Vom verwendeten Kunststoff über die Form, die Temperatur, die Materialdichte bis hin zur Maschine und ihren Einzelteilen gibt es eine Reihe von Variablen, die für oder gegen den Spritzgussprozess sprechen können.
Eines ist sicher: Eine zu lange oder zu kurze Verarbeitung außerhalb der empfohlenen Kunststoffverweilzeit kann zu erheblichen Qualitätsproblemen führen. Schlimmer noch, nicht alle daraus resultierenden Probleme sind sofort sichtbar - Inkonsistenz in der Schmelzequalität, Farbschwankungen oder geschwächte Teile.
Wenn Sie sich die Zeit nehmen, die spezifische Verweilzeit des Kunststoffs für den jeweiligen Herstellungsprozess zu berechnen, können Sie Ihre Materialleistung und das gesamte Endprodukt verbessern.
Die Verweilzeit des Kunststoffs ist die Zeit, in der der Kunststoff oder das Harz während der Herstellung der Hitze ausgesetzt ist.
Ein Einspritzsystem besteht aus einem Trichter, einem Zylinder, einer sich hin- und herbewegenden Schnecke und einer Einspritzdüse. Die Schussgröße ist die maximale Menge an Kunststoff-Spritzgussform, die in einem Gießzyklus eingespritzt werden kann. Das Granulat wird durch den Trichter in den Zylinder und die Schneckeneinheit eingefüllt. Der Zylinder trägt die sich hin- und herbewegende Schnecke, in der das Material dann durch die Wärmeleitung der elektrischen Widerstandsheizbänder, die den Zylinder umgeben, geschmolzen wird. Die sich hin- und herbewegende Schnecke komprimiert, schmilzt und dosiert das Material.
Die Größe des Schusses und des Zylinders beeinflusst die Länge der Verweilzeit, was wiederum die Qualität des Produkts beeinträchtigen kann. Kleine Schussgrößen bei minimaler Zylinderkapazität können zu langen Verweilzeiten und Polymerabbau führen. Andererseits können große Schussgrößen und mehr als 50 % des Zylindervolumens zu einer schlechten Schmelzgleichmäßigkeit und einer langen Schneckenrückgewinnung führen.
Das Material wird durch die Dauer und die Temperatur der Einwirkung schnell beeinträchtigt. Einige Polymere sind laut dem Injection Molding Handbook"hydrolytisch abbaubar und können durch die chemische Reaktion von Feuchtigkeit mit dem Polymer vor der Entgasung unerwünschte Depolymerisationseffekte aufweisen".
Die Kenntnis der Verweilzeit des Materials in der ersten Stufe der Schnecke kann Ihnen helfen, die optimale Zeit und Temperatur für Ihre Produktionsanforderungen zu ermitteln.
Die Verweilzeit des Kunststoffs wirkt sich auf verschiedene Weise auf die Qualität der Teile aus:
- Allgemeine Schwäche der produzierten Teile
- Farbabweichung
- Mit dem Auge nicht sichtbare Verschlechterung
- Ein insgesamt kompromittiertes Produkt
Sie kann jedoch auch die Maschinenleistung beeinträchtigen und zu Inkonsistenzen bei der Schmelzequalität, dem Schussgewicht und der Schmelzetemperatur führen.
Vor der Berechnung der Verweildauer ist es wichtig, die verschiedenen beteiligten Komponenten zu verstehen.
Der Unterschied zwischen Verweilzeit und Schussgröße
Die Schussgröße ist die Menge des Harzes, die in die Form eingespritzt werden muss. Die Verweilzeit hängt von der Schussgröße, der Zylindergröße und dem Schneckenvorrat in den Kanälen ab.
Die Schnecke erfüllt mehrere Funktionen. Sie befördert das Material durch den Zylinder, mischt das Material, verdichtet es auf seine maximale Dichte und befördert das Material in die Form. Größe und Design der Schnecke wirken sich auf den Platz aus, der dem Kunststoff im Inneren des Zylinders zur Verfügung steht. Es ist nicht ungewöhnlich, dass die Hersteller mehr als eine Schnecken- und Zylinderoption anbieten.
Wenn Sie verschiedene Formeln und Ratschläge durchgehen, um Ihre eigene Verweilzeitberechnung für eine neue Maschine oder eine noch nicht gebaute Form zu finden, sollten Sie zunächst mit einer Formanalyse beginnen.
Berechnungen
Es gibt verschiedene Ansätze zur Berechnung der Verweilzeit von Kunststoffen. Hier sind zwei verschiedene Optionen, um Ihnen eine bessere Vorstellung von den beteiligten Faktoren zu vermitteln.
Berechnung #1:
Laufgröße = 3,14 x (Laufradius)^2 x (Länge des Laufs)
Schraubengröße = 3,14 x (mittlerer Fußradius der Schraube)^2 x (Zylinderlänge)
Volumen des Schusses = Fassvolumen (minus) Schneckenvolumen
Die Verweilzeit des Kunststoffs entspricht dann der Anzahl der Schüsse multipliziert mit der Zykluszeit.
Kalkulation #2
Schußkapazität (geteilt durch) 1,05 x Materialdichte bei Raumtemperatur = Inventar
Kunststoffverweilzeit = Inventar (geteilt durch) Schussgröße x Zykluszeit / 60
Heiße Tipps
- Beachten Sie die Schmelzdichten. Sie sollten Berechnungen des Materialgewichts im festen und im geschmolzenen Zustand durchführen.
- Beginnen Sie mit einem sauberen, nicht verunreinigten Fass.
- Die empfohlene Fassungsvermögenskapazität liegt zwischen 25 % und 65 % zuzüglich 10 % für die Sicherheit.
- Wenn möglich, verwenden Sie Volumen- und Schmelzdichten anstelle von Gewichten.
Nehmen Sie sich Zeit für die Berechnungen
Unabhängig davon, wie viele gemeinsame Formeln oder Berechnungen es gibt, sollte die Verweilzeit des Kunststoffs von jedem einzelnen Hersteller berechnet werden, um das richtige Verhältnis für sein spezielles Produkt zu ermitteln.
Mit Hilfe wissenschaftlicher Formpraktiken nutzt Rosti die aufgezeichneten Daten, um die Qualitätskontrolle zu bewerten und die erforderlichen Anpassungen an den Werkzeugen vorzunehmen, wodurch die Gesamtqualität der Teile verbessert und die negativen Auswirkungen einer schlecht berechneten Kunststoffverweilzeit vermieden werden.
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