Verfahren - Variotherm

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    • Klingt nach nem Jobwechsel ;)

      Beim variothermen Prozess läuft die Aufteilung des Zyklus etwas anders als beim klassischen Spritzguss, da noch die Heizphase rein muss. Das wäre der Ablauf:

      - Werkzeug schließen(Heizphase kann schon hierbei starten)
      - Start variotherme Heizung
      - Ende variotherme Heizung und Einspritzen
      - Heizung umschalten auf Kühlung bzw. Nachdruck
      - Nachdruck bzw. Heizung umschalten auf Kühlung(Abhängig davon ob, die Nachdruckphase noch gestreckt werden muss)
      - Kühlzeit
      - Werkzeug öffnen und Auswerfen

      Wichtig ist beim variothermen Prozess, dass der konturbereich auf Zieltemperatur kommen muss. Entweder wird eine bessere Oberfläche benötigt oder das Verfahren kann auch für einen reduzierten Fülldruck genutzt werden.
      Generell kann die Heizphase starten, sobald der Artikel entformt wurde und keinen Kontakt mehr zum Werkzeug hat. Das wäre mit einer klassischen Konstruktion eine Stellschraube die Zykluszeit nicht zu lang werden zu lassen. Dann gäbe es noch die Möglichkeit das Werkzeug mit einer höheren Temperatur als die Zieltemperatur zu fahren, damit die Zieltemperatur schnell erreicht wird. Das muss aber überprüft werden, ob das Werkzeug das zulässt. Mittels konturnaher Temperierung lässt sich die Heizphase noch weiter reduzieren, damit die Heizphase zykluszeitneutral ablaufen kann. Das funktioniert bei kleineren Einsätzen wunderbar. Wird es größer, sind andere Heizmöglichkeiten gefragt.

      Ganz wichtig sind kurze Wege vom Temperiergerät zum Werkzeug. Moderne Temperiergeräte schalten auch mittlerweile so, dass das noch warme Wasser aus dem Werkzeug in den Heißwasserbehälter kommt und andersrum. So spart man Energie zum Heizen und Kühlen.
    • Im Prinzip ist es Wärmeverlust, aber nicht so, wie Du vermutlich jetzt denkst.
      Es geht dabei um den Wärmeverlust, der durch das Mischen von kaltem und warmem Wasser entsteht, dieses Mischwasser muss ja einerseits wieder aufgeheizt werden, was größere Heizleistungen bedingt, und andererseit abgekühlt werden, was die erforderliche Kühlleistung erhöht.
      Es gilt also, die Wassermenge nach den Umschaltventilen (also zwischen Ventilen und Werkzeug) so gering wie möglich zu halten.
      Dummerweise muss die Strömung ja turbulent (Wärmeübergang) sein, also gelingt es auch mit den erhältlichen Speicherlösungen nur ansatzweise hier Energieeinsparungseffekte zu erzielen, da die geschobene "Wasserstange" ja keine saubere Trenfläche zwischen kalt und warm erzeugt.
      Ganz sinnlos sind sie nicht, aber ob sie den dafür aufgerufenen Mehrpreis wert sind, ist doch zu bezweifeln.
    • Fast richtig @Preform.
      Die "Wasserstange" an sich hat keine saubere Trennfläche, aber die Mischzone ist relativ klein. Somit lohnen sich die Speicherlösungen, da der Energieverlust verkleinert wird. Aber hier ist eine saubere Auslegung im Werkzeug notwendig und auch die spätere Verschlauchung muss passen. Einfach nur Try&Error klappt hier nicht und braucht schon etwas Gehirnschmalz. Das sollte der Hersteller der Temperiergeräte auch hinkriegen.
    • Ja, das ist neuerdings bei uns auch eine Problematik. Es gibt Leute, die meinen, dass man ein "normales" Werkzeug mal eben mit einem "Variotherm-Gerät" zu einem variothermen Werkzeug machen kann. Ich weiß auch von einigen Werkzeugen, die dazu extra mit einem zweikanaligen Temperiersystem ausgestattet sind, um eben diese Mischung von warmem und kaltem Wasser zu vermeiden.
    • Neu

