Maßänderungen durch Veränderung der Werkzeugtemperatur

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    • Maßänderungen durch Veränderung der Werkzeugtemperatur

      Hallo zusammen,

      ich schreibe zur Zeit meine Bachelorarbeit mit dem Thema "Entwicklung einer Vorgehensweise zur Festlegung von maßgebenden Prozessgrößen beim Spritzgießprozess". Bei den Versuchsreihen die ich hierfür durchgeführt habe, habe ich immer einen Parameter verändert, während alle anderen auf dem eingestellten Wert gelassen wurden. Die Teile wurden nach der Fertigung vermessen. (Es handelt sich um einfache, plattenförmige Teile, deshalb wurde nur Länge und Breite gemessen.)
      Bei der Veränderung der Werkzeugtemperatur war das Ergebnis der Messungen bei fast allen Versuchsreihen eine Vergrößerung der Teile bei einer erhöhten Werkzeugtemperatur.

      Verwendete Materialien waren: PS, PC/ABS, PP und POM. Außer bei PP stiegen alle Maße mit einer Erhöhung der Werkzeugtemperatur an und sanken mit einer Verringerung. Die Veränderung lagen im Bereich zwischen 15 und 20°C.

      Theoretisch müssten die Teile kleiner werden, da sie durch die erhöhte Temperatur länger schwinden. Und bei einer Erwärmung um 15 bis 20°C dürfte sich das Werkzeug normalerweise nicht so stark dehnen, dass die Teile später um bis zu 0,1mm größer sind als bei normalen Prozessparametern.

      Hat jemand eine Idee wie man dieses Phänomen begründen kann? Da ich als Student noch nicht viel Erfahrung habe, bin ich gerne bereit über verschiedene Vorschläge und Theorien zu diskutieren und lasse mich gerne belehren =)



      MfG ba_student

    • Hallo,

      zu erst wär wichtig zu wissen, bei welchen Wkz.-temperaturen, du bei welchen Kunststoff begonnen hast, deine Versuche zu fahren.Hast du mit jeden Material bei z.B. 30 Grad begonnen, oder hast du mit den erforderlichen min. Temperaturen angefangen? Desweiteren wäre interessant, wo der Anschnitt (Anspritzpunkt) an deinen Formteil liegt, also wird die Platte in der mitte, von der langen Seite, oder von der breiten Seite angespritzt.

      Grundsätzlich ist es aber so, das bei höheren Wkz.-temperaturen, zum einen deine Schmelze besser fließt, also würdest du bei unveränderten Umschaltpunkt, mehr Masse einspritzen, zum anderen, ist dein Anschnitt länger geöffnet (plastische Seele) und du somit mehr Schmelze über den Nachdruck in die Kavität drückst, welcher ja die Schwindung ausgleichen bzw. minimieren soll. Notwendig wäre auch, das du bei der höchsten Temperatur die Siegelzeit ermittelst.

      Ich würde auch noch das Gewicht der Formteile, zu deinen Vermessungen hinzufügen, das hätte dir bei deinen ersten Versuchen bestimmt auch schon etwas Aufschluss gegeben.

      Diese Punkte sind allerdings, nur Kratzer an der Oberfläche deines Themas, bin mir sicher das du hier noch einiges an Support bekommst.

      Hoffe, das ich dir für´s erste, etwas weiter helfen konnte.

      MfG Mile

    • Hallo Mille,
      danke für die rasche Antwort.
      Ich habe bei jedem Material die erforderliche Temperatur für einen gewöhnlichen Spritzgießprozess als Ausgang genommen. Der Anspritzpunkt liegt einmal wie von dir beschrieben in der langen Seite und einmal an der kurzen Seite. Es handelt sich um zwei verschiedene Bauteile bei denen aber das gleiche Phänomen aufgetreten ist und die auch beide plattenförmig sind.

      Ich habe deine Begründung so in etwa auch einem unserer Spritzgießer vorgetragen, der war allerdings nicht so überzeugt.
      Dein Beitrag hat mir auf jeden Fall geholfen. Vielen Dank!!

      MfG ba_student

    • Tja, da hat Mille definitiv recht.

      Durch die höheren Temperaturen können die Molekülketten durch den länger wirkenden Druck enger gepackt werden. Dann frieren sie ein. Würde man es mit dem Druck übertreiben könnte man sogar beobachten, dass die Platten größer werden, als das Formnest. Du hättest diese Schwindung am Besten im Verhältnis zur Kavitätsabmessung ermitteln sollen. Dann hättest du tatsächlich die prozentuale Schwindung bei verschiedenen Temperaturen ermitteln können. Jeder Werkzeugbauer würde sich über solche Tabellen freuen (oder auch abk..tzen).

      Wir haben Ähnliches mit verschieden hohen Nachdrücken gefahren. Das hatte praktisch den gleichen Effekt.

      Das ist auch alles eigentlich nichts bewegend Neues. Völlig normal. Nur sind Viele darüber völlig überrascht.
      MfG. petersj

    • Hallo petersj,
      auch hier danke für deine Antwort.
      Ich habe allerdings eine Frage dazu:

      petersj schrieb:

      Du hättest diese Schwindung am Besten im Verhältnis zur Kavitätsabmessung ermitteln sollen.


      Wenn ich die Schwindung im Verhältnis zur Kavitätsabmessung ermitteln will, dann müsste ich doch die Kavitätsabmessungen bei der jeweiligen Temperatur kennen oder? Würde dann nicht theoretisch raus kommen, dass die Schwindung des Materials immer gleich ist, auch wenn natürlich das Teil am Ende größer ist.

      MfG ba_student

    • Du hast doch sicherlich die Maße deiner Platten auch nicht heiß vermessen sondern nachdem sie abgekühlt waren? Diese Schwindung ist auch noch zeitabhängig. Spritzfrisch, dann nach ca. 19-24 Stunden und dann auch evtl noch nach längerer Zeit. Daher wird die Kavität "kalt" vermessen - idealer Weise bei 23°C Kunststoffprüftemperatur. Und dann relativieren sich deine Befürchtungen. Dazu gibt es übrigens eine Norm: "Bestimmung der Verarbeitungsschwindung", DIN EN ISO 294-4. Die erfassten Parameter für solch eine Schwindungsmessung sollen Werkzeug- und Massetemperatur, sowie der Werkzeuginnendruck an einer bestimmten Stelle und zu einer bestimmten Zeit sein. Dann weiß man, worüber man bei der Schwindung spricht.
      MfG. petersj

    • Das könnte man aber noch weiter ausreizen. Anstatt nur +-10-20°C Werkzeugtemperatur würde ich versuchen bis mindesten 50°C zu gehen. (Vorrausgesetzt man hat ein beheizbares Werkzeug). Bei einfachen Platten sind solche temperaturen meist kein Problem.
      MfG. petersj