Gesamte Wertschöpfungskette
Herstellung von Kunststoff-Spritzgussformen – Spritzgusswerkzeugbau
Das Spritzgießen ist ein Verfahren zur Serienfertigung, bei dem ein aufgeschmolzener thermoplastischer oder duroplastischer Kunststoff unter hohem Druck in ein Werkzeug eingespritzt wird und dort zu einem festen Bauteil erstarrt. Die Formen können äußerst komplex und kostspielig sein.
Ein erheblicher Teil der Gesamtkosten eines Werkzeugs ist mit der Fertigung der Spritzgussform verbunden. Daher ist es von großer Bedeutung, dass der Formenbauprozess so einfach und effizient wie möglich gestaltet wird.
An den Stahlherstellern werden hohe Anforderungen hinsichtlich der Stahlqualität und Werkstoffeigenschaften sowie der Verfügbarkeit gestellt. Der Formenstahl sollte frei von Fehlern sein, sich leicht bearbeiten und polieren lassen, eine hohe Maßstabilität bei der Wärmebehandlung aufweisen und in vielen Fällen für die Funkenerosion und/oder das Fotoätzen geeignet sein.
Alle von voestalpine gelieferten Werkstoffe wurden verschiedenen externen und internen Prüfverfahren unterzogen, darunter auch Ultraschallprüfungen. Dadurch wird sichergestellt, dass hohe und gleichbleibende Qualitätsstandards eingehalten werden.
Auswahl der Stahlsorte
Die am häufigsten verwendeten Stahlsorten sind vorvergütete Formenstahl, durchgehärteter Formenstahl und duroplastische Kunststoffe. Die Anforderungen an den Werkstoff für die Form ergeben sich aus der Anzahl der Spritzzyklen, dem verwendeten Kunststoff, der Größe der Form und der gewünschten Oberflächengüte ab.
Die folgenden grundlegenden Eigenschaften des Formenstahls müssen berücksichtigt werden: Festigkeit und Härte, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit, Sauberkeit, Korrosionsbeständigkeit, Wärmeleitfähigkeit
Die wichtigsten Eigenschaften eines Stahls für den Formenbau sind in erster Linie seine Zerspanbarkeit, seine Polierbarkeit sowie seine Eigenschaften hinsichtlich der Wärmebehandlung und Oberflächenbehandlung
Wie wichtig ist eine gute Polierbarkeit?
Das Polieren kann mitunter bis zu 30 % der Gesamtkosten einer Form ausmachen. Das ist keine Überraschung, da es sich um einen sehr zeitaufwändigen und kostspieligen Prozess handelt.
Das erzielte Ergebnis hängt in hohem Maße von den Poliertechniken und einigen weiteren Faktoren ab, wie beispielsweise der Reinheit des Stahls – d. h. der Art, Verteilung, Menge und Größe nichtmetallischer Einschlüsse –, der Homogenität des Stahls, der Härte des Stahls sowie, bei gehärtetem Stahl, der Art und Weise, wie die Wärmebehandlung durchgeführt wurde.
Nichtmetallische Einschlüsse werden auf ein Minimum reduziert, wenn der Stahl während der Herstellung vakuumentgast und im Elektroschlacke-Umschmelzverfahren (ESU-Verfahren) umgeschmolzen wird. Die ESU-Behandlung führt im Vergleich zu herkömmlichen Stahlherstellungsverfahren zu einer verbesserten Homogenität und einer minimalen Anzahl an Einschlüssen.
Warum Wärmebehandlung?
Der Zweck der Wärmebehandlung eines fertigen Werkzeugs besteht darin, geeignete mechanische Eigenschaften wie Härte, Zähigkeit und Festigkeit zu erzielen. Die Wärmebehandlung bringt jedoch einige Probleme mit sich. Probleme wie Verzug und Maßabweichungen müssen gelöst werden
Warum Texturierung/fotochemisches Ätzen?
Kunststoffformteile mit strukturierter Oberfläche erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Die Strukturierung mittels fotochemischem Ätzen wird häufig als Oberflächenbehandlung bei Formwerkzeugen anstelle des Polierens eingesetzt.
Durch das fotochemische Ätzen erhält das Produkt
eine ansprechende, griffige Oberfläche, die relativ
unempfindlich gegenüber leichten Kratzern und Beschädigungen ist.
Warum eine PVD-Beschichtung?
The coatings from voestalpine eifeler Coating enable precise adjustment of the surface properties and thus targeted optimization of injection moulding tools. The individually tailored product solution for each customer application reduces wear and thus significantly extends the tool life.
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