Zwei Gänge gegen den Verschleiß

Weiterentwicklungen in der Werkzeug- und Temperiertechnik führen zur kontinuierlichen Reduktion der Kühlzeiten und, in Verbindung mit Parallelbewegungen bei vollelektrischen und Hybridmaschinen, zu deutlich höheren Durchsätzen. Die dafür erforderlichen Aufschmelzleistungen erreichen herkömmliche Drei-Zonen-Schnecken allerdings oft nicht mehr. Die Folgen reichen von mangelhafter Schmelze- oder Teilequalität bis zu erhöhtem Verschleiß an Massezylinder, Schnecke und Rückstromsperre. Eine von Engel Austria entwickelte zweigängige Schnecke soll die notwendige Leistungssteigerung bieten.

Mit ihrer flach geschnittenen Einzugszone ermöglicht die zweigängige Schnecke einen hohen Eintrag an Scherenergie, so dass bereits vor der Kompression ein größerer Schmelzeanteil erreicht wird. Dies wirkt laut Hersteller der Bildung eines „Feststoffkeils“ entgegen, der zum Auslenken der Schnecke und erhöhtem Verschleiß führen würde. Zusätzlich reduziert ein zweiter Steg ab Mitte der Einzugszone ein Auslenken. Dieser liegt dem ersten direkt gegenüber und sorgt beim Dosieren für ein symmetrisches Druckprofil. Um Einrieselprobleme zu vermeiden, ist der Beginn des Einzugs eingängig ausgeführt. Dadurch können die im Vergleich zur Standard-Schnecke höheren Durchsätze realisiert werden, besonders in Anwendungen, die bislang als problematisch gelten. Hierzu zählen zum Beispiel:

Als leichtfließender Kunststoff mit schlechter Wärmeleitfähigkeit ist PP schwierig aufzuschmelzen. Um bei den gängigen Zykluszeiten für technische Spritzgießteile von 10 bis 20 Sekunden dennoch eine gute Schmelzequalität zu erreichen, werden üblicherweise Barriereschnecken weit unter ihrer Leistungsgrenze eingesetzt.

PA benötigt – ähnlich wie PP – hohe Mengen Aufschmelzenergie und eignet sich zusätzlich aufgrund seiner harten Granulatstruktur und den hohen Aufschmelztemperaturen nicht für die Verarbeitung auf einer Barriereschnecke. Bei kurzen Zyklen wie sie bei dünnwandigen Bauteilen erreicht werden, müssen deshalb deutlich größere Schneckendurchmesser bzw. Spritzaggregate eingesetzt werden.

POM beginnt bereits knapp oberhalb seiner Verarbeitungstemperatur von etwa 200 bis 220 Grad Celsius abzubauen. Bei zu hohen Drehzahlen oder Durchsätzen wird Feststoff in die Kompressionszone geschoben und die Schnecke gegen den Zylinder gedrückt, was innerhalb kurzer Zeit zu einem verschleißbedingten Ausfall der Einheit führen kann. Aus diesem Grund müssen in der Regel große Schnecken eingesetzt und zusätzlich die Drehzahl begrenzt werden. Größere Schnecken verursachen höhere Kosten, vor allem wenn ein größeres Spritzaggregat erforderlich wird.

Mit zweigängigen Schnecken sollen sich die Verarbeitung leichtfließender Kunststoffe wirtschaftlich und technologisch verbessern lassen und die möglichen Durchsätze im Vergleich zu herkömmlichen Plastifizierschnecken deutlich steigern lassen. Je nach Kunststoff seien bei gleichem Schneckendurchmesser im Mittel Zykluszeitreduktionen von durchschnittlich etwa 30 Prozent möglich.

Die zweigängigen Schnecken sind in Standardlänge (L/D 20) mit Durchmessern von 35 bis 80 Millimeter verfügbar. Es werden jeweils drei Varianten angeboten: Nitrierte Schnecken für unverstärkte Kunststoffe, durchgehärtete Schnecken für korrosive und verstärkte Kunststoffe mit einem Fasergehalt bis 30 Prozent sowie durchgehärtete Werkstoffe mit einer modifizierten CrN-Beschichtung für medizinische Anwendungen und Kunststoffe mit korrosiven Additiven wie Flammhemmern.

Fakuma, Halle A5, Stand 5204