PEEK als Dickwandiges Teil

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    • PEEK als Dickwandiges Teil

      Hallo zusammen.

      Wir sollen ein Teil herstellen welches eine maximale Wandstärke von 57mm hat. Dafür soll ein PEEK 90HMF40 von Victrex verwendet werden.
      Da wir so eine Wanddicke haben werden wir vermutlicher weise mit Einfallstellen, Lunker, Verzug und Verweilzeit kämpfen müssen.
      Wer hat also welche Erfahrungen, bis zu welchen Wanddicken geht es und ab wann ist Schluss ? Benötige also wirklich alles.
      Das Teil hat recht große Toleranzen aber wird an der dicken Stelle anschließend gefräst daher sind keinerlei Lunker zulässig.
    • Hallo Neuer Nutzer.

      Vielen dank für dein Vorschlag. Leider ist es zu viel Aufwand bis hin das es einige stellen am Teil mechanisch nicht machbar sind bzw. viel zu lange dauern würden.
      Kannst du kurz begründen warum es unmöglich sei ? Hast du Erfahrungen mit Dickwandigen PEEK Teilen ?
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    • Ich hab auch keine Erfahrung mit solch extrem dickwandigen Teilen, aber aus der Erfahrung mit anderen dickwandigen Teilen muss ich mich @Neuer Nutzer anschließen.
      Die Zykluszeit steigt rapide an, Lunker, Verzug, Einfallstellen und Zersetzung des Materials sind die Hauptprobleme, die nicht ohne sind.

      Du sagst, dass die Stelle anschließend gefräst wird und frei von Lunker sein muss. Wieso wollt ihr das Teil dann noch spritzen? Der Vorteil des Spritzguss ist, dass man die Teile anschließend mechanisch nicht mehr weiterbearbeiten muss und sich enge Toleranzen mit passender Technik auch erreichen lassen.
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    • Das Simulieren wird gemacht.

      Aber was man bereits sagen kann das es möglich ist den Nachdruck sehr lange wirken zu lassen, genau an der Massenanhäufung, so das die Anbindung nicht einfriert. Dazu ist geplant das Variotemperieren, also die Cavitat mit Heiß Patronen auf Temperatur bringen (vllt. auch hoher z.B. auf 230grad) Einspritzen-Nachdrucken und dann auf 100 Grad abkühlen. Das ganze um die Zykluszeit zu reduzieren.

      An der stelle wo es gefräst wird ist immer ein Anpassungsmass an das andere Bauteil gefordert darum fräsen.


      Alle vorschlage - Verbesserungen sind Willkommen.
    • Ich bin für so einige verrückte Ideen zu haben, aber diese Idee ist alles andere als wirtschaftlich und sinnvoll.

      Ich erläutere es mal kurz.

      Zykluszeit: Durch diese enorme Dicke ist die Zykluszeit sehr lang. Ich tippe auf ca. 30 Minuten. Eine Simulation mit idealer Werkzeugwandtemperatur kann da mehr Aufschluss drüber geben, wie hoch die Zykluszeit minimal sein wird. Auf den Wert der Kühlzeit noch 10% addieren und dann hat man die technisch kürzeste Zykluszeit, die sich real umsetzen lässt.

      Materialzersetzung: Einhergehend mit der Zykluszeit wird das Material in der Schnecke zersetzt. Keine Ahnung, wie hoch das Spritzvolumen ist und die groß eure bevorzugte Schnecke dafür ist. Das Material wird sich zersetzen und ihr müsst die Schnecke+HK nach jedem Zyklus mit Neumaterial spülen. Das geht richtig ins Geld und ist ein manueller Prozess.

      Nachdruck: Hast du dir das Datenblatt angesehen? Da steht drin, dass das Material einen Schmelzpunkt von 343°C hat. Mit einer Heizung bis 230°C wird das nichts. Da muss eine her, die auf 360°C geht. Bei 230°C ist das Material eingefroren und du wirst keinen Nachdruck einbringen können.

      Sind es unterschiedliche Bauteile, wofür passend gefräst wird?
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    • Das mit dem Drehwerkzeug klappt nicht wegen der Teilbauweise.
      Eben noch ein Paar Daten rein bekommen. Also das Spritzvolumen ist 3696.61 ccm, Schussgewicht 6810.08 g., Kuhlzeit 1622 s. also ca. 27 min wenn wir das WKZ auf 190 grad Temperieren.

