Das SKP-Team Das sind Wir

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1 Herzlich Willkommen

2 Das SKP-Team Das sind Wir Rolf Storz Michael Waibel Oliver Wanner Markus Kumpf Anita Engesser Storz Melanie Linnert Petra Maier Storz Kunststoffperipherie GmbH Jägerweg Donaueschingen - Deutschland Tel: + 49 (0) Fax: +49 (0) info@storz-kp.de

3 Die Produkte der SKP im Überblick Storz Kunststoffperipherie GmbH Jägerweg Donaueschingen - Deutschland Tel: + 49 (0) Fax: +49 (0) info@storz-kp.de

4 Variotherme Temperierung mittels flüssiger Medien HB-THERM AG, St. Gallen

5 Variotherme Temperierung mittels flüssiger Medien Inhalt Dynamische Temperierverfahren im Vergleich Funktionsprinzip Verhalten Vorteile und Grenzen Worauf zu achten ist (Werkzeugkonstruktion, Energie, Anbindung, Ansteuerung) Lösung HB-Therm Empfohlenes Vorgehen (Abklärung Verfahren, Beurteilung Anwendung, Versuche) Zubehör (IR-Temperatursensor, Näherungsschalter) Alternative Impulstemperierung

6 Übersicht Temperierverfahren Temperierung Statisch Dynamisch Durchflussregelung Temperaturregelung Elektrische Heizung Intermittierend Variotherm CO 2 Kaltwasser Temperiermedium Fluid Elektrisch Dampf Widerstand Induktiv Infrarot Laser R0136-D 1140

7 Durchflussregelung Durchfluss geregelt Kühlwasser R0137-D 1420

8 Durchflussregelung Rahmenbedingungen nur mit niedrigen Temperaturen möglich geringe Ansprüche an Temperaturverteilung im Verbraucher kein Vorheizen vor dem Produktionsstart möglich abhängig von Temperatur und Druck des Kaltwassers Anwendungen kalt gefahrene Spritzgiesswerkzeuge und andere Verbraucher, bei denen die Temperaturgenauigkeit und -verteilung eine untergeordnete Rolle spielt kalte Zonen von Spritzgiess- und Druckgussformen (Düsenbereich, Aufspannung) R0138-D 1140

9 Durchflussregelung Kaltwasserverteiler mit Durchfluss- und Temperaturanzeige an einer Spritzgiessmaschine R0139-D 1140

10 Temperaturregelung Temperatur geregelt M R0140-D 1420

11 Temperaturregelung Rahmenbedingungen maximale Temperaturen für Wasser bis über 230 C und Öl bis etwa 350 C minimale Temperaturen bis in den Bereich der Kühlwassertemperatur Anwendungen Spritzgiessen (Werkzeug) Druckguss (Werkzeug) Extrusion (Schnecke, Zylinder, Düsen, Bäder) Schäumen (Behälter, Formen) Duroplast (Werkzeug) Drucken (Walzen) Beschichten (Walzen, Bäder) Längenkalibriereinrichtung (Ausdehnung) Labor (Sprühkammer, Schmiermitteltest usw.) R0141-D 1140

12 Elektrische Heizung (direkt) Strom geregelt Heizelemente Elektrischer Strom R0142-D 1420

13 Elektrische Heizung (direkt) Rahmenbedingungen Temperaturen im Bereich bis 400 C oder höher geringe Ansprüche an Temperaturverteilung im Verbraucher keine Kühlung möglich Anwendungen heiss gefahrene Duroplast-Werkzeuge und andere Verbraucher, die nur beheizt werden müssen und bei denen die Temperaturverteilung eine untergeordnete Rolle spielt Heisskanalsysteme Zylindertemperierung R0143-D 1140

14 Elektrische Beheizung (direkt) Widerstandsheizelemente für den Einsatz in Spritz- und Duroplast-Werkzeugen R0144-D 1420

