspritzpunktabstand von 6 mm mühelos realisierbar ist.


Video
Spitzenwechsel bei der HPS III-MH Düse für direkte Seitenanspritzung

 


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