Ist es wichtig, die Abkühlzeit beim Spritzgießen zu kontrollieren?

Autor: MULAN - Hersteller von Kunststoffformteilen

Beim Spritzgießen beträgt die Abkühlzeit von Kunststoffspritzgussteilen grundsätzlich 80 % des gesamten Zyklus. Dies bedeutet auch, dass die Abkühlzeit wichtig ist. Unzureichende Kühlung beeinträchtigt die Dimensionsstabilität des Produkts und führt in der Regel zu Verwerfungen oder Oberflächenfehlern. Eine sinnvolle Anordnung von Einspritzung, Druck und Abkühlzeit kann die Produktqualität und Produktivität verbessern.

Die Abkühlzeit eines Teils ist in der Regel die Zeit vom Füllen des Spritzgusshohlraums mit der Kunststoffschmelze bis zum Öffnen und Entnehmen des Teils. Standards für die Entnahme von Teilen durch Öffnen der Form basieren in der Regel darauf, dass das Teil vollständig ausgehärtet ist und eine gewisse Festigkeit und Steifigkeit aufweist. Es verformt sich beim Entformen nicht und bricht nicht.

Selbst bei der Herstellung des gleichen Kunststoffs variiert die Abkühlzeit je nach Wandstärke, Temperatur des geschmolzenen Kunststoffs, Entformungstemperatur des Formteils und Spritzgusstemperatur. Eine Formel, die die Abkühlzeiten in 100 % der Fälle korrekt berechnet, wurde bisher nicht veröffentlicht, sondern nur für Fälle, die mit korrekten Annahmen berechnet wurden. Die Berechnungsformel hängt auch von der Definition der Abkühlzeit ab.

Hersteller von Spritzgussformen verwenden üblicherweise die folgenden drei Standards als Referenz für die Abkühlzeit: 1. Die Temperatur der mittleren Schicht des dicksten Teils der Wand des Kunststoffspritzgussteils, die zum Abkühlen unter die thermische Verformungstemperatur des Kunststoffs benötigte Zeit; 2. Die Temperatur des Kunststoffspritzgussteils, die Durchschnittstemperatur im Querschnitt, die zum Abkühlen auf die angegebene Formauslasstemperatur benötigte Zeit; 3. Die Temperatur der mittleren Schicht des dicksten Teils der Wand des kristallinen Kunststoffformteils, die zum Abkühlen unter seinen Schmelzpunkt oder zum Erreichen des angegebenen Kristallisationsgrads benötigte Zeit. Beim Lösen der Formel werden üblicherweise die folgenden Annahmen getroffen: Der Kunststoff wird in die Spritzgussform eingespritzt und die Wärme zum Abkühlen auf die Spritzgussform übertragen; der Kunststoff in der Kavität steht in engem Kontakt mit der Kavität und trennt sich nicht aufgrund von Abkühlschrumpfung. Zwischen der Schmelze und der Formwand besteht kein Widerstand gegen Wärmeübertragung und -fluss.

Die Temperatur der Schmelze und der Formwand ist zum Zeitpunkt des Kontakts gleich. Das heißt, wenn der Kunststoff in den Formhohlraum gefüllt wird, ist die Oberflächentemperatur des Werkstücks gleich der Temperatur der Formwand. Wenn die Temperatur des Formhohlraums gleich der Temperatur der Formwand ist, ist die Oberflächentemperatur des Werkstücks gleich der Temperatur der Formwand. Während des Abkühlvorgangs von Kunststoffspritzgussteilen wird die Temperatur der Oberfläche des Spritzgusshohlraums stets gleichmäßig gehalten. Der Grad der Wärmeleitfähigkeit der Oberfläche der Spritzgussform wird bestimmt. (Der Schmelzfüllvorgang wird als isothermer Prozess betrachtet, und die Materialtemperatur ist gleichmäßig.) Die Auswirkung der Kunststofforientierung und der thermischen Spannung auf die Teileverformung ist vernachlässigbar, und die Größe des Teils hat keinen Einfluss auf die Erstarrungstemperatur.