Materialauswahl und -verarbeitung für Spritzgießwerkzeuge

Etwa fünfundsiebzig Prozent der Arbeit, die mit den Kunststoffformprozessen verbunden ist, sind bekanntlich Spritzgussverfahren. Der Erfolg dieses Prozesses hängt von der Arbeit ab, die am Design und der Funktionalität der Form geleistet wurde, sowie von dem Material, das bei der Herstellung der Form verwendet wurde. Die Verwendung des richtigen Materials für die Herstellung der Form trägt jedoch wesentlich dazu bei, dass die Form stark, genau und effizient ist, was den Formprozess betrifft, insbesondere wenn Massenproduktionsmethoden eingesetzt werden. In der vorliegenden Arbeit diskutieren wir die Materialauswahl und -verarbeitung für Spritzgießwerkzeuge und HSM, ein dominanter Akteur in der Spritzgießindustrie, wird als Fallstudie genommen.

Bedarf an Materialauswahl für Spritzgießwerkzeuge

Die Lebensdauer, die Verwendung, die Kosteneffizienz und der Austausch der Form werden alle von dem Material beeinflusst, das im Spritzgussformenbau verwendet wurde. Die verwendeten Formen sind immer extremen Temperaturen, Drücken und Reibungen ausgesetzt und es liegt auf der Hand, dass einige Materialien ausgewählt werden müssen, die solche missbräuchlichen Bedingungen standhalten können. Dies sind einige der Überlegungen, die bei der Materialauswahl berücksichtigt werden sollten. 

1. Festigkeit und Verschleiß: Aufgrund der Anzahl der durchgeführten Einspritzzyklen ist es nicht ungewöhnlich, dass Formen wiederholt verwendet werden, was zu einem gewissen Verschleiß führt. Aus diesem Grund werden für die Formen Werkstoffe mit hoher Härte und Verschleißfestigkeit, wie z.B. Werkzeugstähle, verwendet, die sehr langlebig sein müssen.

2. Wärmeleitfähigkeit: Eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Erzeugung der gewünschten Zykluszeiten und das Erreichen einer gleichmäßigen Kühlung ist die Effizienz der Wärmeübertragung. Die Zykluszeit wird verkürzt und solche Materialien sind Endprodukte von guter Qualität, da sie die Wärme gut leiten. Ingenieure nutzen regelmäßig Wärmeenergie, die ihnen hilft, ihre Aufgaben effizient zu erledigen. 

Korrosionsbeständigkeit: Aufgrund von Feuchtigkeit und Chemikalien kommen Formen zwangsläufig mit Korrosion in Kontakt. Daher sollten komplexe und mit hoher Präzision hergestellte Teile aus Materialien gefertigt werden, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen. 

Hauptmaterialien, die in Spritzgussformen verwendet werden

1. Werkzeugstahl:Spritzgussformenbestehen aus Werkzeugstählen wie P20, H13, S7 und anderen aufgrund ihrer relativ höheren Fähigkeit, die Härte zu erhalten, sowie ihrer Verschleiß- und Temperaturbeständigkeit. Aus diesem Grund verwendet HSM häufig diese Hochleistungsstähle, die bei der Herstellung von hochbelastbaren Formen im Spritzgusssektor helfen. 

2. Edelstahl: Formen aus Edelstahl sind in Bereichen wie der Medizin- und Lebensmittelindustrie einsetzbar, in denen viel Hygiene und Beständigkeit gegen rauere Umgebungen erforderlich sind, da dieses Material zäh ist und nicht leicht korrodiert. 

3. Aluminium: Spritzgussformen aus Aluminium sind nicht so robust, werden aber manchmal vor allem in Spritzgussformen mit geringem Produktionsvolumen eingesetzt, da Aluminium eine gute Wärmeleitfähigkeit für kürzere Zykluszeiten bietet und eine bessere Bearbeitbarkeit als Stahl ermöglicht.

Die Materialauswahlstrategie von HSM

HSM als eines der führenden Spritzgießunternehmen weiß, dass für jede einzelne Anwendung das richtige Material ausgewählt werden muss. Ihre umfangreichen erfahrenen Ingenieure berücksichtigen verschiedene Aspekte wie die Art des zu spritzenden Materials, den Komplexitätsgrad des Formdesigns oder die Größe des Marktziels für die vorgeschlagenen Materialien.

HSM verwendet jedoch eine allgemeine Praxis der Verwendung von Werkzeugen aus hochwertigem Stahl H13 für größere, komplexere Formen, die hohe verschleiß- und temperaturbeständige Eigenschaften erfordern. Für Anwendungen, bei denen diese Eigenschaften nicht hoch genug sind, können sie die Verwendung von Edelstahl vorschlagen oder die Form mit speziellen Beschichtungen versehen, die sie wirksam vor Chemikalien und Feuchtigkeit schützen. Darüber hinaus setzt HSM die neuesten Technologien in der Produktion ein, um eine kontrollierte und nachhaltige Verarbeitungsbehandlung zu erreichen, die die Qualität der Formen und ihre Lebenserwartung erhöht.

Schimmelpilzaufbereitung und Ökologie

Nachdem das optimale Material ausgewählt wurde, wird die Form sehr genau der Herstellung und Endbearbeitung von Formen wie Fräsen, Schleifen und Polieren unterzogen, um der erforderlichen Geometrie zu entsprechen. Da HSM über eine fortschrittliche Technologie verfügt, konzentriert sich das Unternehmen auch auf die Verbesserung der Bedingungen jeder Form, wodurch die Festigkeit und Haltbarkeit jeder Form aufgrund von Verschleiß erhöht wird.