Spritzgießwerkzeuge für Einsteiger (eBook)

Rainer Dangel ist ausgebildeter Werkzeugmacher und hat den Meisterbrief im Mechanikerhandwerk. Seit über 35 Jahren ist er in der Branche aktiv tätig. Fast 25 Jahre davon als selbständiger Formenbauer. In dieser Zeit hat sich Rainer Dangel sein umfangreiches Fachwissen in diesem technisch sehr anspruchsvollen Beruf angeeignet und perfektioniert. Den Wandel von der manuellen Maschine bis ins digitale Zeitalter dieser Branche setzte er in seinem Betrieb erfolgreich um. Später wurden in seinem zertifizierten Unternehmen zum Bau der Spritzgießwerkzeuge auch die entsprechenden Kunststoffteile angeboten. Heute arbeitet Rainer Dangel im Vertrieb für Bearbeitungszentren bei der MAKINO Europe GmbH.

Vorwort 7
Der Autor 9
Danksagung 11
Hinweis zur Nutzung des Buches 19
1 Einleitung 21
2 Werkzeugarten 25
2.1 Einfaches Auf-Zu-Werkzeug 25
2.1.1 Klassischer Aufbau eines Auf-Zu-Werkzeug 28
2.1.2 Führungen 30
2.1.3 Zwischenplatte 32
2.2 Werkzeug mit beweglichen Elementen 34
2.2.1 Hinterschnitt 34
2.2.2 Schieber 35
2.2.3 Schieberbetätigung 36
2.2.4 Rastnase, Clipverschluss 37
2.2.5 Schräglaufender Auswerfer 38
2.2.6 Zwangsentformen 40
2.2.7 Werkzeuggröße 41
2.3 Werkzeug für Gewinde 43
2.3.1 Außengewinde 43
2.3.2 Innengewinde 46
2.3.3 Antriebsarten zum Entspindeln 47
2.3.3.1 Hydraulische Ausschraubeinheit 47
2.3.3.2 Zahnstange 48
2.3.3.3 Steilgewindespindel 49
2.3.3.4 Mehrfach-Werkzeuge 51
2.4 Mehrkomponenten-Werkzeuge 51
2.4.1 Materialpaarungen 52
2.4.2 Werkzeugtechnik 52
2.4.2.1 Technologie Umsetzen 52
2.4.2.2 Technologie Drehteller 55
2.4.2.3 Technologie Sperrschieber 58
2.4.2.4 Weitere Technologien 58
2.5 Etagen-Werkzeug 58
2.5.1 Materialkombinationen 59
2.5.2 Heißkanal 60
2.5.3 Öffnen und Schließen 61
2.5.4 Kniehebel 63
2.5.5 Auswerfen 64
2.5.6 Allgemeines zum Etagen-Werkzeug 64
Weiterführende Literatur 65
3 Vorbereitung 67
3.1 CAD-System 67
3.2 Datentransfer, Behandlung und Aufbereitung 68
3.2.1 Datentransfer 69
3.2.2 Formate 69
3.2.2.1 IGES 70
3.2.2.2 STEP 70
3.2.2.3 STL 71
3.2.3 Datengröße 72
3.2.4 Schwindung 72
3.2.4.1 Materialauswahl 72
3.2.4.2 Schwindung (physikalischer Prozess) 73
3.2.4.3 Einflussgrößen 73
3.2.5 Berechnung und Auswirkung 75
3.2.5.1 Freie Schwindung, gehinderte Schwindung 77
3.2.5.2 Verzug 81
3.3 Festlegungen 84
3.3.1 Lage des Bauteils im Spritzgießwerkzeug 84
3.3.1.1 Entformungsrichtung 85
3.3.2 Anzahl der Kavitäten 88
3.3.3 Anordnung der Kavitäten 91
3.4 Materialauswahl für Spritzgießwerkzeuge 96
3.5 Formgröße 99
3.6 Plattendicke 103
3.7 Entformung 104
3.7.1 Grundprinzip Entformung 104
3.7.2 Entformungsschrägen 105
3.7.2.1 Definition 105
3.7.2.2 Wirkung auf das Öffnen des Werkzeugs 106
3.7.2.3 Entformungsschräge in der Trennung 107
3.7.2.4 Entformungsprobleme und Hilfen 109
3.8 Trennung 113
3.8.1 Ebene Trennung 113
3.8.2 Konturgebende Trennung 114
3.8.3 Trennungssprung 114
3.8.4 Druckplatten in der Trennung 116
3.8.5 Sichtbare Trennung 118
3.9 Anspritzen 120
3.9.1 Anspritzen und Anspritzpunkt 120
3.9.2 Simulation 122
3.9.3 Angusssystem, Angussart 128
3.9.3.1 Kaltkanal 128
3.9.3.2 Heißkanal 129
3.9.4 Angusskanal 130
3.9.5 Stange auf das Teil 132
3.9.6 Tunnelanguss 133
3.9.7 Filmanguss 139
3.9.8 Schirmanguss 140
3.9.9 Heißkanal Einzeldüse 142
3.9.10 Heißkanalverteiler 144
3.9.11 Heißkanalverteiler mit Nadelverschluss 146
3.9.11.1 Filmscharnier 150
3.9.12 Drei-Platten-Werkzeug 151
3.9.13 Angusseinsätze 154