15 Intermittierende Kühlung (Impulskühlung) Durchfluss getaktet Kühlwasser R0145-D 1420

16 Intermittierende Kühlung (Impulskühlung) Rahmenbedingungen geeignete Werkzeugkonstruktion (möglichst geringe Masse, die intermittierend temperiert werden soll) tendenziell kleine Temperierkanalabstände und grosse Zykluszeiten ausreichende Prozessenergie geeignete Ansteuerung der Umschaltventile im gewünschten Verhältnis und Takt der Maschine Anwendungen Temperierung von Spritzgiesswerkzeugen, die auf Grund ihrer Konstruktion für die dynamische Temperierung geeignet sind (kleine Abstände Temperierkanal zu Formnest) Eliminieren von Hotspots dank partiell erhöhter Kühlleistung relativ niedrige Werkzeugtemperaturen Werkzeuge, die kalt angefahren werden können R0146-D 1140

17 Impulskühlung Impulskühleinheit mit Durchflussanzeigen, Ventilen und Steuerung für 4 Kreise R0147-D 1140

18 Intermittierende Temperierung Temperatur geregelt, Durchfluss getaktet Temperiergerät R0148-D 1420

19 Intermittierende Temperierung Rahmenbedingungen geeignete Werkzeugkonstruktion (möglichst geringe Masse, welche intermittierend temperiert werden soll) tendenziell kleine Temperierkanalabstände und grosse Zykluszeiten geeignete Ansteuerung der Umschaltventile im gewünschten Verhältnis und Takt der Maschine Anwendungen Temperierung von Partien in Spritzgiesswerkzeugen, die auf Grund ihrer Konstruktion für die dynamische Temperierung geeignet sind (kleine Abstände Temperierkanal zu Formnest) Werkzeuge, die wärmer gefahren werden und bei denen ein kaltes Anfahren nicht möglich ist R0149-D 1140

20 Impulstemperierung Angebaute Ventileinheit zur Impulstemperierung eines Kreise R0150-D 1420

21 Intermittierende CO2-Kühlung Funktionsprinzip Beispiel einer CO 2 -Kühlung an einem Spritzgiesswerkzeug R0151-D 1420

22 Intermittierende CO 2 -Kühlung Rahmenbedingungen geeignete Werkzeugkonstruktion (möglichst geringe Masse, die intermittierend temperiert werden soll) tendenziell kleinere Temperierkanalabstände und grosse Zykluszeiten geeignete Ansteuerung der Umschaltventile im gewünschten Verhältnis und Takt der Maschine Anwendungen Kühlung von Partien in Spritzgiesswerkzeugen, die auf Grund ihrer Konstruktion für die dynamische Temperierung geeignet sind (kleine Abstände Temperierkanal zu Formnest) Eliminieren von Hotspots auf Grund der partiell erhöhten Kühlleistung R0152-D 1140

23 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Durchfluss heiss - kalt getaktet Temperiergerät Temperiergerät R0153-D 1420

24 Variotherme Temperierung Rahmenbedingungen geeignete Werkzeugkonstruktion (möglichst geringe Masse, die variotherm temperiert werden soll) tendenziell kleine Temperierkanalabstände und grosse Zykluszeiten geeignete Ansteuerung der Umschaltventile im gewünschten Verhältnis und Takt der Maschine Anwendungen extrem kleine Fliessquerschnitte (hohe Einspritzdrücke) extreme Wandstärkenverhältnisse (Reduktion von Einfallstellen) verbesserte Oberflächenqualität bei geschäumten und faserverstärkten Teilen zur Abformung feinster Strukturen und hohe Konturtreue (z. B. bei optischen Linsen, Mikro- oder Nanostrukturen, Klavierlack usw.) Teile mit Bindenähten im optisch kritischen Bereich R0154-D 1140

25 Variotherme Temperierung, flüssig beheizt Anlage zur variothermen Temperierung mit Standard-Temperiergeräten Umschalteinheit Gerät kalt Gerät heiss R0155-D 1420

26 Variotherme Temperierung, mit Keramik beheizt Keramikheizung Temperierkanäle Bild: GWK (DE) Werkzeugeinsatz mit integrierter Keramikheizung R0156-D 1420

27 Variotherme Temperierung, mit Dünnfilm- Heizleiterschicht Das GREENMOLD TM Konzept Sekundär beheizte Formoberflächen zur Optimierung der Bauteilqualität Impulsheizung über Temperiergerät Höhere Effizienz zu alternativen Technologien Geringere Investitionskosten Verschleissschutzschicht Kombinierbar mit Funktion, z. B. zur Entspiegelung Heizleiterschicht 2 3 µm Schichtdicke Isolationsschicht Formstahl Quelle: KIMW (Germany) Werkzeugeinsatz R0611-D 1451

