Spritzgießen
von Kunststoffen
Wir verarbeiten technische Thermoplaste zu Präzisionsbauteilen mit engen Toleranzen, hochwertigen Oberflächen und ISO 9001-zertifizierter Qualität. Ein einziger Partner – von der Werkzeugkonstruktion bis zur Lieferung in Kanban-Logistik.
Was ist Kunststoff-Spritzgießen?
Das Spritzgießen ist die maßgebliche Technologie für die Herstellung technischer Kunststoffbauteile mit hoher Präzision, die in allen wichtigen Industriebereichen eingesetzt werden. Beim Prozess wird das Technopolymer aufgeschmolzen und unter hohem Druck in ein Präzisionswerkzeug eingespritzt, in dem das Material abkühlt und seine endgültige Geometrie annimmt.
Die Qualität des fertigen Bauteils hängt vom Zusammenspiel aus Bauteilkonstruktion, Werkzeugentwicklung, Materialauswahl und Prozesskontrolle ab. Spritzgießen ist daher nicht nur ein Fertigungsschritt, sondern eine Engineering-Leistung, mit der sich Bauteile mit hoher mechanischer Leistungsfähigkeit, Maßgenauigkeit, ästhetischer Qualität und Wiederholgenauigkeit in der Fertigung realisieren lassen.
Bei SABE begleiten wir unsere Kunden durch alle Entwicklungsphasen – von der Konstruktion des Bauteils über die Industrialisierung bis zur Serienproduktion – und machen aus einer Idee ein zuverlässiges, optimiertes und marktreifes Produkt.
Die Vorteile des Kunststoff-Spritzgusses
Wirtschaftlichkeit
Senkung der Gesamtkosten des Bauteils
Das Spritzgießen ermöglicht wettbewerbsfähige Stückkosten, hohe Wiederholgenauigkeit und optimierte Produktionszyklen und senkt so die Gesamtkosten des Produkts.
Präzision
Hohe Maß- und Wiederholgenauigkeit
Komplexe Geometrien, enge Toleranzen und präzise Passungen werden konstant reproduziert und sichern Qualität und Zuverlässigkeit über den gesamten Produktionszyklus.
Fertige Bauteile
Optik direkt aus dem Werkzeug
Hochwertige Oberflächen, Texturen, Farben und Finishes lassen sich direkt im Spritzguss erzielen. Das reduziert oder erübrigt Lackier-, Finish- und Nacharbeitsschritte und spart erheblich Zeit und Kosten.
Mechanische Leistungsfähigkeit
Hochleistungs-Technopolymere
Der Einsatz technischer Hochleistungswerkstoffe (PA, PBT, PPS, PEEK und weitere) ermöglicht Bauteile mit mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften, die in vielen Anwendungen denen von Metalllegierungen entsprechen – bei geringerem Gewicht und größerer konstruktiver Freiheit.
Zertifizierte und recycelbare Werkstoffe
Leistung, Konformität und Nachhaltigkeit
Für spezifische Anwendungen stehen recycelbare und zertifizierte Werkstoffe zur Verfügung – etwa für den Kontakt mit Lebensmitteln und Trinkwasser, für Flammschutzanforderungen (UL94) und zahlreiche weitere Branchennormen. So verbinden sich normative Konformität und ökologische Nachhaltigkeit.
Leichtbau
Gewichtsreduzierung ohne Leistungseinbußen
Kunststoffe ermöglichen leichte Bauteile und tragen so zu besserer Energieeffizienz, Ergonomie und einfacherer Handhabung bei.
Der Fertigungsprozess
Materialvorbereitung
Vor dem Spritzgießen wird das Technopolymer bei Bedarf getrocknet (Drying), um Restfeuchte zu entfernen, die die mechanischen Eigenschaften, die optische Qualität und die Maßhaltigkeit des Bauteils beeinträchtigen könnte.
Temperatur, Verweilzeit und Taupunkt des Trockners werden abhängig von den hygroskopischen Eigenschaften des Werkstoffs (PA, PBT, PPS, PEEK usw.) festgelegt und gewährleisten optimale Bedingungen für die anschließende Verarbeitung.
