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Heißkanal für Stiftproduktion

Kostengünstiger SpritzgießenVirtuell optimierte Kühlkanäle

Oben: Konventionelles Kühllayout und die resultierende Temperaturverteilung im Werkzeug. Unten: Konturnahe Kühlung (mit freundlicher Genehmigung durch IPC) und die verbesserte Temperaturverteilung. (Bild: Sigma)

Die thermische Auslegung des Werkzeugs geschieht optimalerweise bereits während der Designphase des Bauteils, um die Einflüsse der Lage und Größe der Kühlkanäle auf die Verformung und Erstarrung des Bauteils zu verstehen. 

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HeißkanalHeißkanalkonzept für präzise Faserschreiber aus PP

Farbenvielfalt und Präzision aus dem 16fach-Werkzeug
Mit einem individuellen und flexiblen Formenkonzept produziert das Unternehmen Staedtler Komponenten für Faserschreiber. Mit seitlicher Anspritzung und innovativem Formaufbau sind der schnelle Umbau auf weitere Varianten kurze Wartungszeiten möglich.

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Stiftkörper aus Polypropylen

Schreib-, Mal-, Zeichen- und Kreativprodukte sind das Metier des Traditionsherstellers Staedtler Mars. Unter anderem ist Staedtler nach eigenen Angaben der größte europäische Hersteller holzgefasster Stifte, Folienstifte, Feinminen, Radierer und Modelliermassen. Über sechs Produktionsstandorte und 21 Niederlassungen vertreibt das Unternehmen seine Produkte in etwa 150 Länder. Das erfordert beständige Innovation hinsichtlich Produkten und Produktion.

So wurde beispielsweise ein Faserschreiber entwickelt, der in verschiedenen Ausführungen zum Schreiben auf Whiteboards oder Flipcharts verwendet werden kann. Der Schaft soll robust sein und eine lange Lebensdauer gewährleisten. Er wird aus Polypropylen (PP) gefertigt. Für die effiziente Produktion des Faserschreibers war ein professionelles System zur seitlichen Anspritzung gefordert. Die gewünschte Produktqualität erforderte zwingend ein beidseitiges Anspritzen pro Artikel, um die gewünschte Präzision und Maßhaltigkeit zu gewährleisten. Die beim Heißkanal-Lieferanten Heitec durchgeführte Computersimulation bestätigte die geplante Vorgehensweise.

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Kompakter Aufbau – schneller Wechsel
Aufgrund des sehr kompakten Werkzeugaufbaus wurde gemeinsam mit dem Kunden eine optimierte Nestanordnung gesucht, um möglichst wenige Heißkanaldüsen einsetzen zu müssen. Die Lösung: In den beiden 16fach Werkzeugen wird jeder Artikel von zwei gegenüberliegenden Star-Line-Düsen gefüllt. Das wurde erreicht, indem die beiden Düsenspitzen teilweise im 90-Grad-Winkel zueinander angeordnet sind. Das verbessert die Kernstabilität und ermöglicht so die gleichmäßigere Nestfüllung. Außerdem wird der Verschleiß verringert.

Heißkanaldüsen

Bei Anordnung der Star-Line-Düse lassen sich Vorteile wie die variablen Spitzenpositionen nutzen und, so das Unternehmen verschiedene Artikel nahezu „freidimensional“ anordnen. Heitec bietet neben der in diesem Fall verwendeten runden Star-Line-Crown-radial auch eine flache Variante an, die ebenso mit ein bis acht Spitzen verfügbar ist. Außerdem sei der Anwender bei Einsatz dieser Düsen weitgehend frei bei Auswahl der Werkstoffe, da auch nahezu alle technischen Kunststoffe, auch mit Füllstoffen, prozesssicher verarbeitet werden. Dank des „natürlich balancierten“ Verteilers sind schnelle Farbwechsel möglich. Die günstige Temperatur-Kennlinie der Heisskanaldüsen ermögliche auch die Verarbeitung von Leuchtfarben. Um spontane Farb- und Materialwechsel in kurzer Zeit zu realisieren, werden die Düsenspitzen auf der gerüsteten Maschine gezogen und der jeweilige Kunststoff des Vorkammerbereichs entfernt. Danach werden die Spitzen wieder eingesetzt und der nächste Zyklus beginnt.

Formtrennebene durch Schnorchel und Adapter
Die unter der Krone trennbaren, zweiteiligen Schnorchel und Schnorchelaufnahme ermöglichen das Einbringen einer zweiten Trennebene in der Düsenseite. Somit können noch auf der Maschine das Öffnen dieser Trennung (Vier-Schrauben herausdrehen) die Kernstifte gewechselt und falls erforderlich mehrere Artikelvarianten – in diesem Fall verschiedene Stiftgrößen –mit einem Werkzeug produziert werden. Dazu sind lediglich vier Schrauben zu lösen.

Faserschreiber

Diese Möglichkeit der Düsentrennung senkt die Rüst- und Wartungszeiten erheblich und nachhaltig, da sich diese Technik auch auf die Werkzeugreinigung, beispielsweise für Entlüftungen, positiv auswirkt. Die komplette Elektroinstallation bleibt dabei unberührt. Sie bleibt geschützt im Inneren.

Die Star-Line-Düsen lassen sich auch mit Längen größer 300 Millimeter einsetzen, ohne dass bei den Düsenspitzen eine Längenausdehnung zu berücksichtigen ist. Damit sind auch sehr lange Bauteile mit geringen Toleranzen in effektiven und anwenderfreundlichen Formkonzepten umsetzbar.

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