28 Variotherme Temperierung, induktiv beheizt Bild: Cage System, RocTool (FR) R0157-D 1420

29 Variotherme Temperierung, infrarot beheizt Bild: Image: Fa. Engel Engel (AT) (A) R0158-D 1420

30 Variotherme Temperierung, mit Laser beheizt Laseroptik Transparenter Formeinsatz Kollimierter Laserstrahl 23 mm Laserscanner Lichtleitkabel Bild: IKV (DE) Laserstrahlung R0612-D 1451

31 Variotherme Temperierung, Dampf beheizt Anlagenschema Dampfheizung / Wasserkühlung Bild: Steam-Assist, Sysco (JP) Durch leistungsfähige konturnahe Temperierung werden Heiz- und Kühlzeiten verkürzt Demo-Bauteil 3D-gefräste Kühlung R0159-D 1420 Bild: Hofmann Werkzeugbau (DE)

32 Gegenüberstellung Heizverfahren variothermer Temperierprozesse R0160-D 1140

33 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Durchfluss heiss - kalt getaktet Temperiergerät Temperiergerät R0153-D 1420

34 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Rahmenbedingungen geeignete Werkzeugkonstruktion (möglichst geringe Masse, die variotherm temperiert werden soll) tendenziell kleine Temperierkanalabstände und grosse Zykluszeiten geeignete Ansteuerung der Umschaltventile im gewünschten Verhältnis und Takt der Maschine Anwendungen extrem kleine Fliessquerschnitte (hohe Einspritzdrücke) extreme Wandstärkenverhältnisse (Reduktion von Einfallstellen) verbesserte Oberflächenqualität bei geschäumten und faserverstärkten Teilen zur Abformung feinster Strukturen und hohe Konturtreue (z. B. bei optischen Linsen, Mikro- oder Nanostrukturen, Klavierlack usw.) Teile mit Bindenähten im optisch kritischen Bereich R0154-D 1140

35 Einfluss der variothermen Temperierung Ohne variotherme Temperierung Mit variothermer Temperierung Abformung von Mikrostrukturen: kalte Werkzeugwand kalte Werkzeugwand Schmelze mit Quellfluss Erstarrte Randschicht kalte Werkzeugwand heisse Werkzeugwand Bildung sichtbarer Bindenähte: kalte Werkzeugwand kalte Werkzeugwand kalte Werkzeugwand heisse Werkzeugwand R0614-D 1451

36 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Beteiligte Einheiten Werkzeug Umschalteinheit Temperiergeräte Spritzgiessmaschine Varianten Gemeinsamer / getrennter Temperierkreis Wärmeträger Wasser / Öl Fokus HB-Therm Gemeinsamer Temperierkreis Wärmeträger Wasser R0616-D 1451

37 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Vorteile Versuche und auch Produktion sind mit vorhandenem Werkzeug möglich, sofern die Werkzeugkonstruktion dafür geeignet ist (Temperierkanalanordnung) auch für Anwendungen mit mittelgrossen Flächen und unterschiedlichsten Formen einsetzbar kein Überhitzen und dadurch Beschädigung des Werkzeugs möglich Dank Verwendung von HB-Therm Standard Geräten können diese auch für normale isotherme Temperierung eingesetzt werden. Grenzen Die maximal erreichbare obere Temperatur an der Kavität kann nicht höher liegen als die maximale Betriebstemperatur des heissen Gerätes. Der Temperaturverlauf an der Formnestoberfläche wird zur Hauptsache von der Lage der Temperierkanäle im Werkzeug bestimmt. R0617-D 1451

38 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Ausbreitung der Temperaturschwingung Ähnlich wie die Ausbreitung von Wellen im Wasser verhält sich die Temperaturschwingung im Werkzeug. Am Wellenursprung ist die Schwingung (Amplitude) am grössten und nimmt mit grösser werdendem Abstand ab. R0618-D 1451

39 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Ausbreitung der Temperaturschwingung im Werkzeug Bei längeren Zykluszeiten vergrössert sich die Wärmeeindringtiefe und damit auch die Restschwingung an der Formnestoberfläche. Wärmeträger wechselweise heiss / kalt Zyklus kurz Wärmeeindringtiefe Formnest Temperatur Gerät heiss Temperatur Werkzeug Maximale Werkzeugtemperatur Minimale Werkzeugtemperatur Temperatur Gerät kalt Restschwingung Formnestoberfläche Differenz heiss - kalt R0619-D 1451