      Zitat Juri:
      "Die "Wasserstange" an sich hat keine saubere Trennfläche, aber die Mischzone ist relativ klein"

      leider auch nur fast richtig, die Zone ist relativ lang, dazu kommen noch die Volumina der beiden Zuleitungsschläuche, im allgemeinen etwa 2x1,5 bis 2mtr.
      Des Weiteren die metallischen Speicherzylinder , in welchen auch ein erheblicher Wärmeaustausch zwischen kalt und warm erfolgt (ich kenne nur Lösungen mit einem Pufferspeicher, der abwechselnd beschickt wird)
      Ich konnte mal ein paar Testreihen mit ansehen (leider ohne Kopiermöglichkeit) die Einspareffekte lagen (optimistisch gerechnet) unter 20%, praktisch eher unter 15%, wobei auch die Zykluszeit und die Schlauchlängen kräftig mitspielten. War allerdings ein Al-Versuchswerkzeug.
      Fazit war: Die Ventile kamen direkt an das Werkzeug, diese Maßnahme brachte den größten Gewinn.
    • Neu

      Preform schrieb:

      Zitat Juri:
      "Die "Wasserstange" an sich hat keine saubere Trennfläche, aber die Mischzone ist relativ klein"

      leider auch nur fast richtig, die Zone ist relativ lang, dazu kommen noch die Volumina der beiden Zuleitungsschläuche, im allgemeinen etwa 2x1,5 bis 2mtr.
      Des Weiteren die metallischen Speicherzylinder , in welchen auch ein erheblicher Wärmeaustausch zwischen kalt und warm erfolgt (ich kenne nur Lösungen mit einem Pufferspeicher, der abwechselnd beschickt wird)
      Ich konnte mal ein paar Testreihen mit ansehen (leider ohne Kopiermöglichkeit) die Einspareffekte lagen (optimistisch gerechnet) unter 20%, praktisch eher unter 15%, wobei auch die Zykluszeit und die Schlauchlängen kräftig mitspielten. War allerdings ein Al-Versuchswerkzeug.
      Fazit war: Die Ventile kamen direkt an das Werkzeug, diese Maßnahme brachte den größten Gewinn.
      Jetzt müssen wir aber ein paar Haare spalten.

      Wo muss das Wasser erst überall im Werkzeug langlaufen?
      Sind die Anschlüsse direkt an den massiven Stahl angeschlossen und wird das Wasser weiter über den massiven Stahl in Richtung Kavität geleitet, dann bleibt die Mischzone relativ klein. Problem ist dabei nur, dass erstmal die Temperatur im Stahl entweder dem Wasser die Wärme entzieht oder zuführt(je nach Phase). Hierbei erscheint die Mischzone dann relativ lang.
      Ist jedoch die Kavität direkt über isolierte Anschlussrohre angebunden, dann verliert man sehr wenig Wärme auf den Zu- und Ableitungen. Das reduziert die Mischzone auf ein Minimum und der Verlust an Energie wird auch deutlich reduziert. Es ist somit zwingend notwendig, dass das Werkzeug sauber auf eine variotherme Temperierung ausgelegt wird. Dann lassen sich die Einspareffekte sehr gut erreichen und auch die Dauer der Heizphase bleibt kurz.

      Ein Werkzeug aus Alu für eine variotherme Temperierung zu nehmen ist ein einziger Energiefresser. Ich habe vor ein paar Jahren erfolglos versucht einem Kunden zu erklären, dass er mit der konventionellen variothermen Temperierung gerne Alu nehmen kann, aber nicht bei einer konturnahen Temperierung. Da verliert er zu viel Wärme an die toten Bereiche und verlängert sich die Zykluszeit weiter. Mit Stahl hätte er noch 1-2 Sekunden aus der Heizphase holen können.