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Hasco Hasenclever

Form für Filter gleichmäßig füllen

| Redakteur: Frauke Finus

Ein Hersteller medizintechnischer Filter wünscht sich für seine Produktion kürzere Durchlaufzeiten und dabei eine Reduzierung der Kosten. Die Lösung: ein Spritzgießwerkzeug mit Heißkanalsystem. Für den Filter-Spezialisten Karl Küfner KG hat Hasco diese Herausforderung angenommen.

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Gleichmäßige Formteilfüllung: möglich durch ein Heißkanalsystem mit Nadelverschluss.
Gleichmäßige Formteilfüllung: möglich durch ein Heißkanalsystem mit Nadelverschluss.
( Bild: Hasco )

Für das Spritzgießprojekt mit Heißkanaltechnologie mussten nach den geforderten Kriterien die kundenspezifischen Komponenten des Heißkanalsystems entwickelt werden. Nach Kundenwunsch konnten Hasco und Küfner ein Sechsfach-Spritzgießwerkzeug für einen medizintechnischen Filter realisieren.

Nadelverschluss für gleichmäßige Formteilfüllung

Die Herstellung des Filters aus PA6 GF 25 (Technyl A218 V25) mit einem Schussgewicht von 3,3 g im Spritzgießverfahren ist komplex, trotzdem war ein klarer Kostenrahmen gegeben. Daher kam bei diesem Projekt nur ein durchgängiges Formkonzept mit „Heißer Seite“ in Frage. Aufgrund des gesamten Fertigungsprozesses ist eine direkte Anspritzung des Filters nicht möglich. Der Anguss muss also so klein wie nötig gehalten und so nah wie möglich an die Kavität geführt werden.

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Um eine optimale Prozesskontrolle zu erreichen, fiel die Wahl auf ein Heißkanalsystem mit Nadelverschluss. Nur so kann die gleichmäßige Formteilfüllung mit besten Druckverhältnissen garantiert werden.

Um die Form und das Heißkanalsystem so kompakt wie möglich zu gestalten, kam ein Dreifach-I-Verteiler mit Techni-Shot-Düsen und pneumatischem Nadelverschluss zum Einsatz. Durch diese Konstellation können die besonderen Anforderungen an Gewebezuführung und -transport sowie die komplette Werkzeugüberwachung über Lichtschranken und Näherungsschalter umgesetzt werden. Die Funktion des Filters kann nur durch enge Toleranzen garantiert werden. Das geringe Gewicht und schmale Verarbeitungsfenster des eingesetzten Kunststoffes erfordern eine geringstmögliche Verweilzeit des Kunststoffes im Heißkanalsystem. In Folge besteht ein typischer Zielkonflikt mit der Forderung nach gleichen Fließwegen, geringen Druckverlusten und scherungsarmer Teilefüllung bei hoher Nachdruckübertragung. Das verwendete Nadelverschlusssystem mit zylindrischem Anschnitt verfügt dafür über einen pneumatischen Nadelantrieb mit Radialausgleich und axialer Nadelverstellung, der die gehärteten Ventilnadeln bewegt.

Die Techni-Shot-Düse bietet ein homogenes Temperaturprofil. Die Torpedospitzen werden aus einer Molybdänlegierung gefertigt und sind durch gute Wärmeleitung, hohe Widerstandsfähigkeit gegen Abrasion und sicheres Öffnungsverhalten gekennzeichnet. In der Düsenspitze werden die Ventilnadeln vorzentriert, bevor sie eintauchen. Die hintere Zentrierung der Düse in der Halteplatte erfolgt über einen Titanring, übermäßiger Wärmeabfluss wird dadurch verhindert. Obwohl ein Nadelverschluss zum Einsatz kommt, wird der Heißkanalverteiler „natürlich“ balanciert, um gleiche Fließweglängen und Schmelzekanaldurchmesser zu jedem Anspritzpunkt der Unterverteiler zu erreichen. Dazu wurde die Länge des Schmelzekanals zur mittleren Düse im Verteiler durch zusätzliche Umlenkungen künstlich verlängert. Identische Ansprechzeiten der Nadeln gewährleisten eine gleichmäßige Formteilfüllung.

Rohrheizkörper für gleichmäßigen Wärmeeintrag

Um den Druckverlust zu verringern, sind angepasste Schmelzekanaldurchmesser bei der Verteilerauslegung unerlässlich. Die schwimmende Lagerung zwischen Düse und Verteiler ermöglicht eine ungehinderte axiale Wärmeausdehnung des Verteilers und vermeidet dadurch Seitenkräfte, die eine behindernde Ausdehnung in der Form zur Folge hätten. Der aus Toolox 33 gefertigte Verteiler mit eingeschrumpften Umlenkelementen aus Stahl ist dauerhaft druckstabil und auch bei spezifischen Spritzdrücken von über 2.000 bar leckagefrei.

Eine gleichmäßige Beheizung des Verteilers wird durch flexible Rohrheizkörper mit quadratischem Querschnitt sichergestellt. Dass diese sich im Schadensfall vor Ort einfach austauschen lassen, erhöht die Wartungsfreundlichkeit des Systems. Die beidseitig eingebrachten Rohrheizkörper garantieren einen gleichmäßigen Wärmeeintrag und ein sehr homogenes Temperaturprofil im Block. Die Kompression des deformierbaren Nickelgeflechts führt beim Einschlagen der Rohrheizkörper zu einem innigen Wandkontakt und somit zu gutem Wärmeübergang vom Heizkörper in den Block.

Nach nur fünfwöchiger Produktionszeit für „Heiße Seite“ und parallel gefertigte Form konnte das Werkzeug fertiggestellt werden.Es besteht ein Produktionsvolumen von acht Millionen Artikeln pro Jahr. Das System zeigt bisher keinen Verschleiß, sodass die gleichmäßige Teilefüllung weiterhin gewährleistet werden kann.

Kontakt:

Hasco Hasenclever GmbH + Co KG

D-58513 Lüdenscheid

www.hasco.com

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