      Jetzt schwebt noch eine Idee das WKZ 2-Fach auszulegen und durch Kaskade erst das eine Teil und dann das andere zu spritzen ohne WKZ dazwischen zu öffnen . Aber das ist auch irgendwie Fantasie.
    • elektrolyt schrieb:

      Das mit dem Drehwerkzeug klappt nicht wegen der Teilbauweise.
      Eben noch ein Paar Daten rein bekommen. Also das Spritzvolumen ist 3696.61 ccm, Schussgewicht 6810.08 g., Kuhlzeit 1622 s. also ca. 27 min wenn wir das WKZ auf 190 grad Temperieren.

      Jetzt schwebt noch eine Idee das WKZ 2-Fach auszulegen und durch Kaskade erst das eine Teil und dann das andere zu spritzen ohne WKZ dazwischen zu öffnen . Aber das ist auch irgendwie Fantasie.
      Kaskade verändert den Durchsatz an einem Ast des Heisskanales nicht da das Material dann auf Temparatur stehen bleibt.
      Absenken geht erst nach der Nachdruckzeit und die wird sicherlich bei 4-500sec liegen.

      Schonmal mit Victrex gesprochen? Die können aus der Erfahrung heraus doch bestimmt mehr dazu sagen.
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    • 1u21 schrieb:

      Kleine Grundverständnisfrage bezüglich Spritzvolumen und Schussgewicht. Ist der große Unterschied das Resultat eines Teilheißkanals oder sogar eines kompletten Kaltkanals?
      Es ist erst mal nur das Teil.

      Klar spielt der Preis eine Rolle, aber dieser ist hier an der Zweiten Stelle, bzw. wird dieser erst optimiert wenn das ganze Projekt realisierbar wird.


      Kunststoffspritzer schrieb:

      elektrolyt schrieb:

      Das mit dem Drehwerkzeug klappt nicht wegen der Teilbauweise.
      Eben noch ein Paar Daten rein bekommen. Also das Spritzvolumen ist 3696.61 ccm, Schussgewicht 6810.08 g., Kuhlzeit 1622 s. also ca. 27 min wenn wir das WKZ auf 190 grad Temperieren.

      Jetzt schwebt noch eine Idee das WKZ 2-Fach auszulegen und durch Kaskade erst das eine Teil und dann das andere zu spritzen ohne WKZ dazwischen zu öffnen . Aber das ist auch irgendwie Fantasie.
      Kaskade verändert den Durchsatz an einem Ast des Heisskanales nicht da das Material dann auf Temparatur stehen bleibt.Absenken geht erst nach der Nachdruckzeit und die wird sicherlich bei 4-500sec liegen.

      Schonmal mit Victrex gesprochen? Die können aus der Erfahrung heraus doch bestimmt mehr dazu sagen.


      Wie meist du das mit dem verandern vom Durchsatz. Ich meine das so dass wir zwei das WKZ zweifach mit Nadelverschussdüsen auslegen. Und erst in die eine Kavität einspritzen schalten die Nadelverschlussdüsen um in spritzen in die andere Kavität ein. So reduzieren wir die Verweilzeit.

      Victrex hat erst eine Pause eingenommen.
    • Mir kommt da auch so ein Gedanke, der z.B. beim Spritzen von großvolumigen Linsen genutzt wird um auch diese etwas spannungsärmer herzustellen. Das wäre das Spritzprägen. Also eine Kavität erzeugen, die gefüllt wird. Dann im Prägehub der Schließeinheit die eigentliche Form komprimieren. Überschüssiges Material wird dabei in eine entsprechende Dummy-Kavität abgeleited.
      Für eine ausreichende Kühlzeit - ohne die Verweilzeit im Zylinder zu lang werden zu lassen - könnte ein Zweiplattenwerkzeug oder gar ein Würfelwerkzeug nützlich sein. Wird also ein Teil gerade gespritzt ist in der zweiten geschlossenen Werkzeughälfte ein abkühlendes Teil (Halbierung der Verweilzeit). Beim Würfel hätte man dann insgesamt 4 komplette Kavitäten = eine Vervierfachung der eigentlichen Kühlzeit, aber nur ein viertel der Verweilzeit gegenüber einem Einfachwerkzeug.
    • Daran hab ich auch gedacht, jedoch machen die teilkristallinen Eigenschaften des PEEKs den Gedanken zunichte. Bei den Linsen muss man nicht wirklich lange Nachdruck geben.

