 |
|
Spritzgießen: VerarbeitungVortrocknenStyrole TPE-Compounds von GLS müssen normalerweise nicht vorgetrocknet werden. Bestimmte Spezialprodukte, wie einige Versaflex® und Versollan® Typen für Overmolding-Anwendungen, sind jedoch hygroskopisch und daher vor dem Verarbeiten vorzutrocknen. Hygroskopische Materialien sollten vorzugsweise in einem Trockenlufttrockner mit -40 °C Taupunkt vorgetrocknet werden. Spezifische Trocknungstemperaturen und -zeiten finden Sie in den Datenblättern der jeweiligen Produkte. EinfärbenSBC-Compounds zeichnen sich gegenüber den meisten anderen TPE durch eine grundlegend bessere Einfärbbarkeit aus. Sie erfordern daher weniger Farbkonzentrat, um eine spezifische Farbe zu erzielen, und die Farben wirken sauberer (weniger gelb). Das Farbkonzentrat sollte eine geringere Viskosität (einen höheren Fließindex) als das Basiscompound haben, um die Dispergierung zu erleichtern.
Auch Flüssigfarben können eingesetzt werden, dann aber mit einem paraffinen Mineralstoff als Träger. PVC-Weichmacher, wie Dioctylphthalat (DOP), sollten als Farbmittelträger nicht verwendet werden. Trockenfarben sind ebenfalls möglich, erfordern jedoch mehr Material und Zeit für Farbwechsel. Der Einsatz eines PE-Trägers kann bei manchen Overmolding-Anwendungen die Adhäsion auf dem Substrat beeinträchtigen. Halten Sie sich beim Verarbeiten spezieller Overmolding-Qualitäten immer an die im jeweiligen technischen Produktdatenblatt angegebenen Empfehlungen für das Einfärben. Detaillierte Einfärbempfehlungen sind auch im TPE-Tipp Nr. 3 zusammengefasst. RegeneratSEBS-Compounds können mit bis zu 80 % Regenerat verarbeitet werden. Hohe Regeneratanteile werden in schwarzen Compounds besser toleriert. In naturfarbenen, hellen oder transparenten Compounds sind potenzielle Verunreinigungen oder Farbabweichungen leichter erkennbar. Organische Pigmente für gelbe, rote, blaue und grüne Farbtöne neigen bei längeren Verweilzeiten oder höheren Regeneratanteilen eher zur Farbabweichungen. Bei SBS-Compounds sollte der Regeneratanteil unter 25 % liegen. Dynaflex® Compounds haben eine hohe Dehnung und gute Reißfestigkeit, sodass sie zum Vermahlen eine Qualitätsschneidmühle mit scharfen Messern erfordern. Bei styrolen Compounds mit niedrigeren Härtegraden sollte das Messerspiel auf maximal 0,075 mm eingestellt werden. Nur Schneidmühlen mit hochwertiger Lagerung und steifem Rahmen ermöglichen die Einhaltung der erforderlichen Toleranzen für das Spiel zwischen Rotor- und Statormessern. Durch Zugabe von etwas Stäubungsmittel, wie Talkum oder Calciumcarbonat, lässt sich das Agglomerieren des Materials beim Vermahlen reduzieren. Führen Sie der Schneidmühle immer nur kleine Mahlgutmengen zu, um die Wärmeentwicklung und damit das Agglomerieren zu minimieren. Zum bestmöglichen Einmischen des Regenerats in die Neuware sollte die Siebgröße ungefähr der Korngröße der Neuware entsprechen. AbspritzenSpritzen Sie die Maschine nach Stillständen von >10 Minuten vor Wiederaufnahme der Produktion ab. Um Gratbildung hinter Schiebern oder Einsätzen zu vermeiden, starten Sie mit reduziertem Schussvolumen und nähern Sie sich dem Sollwert schrittweise an. Falls eine Maschine für SBS-Compounds länger als 1 Stunde auf Betriebstemperatur stand, sollte sie vor dem Herunterfahren mit LDPE oder Polystyrol abgespritzt werden. Maschinen für SEBS-Compounds sollten vor dem Herunterfahren betriebsfreien Wochenenden bei niedrigen Temperaturen mit einem LDPE hoher Molmasse (niedrigem oder fraktioniertem Schmelzefluss) abgespritzt werden. Beim Wiederanfahren die Schnecke zurückziehen und vor dem ersten Füllversuch gut ins Freie abspritzen. TemperaturenEinstellen der Zylindertemperaturen Bild 1 und die Tabelle darunter zeigen die typischen Anfahrtemperaturen für styrole TPE-Compounds von GLS. Die Zylindertemperaturen sollten aufsteigend