Mikrospritzprägen

Maschinendynamik macht Mikrospritzprägen möglich

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Spezielle Kolbenspritzeinheiten als Basis

Ziel eines durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Forschungsprojektes an der Kunststoff-Zentrum in Leipzig gGmbH (KUZ) war es, durch neuartige Methoden, das Spritzprägen zur Mikroformteilfertigung näher zu untersuchen. Die technische Basis der Arbeiten bildete eine modulare Maschinenplattform mit Kolbenspritzeinheiten des Typs „formicaplast“, die am KUZ dafür entwickelt wurde (Bild 2). Ein vertikaler Maschinenaufbau mit servoelektrischen Antrieben stand außerdem zur Verfügung.

Bezug nehmend auf die Bewegungsachsen von Spritzgießmaschinen wird in der Werkzeugtechnik zwischen dem sogenannten Haupt- und dem Nebenachsenprägen unterschieden. Die Schließbewegung des Werkzeuges ist als Hauptachse definiert, Kernzüge und Auswerferbewegungen werden den Nebenachsen zugeordnet. Beim Hauptachsenprägen beeinflusst die Bewegung der Schließeinheit das Kavitätsvolumen. Traditionelle Werkzeuge dichten dabei die Kavität über eine Tauchkante ab: beide Werkzeughälften schieben sich über die Schließbewegung ineinander und die Kavität wird so nach außen hin abgedichtet. Bei einer weiteren Prägevariante ist das Werkzeug vollständig geschlossen. Über eine Nebenachse, in diesem Falle der Auswerferantrieb, wird dabei das Teilevolumen über bewegliche Bereiche (Prägekerne) innerhalb der Kavität verändert. Die in Bild 3 dargestellten Prägevarianten wurden werkzeug- und verfahrenstechnisch für die Tests umgesetzt.

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Für das Haupt- und Nebenachsenprägen wurden unterschiedliche Prozessabläufe in der Maschinensteuerung als Sonderfunktion implementiert. Variable Funktionalitäten, wie ein simultanes oder sequenzielles Prägen und auch der frei definierbare Start des Prägevorgangs (etwa zeitabhängig, abhängig vom Einspritzweg, werkzeuginnendruck- oder spritzdruckabhängig), bieten für diese Versuche optimale Verfahrensmöglichkeiten zur Verbesserung der Formteileigenschaften des Spritzlings.

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