Das Spritzgießen ist eine der beliebtesten Methoden zur Herstellung von Kunststoffteilen. Von Spielzeug über Handyhüllen bis hin zu Autoteilen werden unzählige Alltagsprodukte mit diesem Verfahren hergestellt. Für die Herstellung all dieser Artikel wird eine spezielle Ausrüstung wie eine "Form" verwendet. Es gibt jedoch mehrere Arten von Spritzgussformen, die sich in Design, Größe und Form unterscheiden.

 

So gibt es zum Beispiel einfache Formen, die für einfache Produkte verwendet werden. Einige Formen können jedoch komplizierte und komplexe Teile herstellen. Daher ist es für jeden, der mit Produktdesign zu tun hat, wichtig, diese Arten zu verstehen. Fällt es Ihnen auch schwer, die verschiedenen Formen zu unterscheiden? Kein Grund zur Sorge! Dieser Artikel macht es Ihnen leicht, indem er einige gängige Formtypen vorstellt. Also, fangen wir an!

 

Was ist eine Spritzgussform?

Eine Spritzgussform ist ein spezielles Werkzeug, das beim Spritzgussverfahren verwendet wird. Es besteht aus zwei Hälften, die zusammengefügt werden und im Inneren einen Hohlraum bilden. Dieser Hohlraum ist so geformt wie das Endprodukt. Das heiße und geschmolzene Material wird in die Form gespritzt. Beim Abkühlen wird das Material fest und nimmt die Form des Werkzeugs an. 

 

Sobald das Endprodukt fertig ist, öffnet sich die Form, und es kommt heraus. Diese Form bereitet sich auf den nächsten Zyklus vor, der fortgesetzt wird, bis die gewünschte Menge erreicht ist. Da die Formen hohem Druck und Hitze standhalten müssen, sind sie sehr robust. Zu den gängigen Materialien für Formen gehören Stahl, Aluminium und kohlenstoffreicher Stahl. 

 

Auch die Spritzgussformen werden mit speziellen Techniken wie CNC präzise hergestellt. Denn die Präzision der Form entscheidet über die Präzision des Produkts. Wenn die Form präzise ist, hat das Endprodukt die richtige Größe, Form und glatte Oberfläche. Schließlich sind diese Formen nicht auf die Herstellung von Kunststoffteilen beschränkt, sondern können auch eine Vielzahl von Spritzgießmaterialien. 

 

Hauptbestandteile einer Spritzgussform

 

Die Spritzgussform besteht aus zwei Hälften. Diese Hälften bestehen jedoch aus mehreren Teilen, die zur präzisen Herstellung von Artikeln beitragen. Werfen wir einen kurzen Blick auf diese Teile. 

• Form Basis: Es ist der äußere Teil, der alle anderen Teile hält. Er dient als Rahmen und stützt und richtet den Formkörper aus. 
• Hohlraum (A-Seite): Es ist der Hohlraum, in den das geschmolzene Material eingespritzt wird. Dieser Teil ist für die äußere Form des Produkts verantwortlich. 
• Kern (B-Seite): Es ist der erhabene Teil, der die innere Oberfläche des Produkts formt. Er befindet sich in der Regel in der hinteren Hälfte der Form.
• Läufer- und Torsystem: Angüsse sind die Kanäle, die das geschmolzene Material führen. Chanel hilft dem Material, von der Einspritzstelle zur Kavität zu gelangen. Die Anschnitte hingegen sind kleine Öffnungen. Sie steuern den Fluss in jeden Teil der Kavität. 
• Auswerfersystem: Das Auswerfersystem umfasst Stifte. Diese Stifte drücken das Formteil nach dem Abkühlen aus. 

 

Arten von Spritzgussformen

 

Wie ich bereits sagte, gibt es verschiedene Arten von Spritzgussformen. Alle diese Typen unterscheiden sich in mehreren Aspekten, und diese zu verstehen ist entscheidend für präzise Ergebnisse. Lassen Sie uns eintauchen und einige gängige Arten von Spritzgießwerkzeugen mit ihren Spezifikationen erkunden. 

 

1- Zwei-Platten-Form

Sie ist die häufigste und einfachste Art von Spritzgussformen. Sie wird Zwei-Platten-Form genannt, weil sie zwei Teile enthält: Die Kernseite und die Kavitätenseite. Die Kernseite ist die bewegliche Hälfte, während die Hohlraumseite fest ist. Diese beiden Hälften kommen zusammen und bilden einen Hohlraum im Inneren. Außerdem enthält sie spezielle Kanäle, die Angüsse genannt werden und zu den Angusskanälen führen. 