Werkzeugeinbau und Einrichten der Maschine
Das Werkzeug wird auf der Spritzgießmaschine (Injection Molding Machine) montiert und an die Kühlkreisläufe (Cooling Circuits) sowie an die Temperiergeräte (Temperature Control Unit – TCU) angeschlossen. Anschließend werden alle wesentlichen Prozessparameter (Process Parameters) eingestellt, darunter:
- Temperaturprofil der Zylinderzonen (Barrel Temperature Profile)
- Düsentemperatur (Nozzle Temperature)
- Werkzeugtemperatur (Mold Temperature)
- Schließkraft (Clamping Force)
- Einspritzgeschwindigkeit (Injection Speed)
- Einspritzdruck (Injection Pressure)
- Staudruck (Back Pressure)
- Schneckendrehzahl (Screw Rotation Speed)
- Dosierhub (Shot Size)
- Kühlzeit (Cooling Time)
Die korrekte Einstellung dieser Parameter ist entscheidend für einen stabilen und reproduzierbaren Prozess.
Plastifizierung und Einspritzen
Das Kunststoffgranulat (Plastic Pellets) wird über den Trichter (Hopper) zugeführt und gelangt in die Plastifiziereinheit (Plasticizing Unit). Im Zylinder (Barrel) dreht sich die Plastifizierschnecke (Reciprocating Screw) um ihre Achse (Rotational Motion) und fördert das Material schrittweise in den vorderen Zylinderbereich.
Auf diesem Weg durchläuft das Polymer die verschiedenen Heizzonen (Heating Zones) des Zylinders – in der Regel drei oder vier –, die je nach verarbeitetem Werkstoff auf eine bestimmte Temperatur eingestellt sind. Das Aufschmelzen des Polymers erfolgt dabei nicht allein durch die elektrischen Heizbänder (Heaters), sondern vor allem durch die Energie der Scherung (Shear Heating), die von der Schneckenrotation erzeugt wird.
Funktional gliedert sich die Schnecke in drei Hauptzonen:
- Einzugszone (Feed Zone), in der das Material gefördert wird.
- Kompressions- oder Übergangszone (Compression / Transition Zone), in der das Material zunehmend verdichtet wird und zu schmelzen beginnt.
- Dosierzone (Metering Zone), in der das Material hinsichtlich Temperatur, Druck und Viskosität einen vollständig homogenen Zustand erreicht.
Am Ende der Plastifizierphase stoppt die Drehbewegung der Schnecke und sie führt eine axiale Bewegung (Forward Stroke) aus, wobei sie wie ein Kolben wirkt. Die Schmelze wird dann unter hohem Druck durch die Düse (Nozzle), den Anguss (Sprue), das Verteilersystem (Runner System) und die Anspritzpunkte (Gate) eingespritzt, bis die Werkzeugkavität (Mold Cavity) vollständig gefüllt ist.
Nachdruck, Kühlung und Entformung
Nach dem Füllen der Kavität beginnt die Nachdruckphase (Packing / Holding Pressure). Sie gleicht die Volumenschwindung des Materials während der Erstarrung aus, sichert die Maßhaltigkeit des Bauteils und verhindert Fehler wie Einfallstellen (Sink Marks), Lunker (Voids) und Verzug (Warpage).
Anschließend wird das Bauteil über die Kühlkreisläufe des Werkzeugs bis zum Erreichen der Entformungstemperatur (Ejection Temperature) abgekühlt. Das Werkzeug öffnet sich (Mold Opening) und das Auswerfersystem (Ejection System) entformt das Bauteil automatisch.
Kontinuierlicher Produktionszyklus
Nach der Entformung schließt sich das Werkzeug und der Zyklus beginnt automatisch von Neuem. Die hohe Wiederholgenauigkeit des Spritzgießens beruht auf der kontinuierlichen Kontrolle aller Prozessparameter: Temperaturen, Drücke, Geschwindigkeiten, Kühlzeiten und Schneckenposition.
Die permanente Überwachung (Process Monitoring) ermöglicht die Fertigung von Millionen Bauteilen bei gleichbleibender Maßgenauigkeit, mechanischen Eigenschaften und Oberflächenqualität.
Verarbeitete Werkstoffe
Wir verarbeiten über 196 thermoplastische und Hochleistungswerkstoffe, ausgewählt nach den mechanischen, thermischen und chemischen Anforderungen des Bauteils.
