Keramikspritzguss (CIM)

Pulverspritzguss, bei dem pulverförmige Keramiken mit einem thermoplastischen Kunststoffbinder zu einem spritzfähigen Compound vermischt werden, wird Keramikspritzguss (CIM) genannt. Diese pulverförmigen Keramiken bilden den sogenannten Feedstock. Der Feedstock kann im Kunststoffspritzgussverfahren verarbeitet werden. Der Kunststoffspritzguss ermöglicht die kostengünstige, wiederholgenaue Fertigung von mittleren bis großen Losgrößen bei mittlerer bis hoher Komplexität.
In einem zweiten Prozessschritt wird das gespritzte Formteil entbindert – der Binder dem Spritzteil entnommen.
Im dritten Prozessschritt wird das entbinderte Formteil gesintert.

Mit diesem Verfahren können Dichten 99,95 % höher gegenüber Kompaktmaterialien erreicht werden. Material und mechanische Eigenschaften des Fertigteils sind vergleichbar zu den korrespondierenden Kompaktmaterialien.
Das CIM-Verfahren ist äußerst wettbewerbsfähig gegenüber standard spanabhebenden mehrstufigen Fertigungsprozessen wie Fräsen, Bohren und Schleifen.
Referenzbeispiele für CIM-Anwendungen sind: Keramikmahlwerke, Anwendungen in der Textilindustrie, Medizintechnik und vieles mehr.

Keramik-Spritzguss-Verfahren (CIM) - Kunststoffbranche

Kernversatz

Auch bei exakt aufeinander zentrierten Werkzeughälften kann es zu einem Kerversatz kommen.
Besonders bei langen, dünnen Kernen wird der Kern bei unbalancierter Formfüllung verschoben.
Dies geschieht durch einen einseitigen Druck auf den Kern durch das Einspritzen der Schmelze.
Durch die Verschiebung kommt es zu abweichenden Wandstärken im Bauteil.
Im Bereich der reduzierten Wandstärke wird die Formfüllung erschwert; im Bereich der erhöhten Wandstärke erleichtert.
Des Weiteren können Schwachstellen entstehen, die beim Einsatz des Bauteils zu Problemen führen.
Eine gleichmäßige Umströmung und eine beidseitige Lagerung der Kerne hilft den Kernversatz zu reduzieren.

Kernversatz - Kunststoffbranche
Kernversatz - Kunststoffbranche

Spritzgießprozess (Abbildung 1): Kernversatz des langen, dünnen Kerns während der Formfüllung.

Spritzgießprozess (Abbildung 2): Die Schmelze trifft einseitig auf den Kern und verursacht Kernversatz.

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Kühlzeit

Das Spritzgusswerkzeug wird während dem kompletten Zyklus temperiert.
Da die Temperierung damit immer aktiv ist, kann die Länge der Kühlzeit des Formteils nicht klar definiert.
Während der Füllung benetzt die Schmelze nur Teilbereiche der Kavität.
Aus diesem Grund ist eine sinnvolle Definition die Kühlzeit vom Ende der Einspritzzeit bis zur Entformung zu zählen.
Das bedeutet, dass sich die Kühlzeit aus Nachdruckzeit (Grüne Linie) und Restkühlzeit (Blaue Linie im Zeit-Druck-Diagramm) zusammen setzt.

Kühlzeit - Kunststoffbranche
Kühlzeit - Kunststoffbranche

Spritzgießprozess (Abbildung 1): Die Nachdruck- und Restkühlzeit werden zur Kühlzeit aufaddiert.

Spritzgießprozess (Abbildung 2): Temperaturverteilung über die Wandstärke am Ende der Kühlzeit.

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LSR Dosiereinheit

Flüssigsilikon (engl.: LSR = Liquid Silikon Rubber) für die Spritzgussverarbeitung wird gewöhnlich in Eimern als Gebindeform angeliefert (2.5kg, 5kg,…). Zur Verarbeitung werden die Komponenten „A“ und „B“ im Volumen-Mischungsverhältnis 1:1 benötigt.
Zur Sicherstellung eines gleichmäßigen und konstanten Dosierverhältnisses, sowie einer blasenfreien Dosierung, werden Dosieranlagen verwendet.

LSR Dosiereinheit - Kunststoffbranche

Spritzgießprozess : LSR Dosiiereinheit mit je einer Komponenten in blauen Eimern.

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Maschinendatenblatt

Alle Informationen, die für die Fertigung benötigt werden, sind auf dem Maschinendatenblatt zusammen getragen.
Dies beginnt mit dem Material und dessen Trocknung, geht über Maschinendaten weiter zu den Verfahrwegen im Werkzeug.
Daran anschließend werden die Prozessparameter angegeben.
Dazu zählen die Temperaturen für jeden Kühlkreislauf, Heißkanal und Zylinder; Zykluszeiten, Drücke und Geschwindigkeiten.
Durch ein richtig ausgefülltes Datenblatt ist es möglich den Prozess jederzeit genau zu reproduzieren.

Maschinendatenblatt - Kunststoffbranche

Spritzgießprozess: Das Maschinendatenblatt dient als Dokumentation der gewählten Parameter während Abmusterung und Produktion.

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