eingestellt sein – mit einer relativ niedrigen Temperatur (120 bis 150 °C) am Einzug, damit kein Brückenbildung auftritt und eingeschlossene Luft entweichen kann. Niedrigere Temperaturen in den Plastifizierzonen begünstigen das Komprimieren und Scheren der Masse, bevor sie vollständig aufschmilzt. Um die Mischwirkung beim Zudosieren von Farbkonzentraten zu steigern, stellen Sie die Plastifizierzonen auf Temperaturen ein, die oberhalb der Schmelztemperatur des Konzentrats liegen. Die der Maschinendüse am nächsten gelegenen Zone sollte annähernd auf die gewünschte Schmelzetemperatur des Compounds eingestellt werden. Wenn der Prozess stabil läuft, prüfen Sie die tatsächlichen Zylindertemperaturen. Falls sie über den Sollwerten liegen, hat Scherwärme zur Übererwärmung des Materials geführt. Wenn gute Teile produziert werden, sollten die Temperaturen den von der Scherwärme erzeugten Werten angepasst werden. Die Heizelemente sollten nur über etwa 25 bis 50 % Betriebszeit Leistung aufnehmen. Falls sie kontinuierlich laufen, wird nicht genug Scherwärme erzeugt. Erhöhen Sie Schneckendrehzahl und Staudruck, um mehr Scherwärme zu erhalten. Einstellen der Werkzeugtemperaturen Die eingestellten Werkzeugtemperaturen sollten über dem Taupunkt im Spritzgießbereich liegen, damit das Werkzeug nicht schwitzt und keine Wasserverschmutzung in der Kavität auftritt. Wasserverschmutzung zeigt sich gewöhnlich durch Streifen in den Formteilen. Bei langen oder dünnwandigen Teilen, die schwierig zu füllen sind, kann es sinnvoll sein, die Werkzeugtemperaturen zu erhöhen. Höhere Werkzeugtemperaturen führen normalerweise zu längeren Zykluszeiten, können aber wiederum die Fließnahtfestigkeit und das Aussehen der Teile verbessern.
Bild 1: Empfohlene Anfahrbedingungen für das Spritzgießen
Füllen, Verdichten und Kühlen des WerkzeugsEinstellen des Schussvolumens Starten Sie beim Anfahren eines neuen Werkzeugs mit Teilfüllungen, und erhöhen Sie das Schussvolumen allmählich, bis alle Kavitäten zu 80 bis 90 % gefüllt werden. Diese Vorgehensweise minimiert die Gefahr, das Werkzeug zu Überspritzen, und hält die Entlüftungsschlitze gratfrei. Notieren Sie dann die Schneckenposition, um den Umschaltpunkt einzustellen. Überwachen Sie das Massepolster, um sicherzustellen, dass es während der Verdichtungs- und Nachdruckphase erhalten bleibt. Ohne Massepolster kann der Verdichtungsdruck nicht aufrechterhalten werden, sodass die Verdichtung der Formteile nicht beherrschbar ist. Zusätzliches Materialvolumen oder erhöhter Druck würde dann nach dem Einfrieren des Anschnitts nur den Anguss und das Verteilersystem verdichten, was wiederum die Angussabtrennung beim Auswerfen des Formteils erschweren kann. Schneckendrehzahl, Staudruck und Schneckenverweilzeit Die Schneckendrehzahl sollte so eingestellt werden, dass die Schnecke das Schmelzevolumen für den nächsten Schuss jeweils 2 bis 3 Sekunden vor dem Öffnen des Werkzeugs vollständig plastifiziert hat. Typisch sind 50 bis 150 U/min. Falls die Schnecke zu schnell plastifiziert und die Maschine mit einem Schneckenverzögerungstimer ausgerüstet ist, stellen Sie diesen auf eine minimale Verzögerungszeit nach dem Ende des Plastifizieren und dem Öffnen des Werkzeugs ein. Das reduziert die Verweilzeit des Materials bei Schmelzetemperatur und die Pausenzeit im Zylinder. Erhöhter Staudruck erhöht die Schererwärmung des Materials. Normale Staudruckwerte sind 3,5 bis 10,3 bar. Beim Einmischen von Farbkonzentraten sichert ein erhöhter Staudruck die bessere Dispergierung. Einspritzgeschwindigkeit Stellen Sie das Profil der Einspritzgeschwindigkeit möglichst so ein, dass das Verteilersystem schnell gefüllt und die Geschwindigkeit reduziert wird, wenn die Schmelze durch den Anschnitt in die Kavität fließt. Halten Sie diese Geschwindigkeit dann ein, bis das Formteil zu 90 % gefüllt