Beim Spritzgießen macht die Abkühlphase den größten Teil des Fertigungszyklus aus. Sie nimmt etwa 60–70 Prozent des Zyklus ein, und eine geringfügige Reduzierung dieser Phase ermöglicht es Ihnen, in kürzerer Zeit mehr Produkte herzustellen.
Um sicherzustellen, dass eine minimale Kühlzeit erreichbar ist, müssen Sie zunächst über die richtige Auslegung des Spritzgießwerkzeug-Kühlsystems und die beste Kühlmethode verfügen.
Kühlmethode der Spritzgussform
Es gibt zwei Standardmethoden für Kühlsysteme: Luftkühlung oder Wasserkühlung.
Luftgekühlte Formen werden selten eingesetzt, da die Abkühlung der Spritzgießform lange dauert und die Wärme über den Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft abgegeben wird. Wird die Umgebung der Spritzgießmaschine und die Form selbst kühl gehalten, erhöht sich die Wärmeabgabe an die Luft. Zudem können zusätzliche Betriebskosten für die Kühlung anfallen.
• Flüssigkeitsgekühlte Formen dienen als primäre Kühlquelle, wobei Glykol und Wasser die am häufigsten verwendeten Flüssigkeitsgemische sind. Das Wasser kühlt die Form, indem es durch sie hindurchfließt und ihr Wärme entzieht. Glykol verhindert Korrosion in den Kühlrohren der Form und trägt dazu bei, dass die Form während der Fertigung eine stabile Temperatur beibehält.
Kühlsystemdesign
Bei der Entwicklung eines neuen Kühlsystems für Spritzgussformen müssen mehrere Aspekte berücksichtigt werden, um die Kühlung zu maximieren und die Zykluszeit zu verkürzen:
• Alle Kühlkanäle in der Form müssen sich in der Nähe des dicksten zu bildenden Teils befinden.
• Wenn die Kühlkanäle im Werkzeug größer als 8 mm sind, sollten sie den gleichen Durchmesser im Werkzeug behalten.
• Haben Sie keinen großen Kühlkanal im Werkzeug, ist es besser, mehrere kleinere Kanäle hinzuzufügen, um das Kühlmittel gleichmäßig zu verteilen.
• Verwenden Sie beim Entwerfen von Formen leitfähige Materialien, um die Kühlung zu verbessern. Dies unterstützt die Wärmeübertragung vom Teil, wenn es in der Form abkühlt.
• Stellen Sie sicher, dass beide Hälften der Spritzgussform vollständig abgekühlt sind. Nur das Abkühlen der Hälfte oder eines Teils der Spritzgussform erhöht die Wahrscheinlichkeit eines teilweisen Verziehens beim Abkühlen.
Luftkühlsystem
Die Verwendung eines Luftkühlsystems beinhaltet einen Verdampfer, um Wärme aus dem Einspritzsystem abzuführen. Ein luftgekühlter Kondensator wird dann verwendet, um die Wärme aus dem Verdampfer abzuführen. Was Sie von dem Luftkühlsystem erwarten können, ist ein Ansauglüfter, der die kühlere Luft in die Form leitet, und ein Abluftventilator, um die heiße Luft aus der Form zu entfernen. Das Luftkühlsystem überträgt die Wärme des fließenden Wassers in der Montagelinie der Spritzgießmaschine auf die Luft um die Montagelinie im Kühler. Da Luft keine Wärme überträgt wie Wasser, verbraucht diese lüftergekühlte Luft normalerweise 10 Prozent mehr Strom.
Ein Luftkühlsystem leitet heiße Luft in Ihre Anlage ab. Daher ist es am besten, einen luftgekühlten Kühlschrank außerhalb des Gebäudes oder dort, wo keine Klimaanlage vorhanden ist, aufzustellen. Mit zunehmendem Luftstrom verstaubt das Luftkühlsystem und muss regelmäßig gewartet und gereinigt werden, um ein hohes Leistungsniveau aufrechtzuerhalten. In Bezug auf den Platzbedarf kann ein luftgekühlter Kaltwassersatz technisch jeden offenen oder flachen Raum einnehmen und benötigt weniger Gesamtraum als eine wassergekühlte Einheit, die einen Kühlturm benötigt.
Wasserkühlung
Ein Wasserkühlsystem, auch als Heißpresse bekannt, funktioniert, indem es gefrorenes Wasser durch Rohre leitet, die durch den Formhohlraum und außerhalb des Angusskanals verlaufen. Diese Wasserlinien befinden sich am nächsten an der Außenseite der geformten Produktoberfläche, um eine gleichmäßige Kühlung zu gewährleisten und ein Verziehen der Produktoberfläche zu verhindern. Das Wasser in der Kühlleitung wird chemisch behandelt, um zu verhindern, dass Schimmel und Bakterien wachsen oder die Leitung verunreinigen.
Die beiden Strömungsarten, die durch diese Wasserlinien fließen, sind laminar und turbulent und beschreiben die Art und Weise, wie Wasser fließt. Laminarströmung beschreibt die Strömung von Wasser durch eine gerade Linie, sodass das Wasser in der Mitte der Strömung die Innenfläche der Leitung nicht berührt. Turbulente Kühlung ist effizienter, da mehr Wasseroberfläche mit dem erhitzten Hohlraum in Kontakt steht.
Die Wasserkühlung lässt Kondensat außerhalb der Form. Dies liegt daran, dass die Temperatur der Form niedriger ist als der Taupunkt der umgebenden Luft. In wärmeren oder feuchten Klimazonen wird empfohlen, die Temperatur des gefrorenen Wassers bei Verwendung eines Wasserkühlsystems zu erhöhen, um zu vermeiden, dass Kondenswasser an der Außenseite der Form zurückbleibt.
Für einen wassergekühlten Kühlschrank ist eine externe Kühlquelle wie ein Turm oder ein Verdunstungskondensator erforderlich. Der Kühlturm pumpt das warme Wasser in den Chiller.