Wenn Sie das geschmolzene Material einspritzen, folgt es diesem Weg und erreicht die Kavität. Beim Abkühlen erhält man die exakte Form des Produkts. Zweischichtige Formen haben jedoch keine komplexe Struktur. Sie eignen sich daher ideal für einfache Designprodukte wie Knöpfe und Kappen. 

 

2- Drei-Platten-Form

Eine Drei-Platten-Form ist eine fortschrittliche Spritzgussform im Vergleich zu einer Zwei-Platten-Form. Wie der Name schon sagt, enthält es drei statt zwei Teile. Dazu gehören eine Hohlraumplatte, eine Kernplatte und eine Angussplatte. Dieses zusätzliche Teil macht es flexibel für komplexe Teile und bietet sauberere Oberflächen. 

WIE? Bei den Zweiplattenformen kommen das Kunststoffteil und der Anguss zusammen. Aber bei dreiplätzigen Formen öffnet sich die Form an zwei Stellen. Einmal gibt sie den Rest des Angusses frei und ein zweites Mal das Endteil. Auf diese Weise erhält das Endprodukt eine sauberere und glattere Oberfläche. 

Schnelles Highlight: Der Angusskanal ist der kleine Kanal im Inneren der Spritzgussform. Er führt das geschmolzene Material von der Maschine zum Formhohlraum. Nach dem Abkühlen des Materials wird der Angusskanal jedoch zu einem festen Kunststoff. Daher muss er entfernt oder recycelt werden, um die Effizienz des Produkts zu verbessern. 

 

3- Heißkanalform

Dabei handelt es sich um eine spezielle Art von Spritzgussform, bei der das Material die ganze Zeit über heiß bleibt und im System schmilzt. Bei diesem System werden Heißkanäle aus Metall anstelle der üblichen Kaltkanäle verwendet. Diese heißen Kanäle leiten das geschmolzene Material direkt in die Kavität. Während dieses Transferprozesses kühlen die Materialien nicht ab, so dass keine Abfallkanäle entstehen. 

Dies reduziert den Materialabfall und macht Spritzgießen kosteneffizient. Außerdem gibt es zwei Grundtypen dieser Formen. Das erste ist ein offenes Heißkanalwerkzeug, in dem das Material frei in das Teil fließt. Der zweite Typ ist ein Nadelverschluss-Heißkanalwerkzeug. Bei diesem Typ wird ein spezieller Stift verwendet, um den Materialfluss zu steuern. 

 

4- Familie Schimmel

Ein Familienwerkzeug ist ein weiterer Werkzeugtyp, der zwei oder mehr verschiedene Teile in einem Zyklus herstellen kann. Diese Teile sind in der Regel miteinander verwandt oder werden für dieselben Produkte verwendet. Deshalb wird sie auch als Familienform bezeichnet. Aber wie funktioniert sie? Die Familienform hat mehrere Hohlräume. Jeder dieser Hohlräume hat eine andere Form. 

Wenn Sie geschmolzenes Material in die Kavitäten gießen, entstehen gleichzeitig unterschiedlich geformte Produkte. Ich empfehle jedoch, für jede Kavität das gleiche Material zu verwenden. Unterschiedliche Materialien können sich vermischen und zu Fehlfunktionen des Produkts führen. Außerdem spart diese Form durch die gleichzeitige Herstellung verschiedener Teile sowohl Zeit als auch Geld. 

 

5- Stapelform

Eine Etagenform ist eine Art von Spritzgießwerkzeug mit mehreren Hohlraumschichten. Alle diese Kavitäten liegen wie ein Sandwich übereinander, weshalb sie auch so genannt wird. Die Form dieser Kavitäten kann jedoch gleich oder unterschiedlich sein. Es gibt nur eine Einspritzeinheit, d. h. das geschmolzene Material wird durch einen Punkt eingespritzt.  

Sie folgt dem Verlauf des Kanals und erreicht verschiedene Schichten des Hohlraums. Diese Funktion ermöglicht es, mehrere Produkte gleichzeitig herzustellen. Auf diese Weise können Sie den Ausstoß verdoppeln, ohne in zusätzliche Maschinen zu investieren. Deshalb erweist sich das Etagenwerkzeug auch als zeitsparend und kosteneffizient. 