3.10 Entlüftung 155
3.10.1 Entlüftung allgemein 155
3.10.2 Entlüftung über Elemente 158
3.10.3 Geometrische Ausführung von Entlüftungen 161
Weiterführende Literatur 163
4 Bauelemente 165
4.1 Formeinsätze/Formkerne 165
4.1.1 Formeinsätze 165
4.1.2 Formkerne 171
4.2 Schieber 174
4.2.1 Einsatzgebiete von Schiebern 174
4.2.2 Aufbau eines Schiebers 176
4.2.2.1 Formkontur 178
4.2.2.2 Trennung am Schieber 178
4.2.2.3 Schieberkörper und Führung 181
4.2.2.4 Betätigung von Schiebern 183
4.2.2.5 Endlagensicherung 189
4.2.2.6 Kühlung im Schieber 192
4.2.3 Weitere Schieberkonzepte 193
4.2.3.1 Schieber im Schieber 194
4.2.3.2 Rucksackschieber 197
4.3 Auswerfer 198
4.3.1 Formen der Auswerfer 201
4.3.2 Auswerfer als Hilfsmittel 205
4.3.3 Schräglaufende Auswerfer 207
4.3.4 Abstreiferplatte 210
4.3.6 Faltkerne 213
4.3.7 Zwangsentformung 214
4.4 Temperierung 215
4.4.1 Temperierung, Art und Hilfsmittel 218
4.4.1.1 Gebohrte Kühlung 220
4.4.1.2 Kreisläufe umlenken 222
4.4.1.3 Kupferkerne 228
4.4.1.4 Heizpatronen 229
4.4.1.5 Kreisläufe verbinden 229
4.4.2 Temperierbohrungen anschließen und abdichten 230
4.5 Einbauteile und Beschriftung 232
4.6 Oberfläche 234
4.6.1 Rohe Oberfläche 235
4.6.2 Erodieren 236
4.6.3 Narbung 238
4.6.4 Lasertextur 239
4.6.5 Polieren 240
4.7 Systematisches Vorgehen Konstruktion 241
4.7.1 Strategie 241
4.7.2 Normteile 244
4.7.3 Fertigungsteile 245
Weiterführende Literatur 247
5 Montage 249
5.1 Systematische Montage 249
5.2 Tuschieren 254
5.3 Anschließen von Bauteilen 256
5.4 Kühlung auf Dichtheit prüfen 260
Weiterführende Literatur 261
6 Weiteres Wissen 263
6.1 Prozesskette im Formenbau 263
6.2 Qualitätssicherung 265
6.3 Passungen, Spiel im Werkzeug: Was muss passen? 267
6.4 Wärmebehandlung 272
6.4.1 Glühen 273
6.4.2 Härten 274
6.4.3 Nitrieren 276
6.5 Beschichtungen 278
6.6 Änderungen: Was ist zu beachten? 279
Weiterführende Literatur 281
7 Das fertige Werkzeug 283
7.1 Abmusterung 283
7.1.1 Aufspannen und Anschließen der Medien 283
7.1.2 Füllen des Werkzeuges 286
7.1.2.1 Formnester balancieren 288
7.1.2.2 Optimieren der Parameter 290
7.1.2.3 Einflüsse auf den Spritzprozess 291
7.1.3 Parameter beim Spritzen 292
7.1.4 Kräfte im Werkzeug beim Prozess 293
7.1.5 Erstmusterprüfbericht 294
7.2 Schilder am Werkzeug 295
Weiterführende Literatur 296
8 Wartung und Reparatur 297
8.1 Wartungsplan 297
8.2 Schweißen 298
8.2.1 Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) 298
8.2.2 Laserschweißen 299
8.3 Bauteile ersetzen 301
Weiterführende Literatur 301
9 Fertigungstechnologien 303
9.1 Fräsen 303
9.1.1 3-Achs-Fräsen 305
9.1.2 4- und 5-Achs-Fräsen 307
9.1.2.1 4-Achs-Fräsen 307
9.1.2.2 5-Achs-Fräsen 308
9.1.2.3 3+2-Achs-Fräsen 309
9.1.2.4 5-Achs-Simultanfräsen 310
9.1.3 CAM-Programmierung 312
9.2 Erodieren 316
9.2.1 Senkerodieren 317
9.2.2 Drahterodieren 319
9.3 Schleifen/Profilschleifen 320
9.4 Bohren/Tieflochbohren 321
9.5 Drehen 323
9.6 Neue Technologien 324
9.6.1 Lasercusing/Lasergenerieren 324
9.6.2 Vakuumlöten 326
9.7 Polieren 327
Weiterführende Literatur 328
10 Praktische Richtlinien 329
Checkliste Konstruktion 331
Farbtafel Konstruktion 332
Funktionsablaufplan 333
Wartungsplan 334
Formeln und Berechnungen 335
Index 337
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1. Einleitung
2. Werkzeugarten
3. Vorbereitung
4. Bauelemente
5. Montage
6. Weiteres Wissen
7. Das fertige Werkzeug
8. Wartung und Reparatur
9. Fertigungstechnologien
10. Praktische Richtlinien