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Leichtbau vorangetriebenSchäumformen – neue Möglichkeiten ausloten

BMBF-Leuchtturmprojekt Relei

Die Produktion leichter, jedoch sehr belastbarer Bauteile mit Hilfe des Spritzgieß-Schäumformens stand im Mittelpunkt einer Präsentation während der JEC. Erstmals zeigte das ILK das Schäumformen an einer komplexen Geometrie.

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Gasinnendruck-SpritzgießenGasinnendruckverfahren weiterentwickelt

Kürze Zykluszeiten und mehr Prozesssicherheit
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Gasinnendruck-Spritzgießen: Gasinnendruckverfahren weiterentwickelt
Während der Fakuma wurde en optimiertes Verfahren für die Gas-Innendruck-Technik beim Spritzgießen vorgestellt. Die Kombination verschiedener Maßnahmen soll eine Steigerung der Produktivit bei hoher Produktqualität ermöglichen. Je nach Material und Bauteil kann mit Kohlendioxid (CO2), Stickstoff oder einer Kombination beider Gasen gearbeitet werden.

Zur Optimierung der Gas-Innendruck-Technik kommt mit dem GID plus genannten verfahren ein Paket aus mehreren Technologien zum Einsatz. Zentraler Bestandteil ist die von Linde entwickelte und patentierte Innenkühlung der Formteile. Während diese im herkömmlichen Verfahren nahezu ausschließlich von außen gekühlt werden, verwendet die Innenkühlung das beim GID-Spritzgießen bereits in Umgebungstemperatur vorliegende Hochdruck-Gas. Dieses strömt kontrolliert durch den vorhandenen Gaskanal. Dabei führt es Wärme aus dem Inneren des Spritzgussteils ab. Mit der Innenkühlung wird eine höhere Kühlleistung als beim herkömmlichen Produktionsverfahren erzielt. In Kombination mit der neuen Druckerhöhungsanlage Presus für die Anwendung mit Stickstoff oder mit CO 2 können die Zykluszeiten so deutlich verbessert werden. Eine Verkürzung von bis zu 50 Prozent sei möglich.

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Inertisierung der Kavität

Weiterer Bestandteil von GID plus ist die in der Gas-Innendruck-Technik neue Inertisierung der Kavität mit Stickstoff oder CO2. Indem Sauerstoff aus der Spritzgießanlage entfernt wird, nehmen die durch Oxidation gebildeten Verschmutzungen signifikant ab. Dies minimiert die Stillstandzeiten, die besondere von verstopften Gasinjektoren hervorgerufen werden, erhöht die Prozessstabilität und verringert somit den Ausschuss. Wartungsbedingte Stillstandzeiten werden so laut Anbieter auf nahezu Null reduziert.

Innenkühlung und Inertisierung machen üblicherweise getrennte oder zusätzliche Gasöffnungen erforderlich: für die Innenkühlung ein zusätzlicher Gasinjektor und zum Inertisieren eine Öffnung oder ein zweiter Injektor, so dass das Gas aus der Kavität entweichen kann. Nutzt ein Unternehmen bereits GID mit Stickstoff und die Zykluszeiten sind nicht extrem lang, wird mest Stickstoff bevorzugt. Bei neuen GID-Installationen und Bauteilen kommt – je nach Anforderung und Material – wahlweise CO2, Stickstoff oder eine Kombination aus beiden Gasen zum Einsatz. CO2 wird besonders bei Formteilen verwendet, bei denen größere Wärmemengen abgeführt werden müssen, oder dort, wo der Einbau eines zweiten Injektors nicht möglich ist. Für CO2 spricht die deutlich höhere Dichte bei den Prozessbedingungen und die höhere spezifische Wärmekapazität des Gases. So wird die Wärme besonders effizient entfernt. CO2 ist damit auch eine Alternative zum Wasserinnendruckverfahren (WID).

Um das Potenzial von GID plus voll auszuschöpfen, ist die Optimierung des Gesamtprozesses erforderlich. Denn die im verbesserten Verfahren erzielten schnellern Zyklen machen eine Synchronisation der vorangegangenen und nachstehenden Produktionsschritte notwendig. Mit den entsprechenden Anpassungen können die höheren Produktionsraten bewältigt und die Erträge mit GID plus erfolgreich gesteigert werden.

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