40 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Ausbreitung der Temperaturschwingung im Werkzeug Bei längeren Zykluszeiten vergrössert sich die Wärmeeindringtiefe und damit auch die Restschwingung an der Formnestoberfläche. Wärmeträger wechselweise heiss / kalt Zyklus lang Wärmeeindringtiefe Formnest Temperatur Gerät heiss Temperatur Werkzeug Maximale Werkzeugtemperatur Minimale Werkzeugtemperatur Temperatur Gerät kalt Restschwingung Formnestoberfläche Differenz heiss - kalt R0620-D 1451

41 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Ausbreitung der Temperaturschwingung im Werkzeug Bei geringeren Abständen zwischen Temperierkanal und Formnestoberfläche vergrössert sich die Restschwingung an der Formnestoberfläche. Wärmeträger wechselweise heiss / kalt Abstand gross Wärmeeindringtiefe Formnest Temperatur Gerät heiss Temperatur Werkzeug Maximale Werkzeugtemperatur Minimale Werkzeugtemperatur Temperatur Gerät kalt Restschwingung Formnestoberfläche Differenz heiss - kalt R0621-D 1451

42 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Ausbreitung der Temperaturschwingung im Werkzeug Bei geringeren Abständen zwischen Temperierkanal und Formnestoberfläche vergrössert sich die Restschwingung an der Formnestoberfläche. Wärmeträger wechselweise heiss / kalt Abstand klein Wärmeeindringtiefe Formnest Temperatur Gerät heiss Temperatur Werkzeug Maximale Werkzeugtemperatur Minimale Werkzeugtemperatur Temperatur Gerät kalt Restschwingung Formnestoberfläche Differenz heiss - kalt R0622-D 1451

43 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Variotherme Masse (Ersatz-Eindringtiefe δ) Das ist die Masse, welche innerhalb des Spritzzyklus ihre Temperatur ändert. Für die Leistungsberechnung wird über die Ersatz-Eindringtiefe eine Ersatzmasse bestimmt. Wärmeträger wechselweise heiss / kalt Formnest Temperatur Werkzeug Variotherme Masse (Ersatzmasse) Ersatz-Eindringtiefe δ (delta) R0623-D 1451

44 Gestaltungsgrundsätze für Anwendungen variothermer Temperierung R0161-D 1140

45 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Konsequenzen für die Werkzeugkonstruktion Der variotherm zu temperierende Bereich soll so klein wie möglich gehalten werden. Vorteilhaft ist die Isolierung des Bereichs zum Rest des Werkzeugs (z.b. durch Formeinsätze mit Luftspalt). Die Temperierkanäle sind unter Berücksichtigung des zulässigen Temperierfehlers möglichst nahe der Formnestoberfläche zu platzieren. Werkzeuginterne Zuführkanäle sind so kurz wie möglich zu halten. Gegebenenfalls sind Zuführrohre zu verwenden. R0624-D 1451

46 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Hydraulikprinzip Zwei Einzel-/Modulgeräte (TH, TC) Umschalteinheit mit Umschaltspeicher (VS) Gekoppelte Hydraulikkreise mit abgestimmter Druckregelung TH (heiss) WZG (Werkzeug) TC (kalt) VS R0625-D 1451

47 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Druckregelung Zur Vermeidung von Verdampfung sowie zur Vereinfachung der Umschalteinheit sind die Rückläufe der beiden beteiligten Temperiergeräte zusammen geschlossen und liegen damit auf demselben Druckniveau. Das kalte Gerät darf deshalb den Druck nicht unter den Solldruck des heissen Gerätes senken. Druckregelung Thermo-5 Druckregelung Thermo-5 für variothermes Verfahren R0626-D 1451

48 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Betriebsarten Nicht zum Werkzeug zugeschaltete Geräte arbeiten im Bypass. In der Betriebsart neutral wird der Verbraucher (Werkzeugeinsatz) die Temperatur des angrenzenden Werkzeugbereich annehmen. TH (heiss) WZG TH (heiss) WZG TC (kalt) TC (kalt) VS heiss VS kalt TH (heiss) WZG TC (kalt) VS neutral R0627-D 1451

