Das Heißkanalsystem ist eine der wichtigsten Erweiterungen für uns, zur Sicherung der Qualität eines Spritzgussteils, außerdem zur Reduzierung der Fertigungszeit und sie ermöglicht uns die Preiskonkurrenzfähigkeit zu halten.
Laut eines Artikels der Mold-Making Technology, von Michael White, kann ein mit dem Heißkanalsystem ausgestattetes Formwerkzeug:
1. Die Fertigungszeit senken und den Output steigern,
2. Produktionskosten erheblich senken,
3. Und die Teilequalität verbessern.
Zu 1. Senkung der Fertigungszeit und Steigerung des Outputs:
Die Kühlungszeit bei jedem Formzyklus beeinflusst in großem Masse, wie schnell das Granulat ausreichend abgekühlt werden kann, damit das Spritzgussteil ausgeworfen werden kann ohne deformiert zu werden. Grob gesagt, brauchen die Bereiche am längsten zum Abkühlen, die eine dickere Wandstärke vorweisen.
Teile, die mit dem Heißkanalsystem gefertigt werden, eignen sich besser zum automatisierten Teileauswurf. Bei Fehlen dieses Systems, sind weitere manuelle Arbeitsschritte nötig, die die Herstellungszeit verlängern. Manuelle Arbeitsschritte, wie das Trennen der Angusskanäle von den Teilen, Teiletrimmung und Verpackung, können bei Verwendung der Heißkanäle zumindest reduziert werden oder entfallen komplett.
Zusammenfassend kann man sagen, dass die individuelle Zeitreduzierung, den Formzyklus insgesamt verringert und somit mitverantwortlich ist an der Erhöhung des Teileauswurfs pro Zeiteinheit ist. Je nach Sollvorgabe, ergibt sich die Möglichkeit eine Spritzgussmaschine für einen anderen Lauf bereits Tage, Wochen oder schon Monate vor der erwarteten Zeit freizugeben.
Die Nachfolgende Abbildung zeigt typische Komponenten einer Formsequenz und an welchen Stellen jeweils Zeitaufsparungen bei Verwendung des Heißkanalsystems zu erwarten sind.
Zu 2. Erhebliches Senken der Produktionskosten:
Trotz der recht teuren Anschaffung vorab, ist das Heißkanalsystem erheblich kostengünstiger auf lange Sicht gesehen. Es hält die Produktionskosten langfristig auf einem Minimum:
2.1 Granulatersparnis
Da es keinen Spritzling/Angusskanäle gibt, der ausrangiert oder recycelt werden müssen, ist die Granulataufwendung reduziert. Das ersparte Granulat kann für Formteile, wie medizinische Komponente oder Teile, die einer FDA-Genehmigung bedürfen, als 100-pozentiges Neugranulat verwendet werden.
2.2 Energieersparnis
Energie wird bei jedem Vorgang der Plastifizierung, Kühlung, Abfallaufbereitung verschwendet. Erhöhter Energieaufwand ist ebenfalls eine direkte Folge der ausgedehnten Zykluszeit.
2.3 Arbeitseinsparung
Sekundäre Abläufe, wie manuelle Angussentfernung und das Zuschneiden entfallen mit einem Heißkanalsystem vollständig.
2.4 Werkzeugkostenersparnis
Ein Werkzeug mit kleinerer Kavitationsanzahl, das mit Heißkanälen ausgestattet ist, kann den Produktionsbedarf dennoch erreichen, da es eine kürzere Durchlaufzeit benötigt und damit öfter durchlaufen kann. Zudem ermöglichen kleinere Werkzeuggestelle die Installation in eine kleinere Presse.
2.5 Spritzgusspresskosten
Heißkanäle ermöglichen einen geringeren Spritzdruck, da das System kein Spritzgranulat im gekühlten Angusskanal bearbeiten muss. Schmelzmaterial im Kaltkanal kann Wärme auf dem Weg zum Gate verlieren und benötigt deshalb möglicherweise mehr Wärme und/oder Druck der Spritzgussmaschine. Durch Reduzierung des Spritzdrucks und der benötigten Bügeltragfähigkeit (clamp tonnage), ist es oft möglich das gleiche Teil in einer kleineren Maschine (tonnage) als eigentlich erforderlich ablaufen zu lassen.
Zu 3. Verbesserte Teilequalität:
Obwohl Kaltkanäle dem Designer eine einfachere Einbindung der optimalen Einspritzeingänge bieten, ermöglichen Heißkanäle dafür eine verbesserte Eingangsqualität. Sobald das Teil in dem Kaltkanal ausgeworfen wird, muss der Spritzling vom Teil separiert werden. Dies kann sowohl manuell als auch automatisch durch Angussentfernungsvorrichtungen im Werkzeug oder durch ein Drei-Platten-Werkzeug erfolgen. Das resultierende Überbleibsel ist durch einen Druckriss (Imperfektion, Ausgussrückstandmaterial) auf dem gegossenen Teil zu erkennen.
Das Heißkanalsystem bietet Werkzeugbauern eine Vielzahl an Möglichkeiten an Angusspunkten, die eine Verbesserung der Teilequalität bieten, im Vergleich zu der Kaltkanalvariante.
Heißkanal Angusspunktoptionen/ Anschnittarten können in zwei Hauptkategorien eingeteilt werden: Thermoanschnitt- und Nadelverschlussoption.
3.1 Thermoanschnittoption
Dieses Vorgehen beruht auf den thermalen Eigenschaften der Düsen- und Angussstelle, die das Granulat an der Angussstelle gefrieren bzw. erstarren lassen. Wenn die Schmelze im Nest ausreichend abgekühlt ist, wird das Kunststoffteil ausgeworfen und das Granulat an der Angussstelle abgeschert, wobei ein ganz kleiner Angussrest auf dem gegossenen Teil zurück bleibt. Zudem werden Teile, die unter reduziertem Spritzdruck hergestellt werden, robuster, als durch Kaltkanäle, da das Risiko von moulded-in-stress (eingefrorene Spannungen) geringer ausfällt.
3.2 Nadelverschlussoptionen
Ein Ventilschaft verschließt mechanisch den Schmelzfluss durch direkten Kontakt mit dem Angussstahl. Das gegossene Teil wird von der Angussstelle separiert ohne abgeschert oder gebrochen zu werden. Eine Verfärbung oder Deformation, aufgrund der Angussunterbrechung ist unwahrscheinlich. Physikalische Eigenschaften der Spritzgussteile werden mit der Benutzung der Nadelverschlüsse verbessert. Eingefrorene Spannungen resultieren auf der molekularen Ausrichtung, die durch Abscherung hervorgerufen wird. Nadelverschlüsse entwickeln aufgrund des größeren Verschlussdurchmessers, weiniger Abscherungen im Vergleich zu Thermoanschnitten.
3.3 Langzeitnutzen
Abgesehen von den höheren Anschaffungskosten, können die Langzeitnutzen einer mit dem Heißkanalsystem ausgestatteten Form einfach begründet werden. Eine mit dem Heißkanal ausgestattete Form kann effektiv Spritzgusskosten reduzieren ohne die Komplikationen der Konstruktion signifikant zu steigern. Allgemein kann man sagen, dass der Formherstellungszeitraum nicht dadurch beeinflusst wird, wenn die Heißkanäle parallel mit den Formen konstruiert und hergestellt werden.
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