ist, und reduzieren Sie sie anschließend weiter, um den Füllvorgang ohne Gratbildung abzuschließen. Wie erwähnt, sind die Compounds von GLS scherempfindlich. Erhöhen Sie daher bei Füllproblemen erst die Einspritzgeschwindigkeit und dann ggf. die Temperatur. Die Einspritzzeit zum Füllen des Formteils sollte zwischen 1 und 2 Sekunden liegen. Langsamere Füllgeschwindigkeiten können erforderlich sein, falls an den Teilen fließbedingte Oberflächendefekte auftreten. Einspritz- und Umschaltdruck Falls die Maschine nicht über die Füllgeschwindigkeit gesteuert werden kann, stellen Sie den Einspritzdruck hoch genug ein, um das Verteilersystem und die Kavität in ca. 1 bis 5 Sekunden zu füllen. Stellen Sie dann den anfänglichen Umschaltdruck auf ca. 50 % diese Einspritzdrucks. Das trägt dazu bei, den Druck während der Verdichtungs- und Nachdruckphase des Einspritzens zu minimieren. Überwachen Sie beim Einstellen des Schussvolumens das Massepolster, um sicherzustellen, dass es während der Verdichtungs- und Nachdruckphase erhalten bleibt. Umschalten von Boost (erste Einspritzphase) auf Verdichtung und weiter auf Nachdruck Moderne Spritzgießmaschinen bieten zusätzliche Möglichkeiten zum Umschalten von Boost (erste Einspritzphase) auf Verdichtung und weiter auf Nachdruck. Am präzisesten wird von Boost auf Verdichtungsdruck in Abhängigkeit von der Schneckenposition umgeschaltet. Der Bediener kann auf diese Weise mit hoher Wiederholgenauigkeit eine spezifische Materialmenge in die Kavität einspritzen. Auch die Verdichtung der Teile lässt sich so präziser beherrschen, um Einfallstellen und Lunker zu vermeiden. Zeitabhängiges Umschalten wird nicht empfohlen. Das Umschalten in Abhängigkeit vom Werkzeuginnendruck ist eine teure Methode, da sie die Installation von Druckmessaufnehmern im Werkzeug erfordert. Sie wird jedoch eingesetzt, wenn sehr eng tolerierte Spritzgießparameter eingehalten werden müssen. Die Reduzierung des Umschaltdrucks von Boost auf Verdichten und auf Nachdruck hilft, das Nachlaufen der Schmelze an der Buchse zu unterbinden. Falls die Spritzeinheit über eine einstellbares Verdichtung- und Nachdruckprofil verfügt, kann dieses dazu genutzt werden, die Geschwindigkeit und den Druck auf den Verteiler zu reduzieren. Einspritzzeit Die optimale Einspritzzeit zum Füllen des Verteilersystems liegt bei ca. 0,5 bis 1,5 Sekunden. Nach weiteren 1 bis 5 Sekunden sollten alle Kavitäten gefüllt sein. Regeln Sie die Einspritzzeit möglichst über die Füllzeit. Nachdruckzeit Die Nachdruckzeit sollte lang genug dauern, um das Einfrieren des Anschnitts sicherzustellen. Daher ist meist die Anschnittgröße der bestimmende Faktor für die Nachdruckzeit. Je größer der Anschnitt, desto länger die zum Einfrieren erforderliche Nachdruckzeit. Kühlzeit Die Kühlzeit hängt prinzipiell von der Schmelzetemperatur, der Wandstärke des Formteils und der Kühlleistung ab. Hinzu kommt bei TPE die Materialhärte. Härtere Typen (Shore A >50) konsolidieren sich im Werkzeug schneller als sehr weiche Typen (Shore A <20). Ein durchschnittliches Formteil aus einem SEBS-Compound mittlerer Härte benötigt eine Kühlzeit von ca. 6 bis 8 Sekunden je Millimeter Wandstärke, vorausgesetzt dass es von beiden Seiten gekühlt werden kann. Overmolding-Anwendungen haben längere Kühlzeiten, da sie nur über eine kleinere Oberfläche wirksam gekühlt werden können. Hier liegen die Zeiten bei 14 bis 16 Sekunden je Millimeter Wandstärke. Aufrechterhalten des MassepolstersOhne Aufrechterhalten des Massepolsters ist die Verdichtung des Formteils nicht beherrschbar bzw. die Materialschwindung nicht kompensierbar. Unzureichende Polster- und Nachdrücke führen zu unterfüllten Teilen mit Lunkern oder Einfallstellen und mangelhaften physikalischen Eigenschaften. Auch Anschnitte, die zu schnell einfrieren, weil sie zu klein sind oder wegen zu niedriger