49 Variothermes Verfahren Fluid-Fluid Umschaltvorgang Beim Umschaltvorgang gelangt das Volumen des Werkzeugkreises (inkl. Leitungen zwischen Umschalteinheit und Werkzeug) in das 'falsche' Gerät (heisses Medium in das kalte Gerät und umgekehrt), was mehr Geräteleistung erfordert. Zur Kompensation der Zusatzleistung dient ein Umschaltspeicher. TH (heiss) WZG TH (heiss) WZG TC (kalt) VS heiss TC (kalt) VS umschalten auf kalt TH (heiss) WZG TH (heiss) WZG TC (kalt) VS kalt TC (kalt) VS umschalten auf heiss R0628-D 1451

50 Prozessablauf Temperaturverlauf isotherm / variotherm C Einspritzen Tg isotherm T Wzg variotherm TH U E Wzg TC H K H K H K TH Heisswasser: Temperatur? TC Kaltwasser: Temperatur? UE Umschalteinheit: Schaltzeiten? Ermitteln durch Versuche oder mit Unterstützung der Assistenten R0629-D 1451

51 Temperaturverlauf variotherm Amplitude, abhängig von Temperierkanalanordnung (Abstand zu Kavität) C Einspritzen Tg Kavitätsfern Kavitätsnah H K H K H K Bei vorhandenem Werkzeug nicht beeinflussbar Unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit des Werkzeugwerkstoffs hat gleichen Effekt R0630-D 1451

52 Temperaturverlauf variotherm Amplitude, abhängig von Gerätetemperaturen C TH TC Tg Differenz heiss kalt klein Differenz heiss kalt gross H K H K H K Mit Temperaturen der beiden Geräte beeinflussbar R0631-D 1451

53 Temperaturverlauf variotherm Amplitude, abhängig von Ansteuerzyklus C Lange Zykluszeit Tg Kurze Zykluszeit H K H K H K H K H K H Mit Ansteuerzyklus beeinflussbar Längere Zykluszeit ergibt grössere Amplitude R0632-D 1451

54 Temperaturverlauf variotherm Amplitude, abhängig von Taktverhältnis (Heizen zu Kühlen) C Längere Heizzeit Tg Kürzere Heizzeit H K H K H K H K H K H Mit Ansteuerzyklus beeinflussbar Heizzeit = Kühlzeit ergibt grösste Amplitude Heizzeit < Kühlzeit ergibt niedrigeren Mittelwert Heizzeit > Kühlzeit ergibt höheren Mittelwert R0633-D 1451

55 Temperaturverlauf variotherm Fazit Reaktionsverhalten ist von Werkzeugkonstruktion gegeben Die erreichbare Amplitude ist von den eingestellten Temperaturen an den Temperiergeräten sowie dem Ansteuertakt der Maschine abhängig. R0634-D 1451

56 Anlage zur variothermen Temperierung mittels flüssigem Medium Zwei Temperiergeräte mit Umschalteinheit

57 Umschalteinheit zur variothermen Temperierung Vario-5 R D 1350

58 Bedienung der Anlage zur variothermen Temperierung Vario-5 Bedienung an einem der beiden Geräte Anzeige der Werte numerisch oder mit Diagramm

59 Temperaturverlauf variotherm Zeitverzögerung C VS Wzg Tg Kavität tv tv H K H K H K H Verzögerungszeit tv klein bei: kleinem Abstand Temperierkanal - Kavität grossem Durchfluss kurzer Zuleitung Umschalteinheit - Werkzeug tv typisch 4 12 s R0635-D 1451

60 Ansteuerung von Maschine Ansteuerung ohne Berücksichtigung der Zeitverzögerung C Verzögerungszeit (systembedingt) V Ungewollte Verschiebung des Extrempunktes V K H K H K H K Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen R0637-D 1451

61 R0636-D 1451 Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen K H K H K H K C Ansteuerung ohne Zeitverzögerung (Idealfall) Ansteuerung von Maschine

62 Ansteuerung von Maschine Ansteuerung mit Berücksichtigung der Zeitverzögerung Temperaturverlauf: Werkzeug C V Verzögerungszeit (systembedingt) Ungewollte Verschiebung des Extrempunktes Material: Glas-Übergangstemperatur V Temperierung: - Heizen - Kühlen K H K H K H K Zyklus Maschine Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen R0638-D 1451