      Beim Würfelwerkzeug muss beachtet werden, dass mindestens die vierte Seite eine einseitige Kühlung hat und diese Seite auch auswirft. Es gibt mindestens zwei Seiten(1. und 3. Seite), wo die Kühlung beidseitig wirkt. Die zweite Seite benötigt eine entsprechende Nachrüstung der Maschine, damit eine Halteplatte gegen die offene Seite drücken kann und so beidseitig kühlen kann. Das treibt den Preis wieder in die Höhe.
      Weiterhin muss die Maschine für die massiv erweiterte Öffnungsweite ausgelegt sein. Je nach Größe des Artikels geht dies wieder ordentlich ins Geld, weil idR ein Neukauf einer solchen Maschine einhergeht.

      Nochmal zurückzukommen zu deinen Angaben. Das Spritzvolumen stimmt mit dem Spritzgewicht nicht überein. Selbst die Annahme, dass sich die Dichte von 1,45kg/l nicht ändern würde über die Temperatur, ruft aus dem Volumen ein Spritzgewicht von 5.360g hervor. Irgendwas passt da nicht, deswegen auch meine Frage auch nach dem Teilheißkanal oder Kaltkanal.

      Weiterhin die Frage. Werden unterschiedliche Geometrien aus dem dickwandigen Bereich gefräst?
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    • Elektrolyt sagt doch, dass der Preis keine Rolle spielt. :D
      Das Werkzeug, in welcher Form auch immer, wird ja auch nicht gerade zu Flohmarktpreisen erhältlich sein. Dann kommt noch die Werkzeugtemperierung (die recht genau und konstant sein muss) und letzten Endes kann man dann doch noch mal eben 500.000.- plus für eine passende Maschine hinlegen.
      Der Kilopreis für das PEEK ist ja auch nicht so ganz ohne. Und ein Schußgewicht von ca. 7kg ist ja auch nicht ganz ohne. Da geh´n schon ein paar Euronen durch.
      Warum muss das Teil denn aus einem Stück hergestellt werden? Könnte man das "dicke Stück" nicht aus einem Halbzeug fräsen und den filigranen Teil spritzen - danach dann beides verschweißen, verschrauben oder verstiften und kleben?
      Irgend wo fängt der ganze Kram an unwirtschaftlich zu werden. Es muss auch eine gewisse Lossgröße erreicht werden um sinnvoll arbeiten zu können. Und das bezweifle ich bei einer recht speziellen Konstruktion wie dieser.
      Vielleicht könnte Elektrolyt mal eine Skizze auf den Tisch werfen, damit man mal eine Vorstellung bekommt, was da gebaut werden soll.
    • Stimmt das Gewicht ist falsch angegeben, weiss garnicht wocher die Zahl gekommen ist. Richtig ist 5360.08 g.

      Skizze kann leider keine geben. Es ist ein Projekt mit einer Mindestlaufzeit von 15 Jahren.
      Das kleben, schrauben und zusammenbauen soll maximal vermieden werden. Es sollen auch alle Physikalischen Eigenschaften des PEEKs mit 40% Kohlefasern genutzt werden. auch die Faserausrichtung ist wichtig, usw.

      Aber mehr geht es, was passiert mit der dickwandigen Stellen? Kann man diese durch langes nachdrucken (vorausgesetzt das Material friert nicht ein) Lunker und (mehr oder weniger) Einfallstellen frei produzieren ?
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    • Werden unterschiedliche Geometrie aus dem dickwandigen Teil gefräst?

      Edit: Wie viele Teile werden pro Jahr überhaupt gebraucht? Mit der aktuellen Geometrie kriegt ihr bei einem Vier-Schicht-Betrieb mit 85% Verfügbarkeit des Werkzeugs und der Maschine nur knappe 15.000 Teile/Jahr hin.

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von 1u21 ()

    • Nun wird die Sache ja noch bunter: 40 % Kohlefaser ist ja noch preisgünstiger!
      Dafür dürfte die Schwindung geringer werden. Aber in dem Dicken teil bekommst du keine wirkliche Orientierung hin außer mit der Bezeichnung "chaotisch". Der Anspritzpunkt ist bei einem Teil dieser Art auf jeden Fall frontal in das dicke stück hinein. Dabei muss auch noch eine Freistrahlbildung vermieden werden, die besonders gerne bei etwas höher verstärkten Materialien auftritt. Da wir nicht wissen wie lang und dick die Fließwege sind, kann man weiterhin nur von einer Konstruktion wie dieser (spritzen aus einem Stück) abraten. Wenn durch die CF eine Leitfähigkeit erreicht werden soll sehe ich schwarz in Bezug auf die Kontinuität der Produktion.