 

6- Einsatzform

Eine Einsatzform ist ein spezieller Formtyp, der vielseitig einsetzbar ist. WIE? Beim Insert-Molding-Verfahren wird das vorgefertigte Teil zunächst in die Form eingelegt. Dieses Teil wird als Einsatzform bezeichnet. Es kann aus anderen Materialien als Kunststoff bestehen. Wenn Sie nun geschmolzenen Kunststoff in die Form spritzen, haftet er am Einsatz. 

Als Ergebnis erhalten Sie zwei Materialien in einem Produkt. Diese Formen sind der beste Weg, um zwei Produkte aus zwei verschiedenen Materialien herzustellen. Außerdem verfügen diese Formen auch über Gewinde. So können Sie auch haltbare Teile mit zusätzlichen Eigenschaften herstellen. Das spart auf lange Sicht Zeit und Geld.

 

7- Abschrauben der Form

Ungeschraubte Formen sind speziell für die Herstellung von Teilen mit Gewinde, wie z. B. Flaschenverschlüssen und Deckeln, konzipiert. Diese Teile haben Rillen, mit denen sie auf etwas anderes geschraubt werden können, um eine Dichtung zu erzeugen. Diese Rillen werden durch Abschrauben von Formen hergestellt. WIE? Diese Formen enthalten Gewindehohlräume, die wie Nuten geformt sind. Wenn Sie Material in diese Hohlräume einspritzen, nehmen sie die gleiche Gewindeform an. 

Der Schlüssel bei diesen Formen ist jedoch das Herausdrehen. Diese Formen ziehen das Teil nicht einfach sofort heraus. Stattdessen schrauben sie das Teil vorsichtig heraus und werfen es dann aus. Dieser Schritt ist entscheidend, um eine Beschädigung des Produkts zu vermeiden. Zu diesem Zweck verwenden diese Formen Hydraulikmotoren, um Teile der Form zu drehen oder abzuschrauben. 

 

8- Zwei-Schuss-Form

Eine zweischalige Form, auch bekannt als 2K-Form, stellt ein Teil aus zwei verschiedenen Materialien oder Farben her. Lassen Sie mich die Rolle des Werkzeugs in einfachen Worten ausdrücken. Diese Formen haben zwei Kavitäten. Zuerst spritzt man ein Material in die Form. Dann dreht sich die Form und richtet sich an der zweiten Kavität aus. Nun spritzt man das zweite Material in die Form. 

Die Zweischussform dreht sich erneut, und das zweite Material verbindet sich mit dem ersten. Beim Abkühlen erhält man ein Produkt aus zwei Materialien oder Farben als eine Einheit. Für diese Formen werden jedoch spezielle Spritzgussmaschinen verwendet. Diese Maschinen haben zwei Zylinder zum Einspritzen verschiedener Materialien. Insgesamt bieten diese Formen eine gute Produktqualität und sparen Zeit und zusätzliche Arbeitskosten. 

 

9- Gasunterstütztes Spritzgießen

Die gasunterstützte Spritzgussform ist ein weiterer spezieller Formtyp, der mit unterstütztem Gas arbeitet. Beim Spritzgießen von Kunststoff bleiben einige Ecken in der Form ungefüllt. Dies ist auf die zusätzliche Dicke des geschmolzenen Materials zurückzuführen. Diese hohlen Ecken müssen jedoch gefüllt werden, um die genaue Größe und Form des Endprodukts zu gewährleisten. 

Zu diesem Zweck führen die Hersteller Hilfsgas, in der Regel Stickstoff, in die Form ein. Dieses Gas drückt das heiße Material in die Ecken der Form und füllt die Leerräume aus. Das Ergebnis ist ein Teil, das keine leeren Bereiche aufweist. Für diese Preise und fehlerfreie Formen sind diese gasunterstützten Formen praktisch. Dank ihrer einzigartigen Konstruktion und ihres Materials können sie Blasgas und dessen Druck problemlos bewältigen. 

 

10- Prototyp-Form

Prototypformen sind temporäre Formen oder Versuchsformen. Sie werden verwendet, um eine kleine Anzahl von Produkten herzustellen, bevor die volle Produktion beginnt. Sie dienen also in erster Linie dazu, die Produkte zu testen, bevor Geld in teure und dauerhafte Endprodukte investiert wird. Prototypformen haben meist ein sehr einfaches Design. 

Sie enthalten nicht viele Details und sind aus Stahl oder Aluminium gefertigt, weshalb sie auch preiswerter sind. Prototyp-Formen erkennen den Fehler früher. Das spart Geld und Zeit, bevor in die Großproduktion investiert wird. Daher sind sie in der Großindustrie sehr beliebt. 