63 Ansteuerung von Maschine Ansteuerung mit Berücksichtigung der Zeitverzögerung C Verzögerungszeit (systembedingt) V Ungewollte Verschiebung des Extrempunktes V K H K H K H K Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen R0639-D 1451

64 Typischer Temperaturverlauf Erforderliche Parameter zum Erreichen der Zielgrössen C Twzo tv Twzu K H K H K H K Zykluszeit TH TC Parameter Zielgrösse Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen R0640-D 1451

65 Ansteuerung mit Taktsignal (Zeiteinstellung an Variotherm Anlage) Maschinentakt bei «Werkzeug geschlossen», Start mit Heizen C V V K H K H K H K Verzögerung Heizen Verzögerung Heizen Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen R0641-D 1451

66 Ansteuerung mit Taktsignal (Zeiteinstellung an Variotherm Anlage) Maschinentakt bei «Start Werkzeug öffnen», Start mit Kühlen C V V K H K H K H K Verz. Kühlen Verz. Kühlen Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen R0642-D 1451

67 Ansteuerung mit Temperatur halten Neutrale Phase (kein Heizen, kein Kühlen, z.b. während Nachdruck) C Verzögerungszeit (systembedingt) V Ungewollte Verschiebung des Extrempunktes V K H N K H N K H N Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen R0643-D 1451

68 Verhalten bei Produktionsunterbrechung Maschinentakt bei «Start Werkzeug öffnen», Start mit Kühlen C V V Basistemperierung K H K H N K Verz. Kühlen Verz. Kühlen Nebenzeit Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen Unterbrechung R0644-D 1451

69 Verhalten bei Produktionsunterbrechung Maschinentakt bei «Werkzeug geschlossen», Start mit Heizen C V V Basistemperierung K H K N H K Verzögerung Heizen Nebenzeit Nebenzeit Einspritzzeit Nachdruckzeit Restkühlzeit Nebenzeit Einspritzzeit öffnen Entnahme schliessen öffnen Entnahme schliessen Unterbrechung R0645-D 1451

70 Ansteuerung Maschinensignal als Umschaltbefehl Die Ansteuerung von Heizen und Kühlen muss synchron mit dem Takt der Maschine erfolgen. Dazu werden Signalkontakte verwendet (3 Möglichkeiten): Maschine bringt Signale für Heizen und Kühlen Zeiten Heizen/Kühlen TH TC Maschine VS Heizen Kühlen Maschine bringt nur Taktsignal Zeitpunkt Takt Maschine TH VS TC Zeiten Heizen/Kühlen Heizen Kühlen Näherungsschalter bringt Taktsignal aufgrund Werkzeugbewegung Zeitpunkt Takt Maschine TH VS TC Zeiten Heizen/Kühlen Heizen Kühlen R0646-D 1451

71 Assistenten Zweck Die Assistenten bieten Unterstützung bei der Anwendung mit variothermer Temperierung: Ermittlung des Temperaturverhaltens einer Anwendung (Verzögerungszeit, Reaktionszeit) Ermittlung der Gerätetemperaturen Ermittlung der Schaltzeiten bei Verwendung des Taktsignals der Maschine R0649-D 1451

72 Empfohlenes Vorgehen 1. Auswahl des geeigneten Verfahrens zur variothermen Temperierung Soll aufzeigen, welche Methode der variothermen Temperierung aufgrund ihrer Eigenschaften für die Anwendung geeignet ist. 2. Beurteilung der geplanten Anwendung Ist das Fluid-Fluid Verfahren für die angestrebte Verbesserung geeignet? Wie ist das Reaktionsverhalten der Anwendung und welche Temperaturverläufe können erwartet werden? Welche Geräteleistungen werden dafür benötigt? Worauf ist im Speziellen noch zu achten? 3. Versuche Mit Versuchen am offenen Werkzeug (Trockenlauf) soll ermittelt werden, ob die in der Beurteilung berechneten Werte erreicht werden und welche Leistungen effektiv erforderlich sind. Ermitteln der Schaltpunkte für die Anwendung. R0656-D 1451