Werkzeugtemperaturen, können diese Probleme verursachen. Eine verschlissene oder verschmutzte Rückströmsperre kann die Fähigkeit der Maschine zum Aufrechterhalten von Druck und Polster einschränken. GLS-Compounds haben eine niedrigerer Viskosität (sind leichtfließender) als traditionelle Thermoplaste und neigen daher eher als andere Materialien dazu, zurückzufließen. Um die wirksame Abdichtung der Rückstromsperre zu überprüfen, sollte die Fähigkeit der Maschine zum Aufrechterhalten des Massepolstern beobachtet werden. Auswirkung von SpritzgießbedingungenSchmelzetemperatur Formteile, die bei zu niedriger Temperatur spritzgegossen werden, benötigen einen zu hohen Einspritzdruck zum Füllen der Kavität. Dies führt zu hohen eingeformten Spannungen und kann beim Entformen oder später, unter dem Einfluss erhöhter Umgebungstemperaturen, Verzug verursachen. Unter Umständen ist auch die Nachschwindung größer als normal und die Reißdehnung reduziert. Teile aus klar transparenten Compounds, die bei zu niedrigen Temperaturen verarbeitet wurden, zeigen eine raureifige Oberfläche. SBS-basierte Compounds, die bei zu hohen Temperaturen verarbeitet oder zu lange auf Verarbeitungstemperatur gehalten wurden, entwickeln eine gelbe oder orange Farbe und ausgeprägten Geruch. Beides sind starke Anzeichen für Materialabbau, der das Aussehen und die physikalischen Eigenschaften beeinträchtigt. SEBS-Compounds, die bei zu hohen Temperaturen verarbeitet wurden, riechen verbrannt (Materialabbau) und werden im schlimmsten Fall klebrig bei öligem Ausfluss. Verdichtung Zu den möglichen Auswirkungen überfüllter bzw. überfütterter Teile zählen:
Zu den möglichen Auswirkungen unterfüllter bzw. unzureichend verdichteter Teile zählen:
Die Überwachung des Formteilgewichts hat sich als erfolgreiche Methode zur Verifizierung der Stabilität und Wiederholgenauigkeit von Spritzgießprozessen bewährt. Es muss angemerkt werden, dass auch die Größe und Lage des Anschnitts, die Fließkanalabmessungen und weitere Aspekte der Werkzeugkonstruktion die Eigenschaften des Formteiles beeinflussen können. Verarbeitung weicher CompoundsWeiche Compounds haben eine sehr niedrige Viskosität (sind leichtfließend) und benötigen daher nur minimale Einspritzdrücke. Typische Werte sind 10 bis 30 bar. Die meisten weichen styrolen TPE-Compounds von GLS sind entweder wasserklar oder transluzent. Die Durchsichtigkeit der Formteile lässt durch erhöhte Werkzeug- und Schmelzetemperaturen geringfügig verbessern. Hochglanzpolierte Werkzeugflächen lohnen sich bei diesen Produkten normalerweise, da sie die Werkzeugkonturen sehr gut abbilden. Die weicheren Materialien zeigen ein gewisses klebriges Verhalten. Sauberkeit im unmittelbaren Spritzgießbereich ist daher entscheidend, damit sich auf den Oberflächen kein Staub und Schmutz ablagert und haften bleibt. Die Klebrigkeit erschwert auch das Entformen der Teile. Abhilfe bieten in diesen Fällen robotisierte Angusspicker, Fließkanalanker oder Druckluftauswerfer. Durch leichte Konturierung der formgebenden Werkzeugflächen lassen sich mögliche Schönheitsfehler an den Oberflächen der Teile gezielt kaschieren. Verarbeitung harter CompoundsHärtere Compounds haben meist eine höhere Viskosität und benötigen eventuell geringfügig höhere Einspritzdrücke (27 bis 55 bar), um die Kavitäten zu füllen. Aufgrund ihrer höheren Moduln sind wiederum weniger aggressive Angussausreißer erforderlich. Harte Compounds konsolidieren auch schneller und lassen sich leichter auswerfen, was die Zykluszeiten gegenüber weicheren Materialien reduzieren kann. |
Start : Über GLS : Anwendungen : Produkte : Ressourcen : Neues & Veranstaltungen : TPE kaufen : Kontakt
Datenschutz : Geschäftsbedingungen
© 2007 GLS Corporation. Alle Rechte vorbehalten. 833 Ridgeview Drive, McHenry, Ilinois 60050, USA, +1 800 457 8777, +1 815 385 8500