 

Welche Faktoren bestimmen die Art der zu verwendenden Form?

 

Die Wahl der richtigen Spritzgussform ist in der Fertigung von entscheidender Bedeutung. Eine falsche Form verschwendet Zeit und führt zu schlechter Produktqualität und Materialverschwendung. Es gibt jedoch einige Faktoren, die Ihnen helfen können, die richtige Art von Form zu bestimmen. In diesem Abschnitt werden wir diese Faktoren erörtern. 

 

• Teil Design: Zunächst sollten Sie sich über das Design des Teils im Klaren sein. Wenn es einfach ist, können Sie ein einfaches Zwei-Platten-Werkzeug verwenden. Bei komplexen Merkmalen wie Gewinden sollten Sie jedoch Drei-Platten-Werkzeuge verwenden.
• Verwendetes Material: Verschiedene Materialien verhalten sich beim Einspritzen oder Schmelzen unterschiedlich. Einige sind leicht zu schmelzen, während andere hohe Temperaturen erfordern. Für solche Materialien sind Heißkanalwerkzeuge gut geeignet.
• Produktionsvolumen: Auch die Anzahl der benötigten Teile beeinflusst den Formentyp. Wenn Sie Musterprodukte herstellen, wählen Sie Prototypformen. Für die Massenproduktion hingegen sind Familienformen oder Etagenformen zuverlässig.
• Oberflächengüte und Teilequalität: Manche Produkte müssen glatt und glänzend aussehen. In einem solchen Fall ist eine Form, die einen zentralen Anschnitt ermöglicht, ideal. Sie sollten sich für gasunterstützte und dreischichtige Formen entscheiden.
• Kosten und Budget: Jede Art von Form hat unterschiedliche Preise. Ihre Wahl hängt von Ihrem Budget und der Produktmenge ab. Wenn Ihr Budget begrenzt ist und es sich um ein einfaches Teil handelt, sollten Sie sich für eine Heißkanalform entscheiden. Fortgeschrittene Formen, wie z. B. zweischalige Formen, eignen sich jedoch am besten für die Herstellung von Details und langfristige Einsparungen.

 

Häufig gestellte Fragen 

 

Können Spritzgussformen wiederverwendet werden?

Ja, Spritzgussformen können wiederverwendet werden, und das ist einer ihrer größten Vorteile. Sie sind speziell dafür ausgelegt, immer wieder verwendet zu werden. Sobald die Form fertig ist, können Sie sie tausende Male zur Herstellung von Produkten verwenden. 

 

Warum sind manche Spritzgussformen so teuer?

Einige Spritzgussformen sind teuer, weil sie präzise und stabil sein müssen. Zu diesem Zweck werden sie mit speziellen Techniken wie CNC und 3D-Druck hergestellt. Diese Methoden erfordern erfahrene Arbeitskräfte und teure Materialien. Aus diesem Grund steigen die Gesamtkosten für einige komplexe und langlebige Gussformen. 

 

Wie lange hält eine Spritzgussform?

Die Lebensdauer einer Spritzgussform hängt von ihrem Material und ihrer Konstruktion ab. Einige Formen werden aus robusten Materialien wie gehärtetem Stahl hergestellt. Sie können 500.000 bis über 1 Million Zyklen überstehen. Allerdings ist auch die richtige Wartung entscheidend für die Verlängerung ihrer Lebensdauer. 

 

Schlussfolgerung 

 

Das Spritzgießen spielt in der modernen Fertigung eine wichtige Rolle. Es hilft bei der Herstellung von Produkten des täglichen Bedarfs bis hin zu Industriewerkzeugen. Im Mittelpunkt dieses Prozesses steht das Formwerkzeug, das die Präzision und Form des Endprodukts bestimmt. In diesem Artikel haben wir uns verschiedene Arten von Spritzgusswerkzeugen angesehen.

 

Alle diese Typen unterscheiden sich in Design und Handhabung. So gibt es zum Beispiel Formen, die einfach aufgebaut sind und einfache Produkte herstellen. Andere hingegen sind auf die Herstellung komplizierter und komplexer Teile spezialisiert. Die Präzision dieser Formen entscheidet über die Präzision der Endprodukte. Daher werden sie mit speziellen Techniken hergestellt. Wenn eine Form einmal fertig ist, kann man sie immer wieder verwenden.