73 Beurteilung der geplanten Anwendung Beispiel einer Berechnung des Temperaturverlaufs an der Formnestoberfläche R0657-D 1451

74 Versuche am offenen Werkzeug Beispiel einer Aufzeichnung an der variothermen Anlage über USB R0658-D 1451

75 Versuche am offenen Werkzeug Infrarot Aufnahme an Versuchswerkzeug (Oberfläche eingeschwärzt) R0659-D 1451

76 Intermittierende Temperierung Temperatur geregelt, Durchfluss getaktet Temperiergerät R0148-D 1420

77 Intermittierende Temperierung Rahmenbedingungen geeignete Werkzeugkonstruktion (möglichst geringe Masse, welche intermittierend temperiert werden soll) Wärme muss über benachbarte, kälter gefahrene Kreisläufe abgeführt werden können tendenziell kleine Temperierkanalabstände und grosse Zykluszeiten geeignete Ansteuerung der Umschaltventile im gewünschten Verhältnis und Takt der Maschine Anwendungen Temperierung von Partien in Spritzgiesswerkzeugen, die auf Grund ihrer Konstruktion für die dynamische Temperierung geeignet sind (kleine Abstände Temperierkanal zu Formnest) Werkzeuge, die wärmer gefahren werden und bei denen ein kaltes Anfahren nicht möglich ist R0149-D 1140

78 Intermittierende Temperierung Angebaute Ventileinheit zur Impulstemperierung eines Kreise R0150-D 1420

79 Intermittierende Temperierung Temperaturverlauf im Werkzeug bei Impulstemperierung (z.b. Bindenahtbereich) Vor dem Einspritzen: Bindenahtbereich wird durch den heissen Kanal aufgeheizt In der Abkühlphase: Wärme fliesst über die kalten Kanäle ab Kavität Werkzeug Temperiergerät Temperiergerät R0676-D 1451

80 Intermittierende Temperierung Vorteile Kostengünstige Lösung, wenn Temperierkanal für intermittierende Temperierung im kritischen Bereich (z.b. Bindenaht) kavitätsnah angeordnet werden kann. auch für Anwendungen mit unterschiedlichsten Formen einsetzbar kein Überhitzen und dadurch Beschädigung des Werkzeugs möglich Dank Verwendung von HB-Therm Standard Geräten können diese auch für normale isotherme Temperierung eingesetzt werden. Grenzen Die maximal erreichbare obere Temperatur an der Kavität kann nicht höher liegen als die maximale Betriebstemperatur des heissen Gerätes. Der Temperaturverlauf an der Formnestoberfläche wird zur Hauptsache von der Lage der Temperierkanäle im Werkzeug bestimmt. R0678-D 1451

81 Variotherme Temperierung mittels flüssiger Medien Zusammenfassung Mit der variothermen Temperierung lassen sich physikalisch bedingte Probleme lösen, die beim üblichen Spritzgiessen mit isothermer Temperierung wegen der relativ kühlen Formnestoberflächentemperatur beim Einspritzen auftreten. Es existieren verschiedene Verfahren zur variothermen Temperierung, wovon jedes seine spezifischen Vor- und Nachteile besitzt. Das Verfahren mittels flüssiger Medien (Fluid-Fluid) zeigt seine Vorteile dort, wo mit vorhandenen Werkzeugen variotherm gefahren werden soll, sofern die Werkzeugkonstruktion dafür geeignet ist (Temperierkanalanordnung). Es ist geeignet für Anwendungen mit mittelgrossen Flächen und unterschiedlichsten Formen, begrenzt aber durch die maximale Gerätetemperatur. Das Konzept von HB-Therm erlaubt den Einsatz der Geräte auch für normale isotherme Temperierung. Der erzielbare variotherme Effekt hängt stark von den Verhältnissen im Werkzeug ab, insbesondere der Temperierkanalanordnung sowie der Anbindung. Massgebend für den Erfolg ist das richtige Vorgehen bei der Beurteilung der Anwendung sowie das richtige Vorgehen bei der Parameterermittlung und der Berücksichtigung verschiedener Einflussgrössen.

82 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ihre Vertretung in Baden Württemberg Storz Kunststoffperipherie Jägerweg Donaueschingen info@storz-kp.de HB-Therm GmbH Dammstrasse Siegburg www. hb-therm.de info@hb-therm.de