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Hotset Präzise Temperaturmessung an hochglanzpolierten Spritzgießwerkzeugen

Redakteur: Peter Königsreuther

Mit der Absicht, störende Bindenähte, matte „Höfe“ und andere Qualitätsmängel auf den Oberflächen von Spritzgussteilen zu vermeiden, entwickelte Hotset das Z-System. Mit einer berührungslos arbeitenden Temperaturmessung wir das System nun vortrefflich erweitert.

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Berührungsfrei, schnell und präzsise sowie wiederholgenau gelingt die Temperaturmessung hochglanzpolierter Areale in Spritzgießwerkzeugen mit einem neu entwickelten Messverfahren von Hotset, wie das Unternehmen erklärt.
Berührungsfrei, schnell und präzsise sowie wiederholgenau gelingt die Temperaturmessung hochglanzpolierter Areale in Spritzgießwerkzeugen mit einem neu entwickelten Messverfahren von Hotset, wie das Unternehmen erklärt.
(Bild: Hotset)

Die Kavitäten vieler stählerner Spritzgießerkzeuge zur Herstellung optisch anspruchsvoller Kunststoffteile für den Automobilbau, für die Lichttechnik oder für die Consumerindustrie sind mit abgegrenzten Hochglanzbereichen versehen, wie die HotsetGmbH erklärt. Diese Areale bilden quasi die Negativvorlagen durch die makellos glatte Oberflächen am Kunststoffbauteil entstünden. Sowohl Werkzeugbauer als auch Spritzgießer wollen deshalb sehr genau darüber Bescheid wissen wie das thermische Geschehen an und auf diesen hochglanzpolierten Zonen abläuft, sagt Hotset.

Übliche Methoden versagen bei polierten Werkzeugoberflächen

Allerdings stelle dieser Wunsch auch sehr hohe Ansprüche an die eingesetzte Messtechnik. Denn die aufwendig polierte Oberfläche dulde keinerlei Berührung, weshalb taktile Methoden grundsätzlich zu verneinen seien. Die Reflexionen der Hochglanzfläche lassen außerdem die Alternative optische Verfahren scheitern. Selbst die konventionelle Temperaturmessung mit Thermokameras stößt an ihre Grenzen, weil sie allenfalls einen tendenziellen Schätzwert vermittelt und nicht reproduzierbar ist. „Diese Problematik hat uns nicht ruhen lassen, sodass wir uns in den letzten Monaten intensiv mit der Suche nach verfahrenstechnischen Alternativen beschäftigt haben.

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Punktuell oder flächenartig kann gemessen werden

Das Ergebnis ist jetzt spruchreif“, sagt Andreas Filler, Projektmanager von Hotset. Den Thermodynamik-Experten in Lüdenscheid ist es gelungen, eine völlig neuartige Lösung für die Temperaturmessung an hochglanzpolierten Kavitäten zu entwickeln, die mit einer ganzen Reihe konkreter Vorteile punktet: Sie arbeitet nicht nur berührungslos, schnell, präzise und wiederholgenau, sondern ermöglicht es auch, sowohl punktuelle als auch bereichsweise Temperaturmessungen vorzunehmen. Der Anwender erhält damit also umfassende Informationen über das thermodynamische Geschehen an und auf der Werkzeugoberfläche.

Spezielles Messverfahren in Kombination mit kompakter IR-Kamera

Das neue Messverfahren von Hotset ist Teil der Weiterentwicklung des Z-Systems für die partiell-zyklische Werkzeug-Temperierung. Es basiert auf dem Einsatz einer kompakten Infrarotkamera und der Anwendung eines speziellen Messverfahrens. Die IR-Kamera ist so klein, dass sie sich mit einem Magnethalter zwischen den geöffneten Werkzeughälften positionieren lässt und die Temperatur direkt an der Kavität erfassen kann. Das verwendete Messverfahren hingegen ermöglicht es, die Temperatur an den Hochglanzzonen nicht nur statisch zu messen, sondern auch alle Verläufe und Änderungen der Temperaturen abzubilden – und zwar in Echtzeit und graphisch visualisiert in einem farbigen Temperatur-Zeit-Diagramm.

Werkzeugtemperaturmessung jetzt verfügbar

Produktmanager Andreas Filler erklärt dazu: „Mit Heizraten von mehr als 210 °C/s ist das thermische Geschehen auf den hochglanzpolierten Oberflächen der Kavitäten sehr dynamisch und sprunghaft.“ Um dabei aussagekräftige Ergebnissen zu erhalten, braucht man laut Filler ein spezielles Messverfahren, das die extreme Thermodynamik präzise und schnell erfassen kann. Dank der praktischen Erfahrungen mit dem Z-System und auf der Basis seines über viele Jahrzehnte gewonnenen Know-hows auf dem Gebiet der Thermodynamik habe das Engineering-Team von Hotset die Entwicklung des neuen Messverfahrens so rasch vorantreiben können. Es werde den Anwendern noch vor dem Jahreswechsel 2017/18 als weitere innovative Komponente der Z-Systemwelt zur Verfügung stehen. Dabei betont Filler, dass die neue „Hochglanzlösung“ speziell auf die dynamische Temperierung mit dem Z-System und dessen passender Regeltechnik abgestimmt ist.

Typische Oberflächenfehler an Spritzgießteilen vermeiden

Das vor etwa zwei Jahren von Hotset vorgestellte Z-System wurde nach Aussage des Unternehems, unter anderem in Zusammenarbeit mit dem Kunststoff-Institut Lüdenscheid, mit dem Ziel entwickelt, den Herstellern spritzgegossener Kunststoffteile eine prozesssichere Lösung für die Werkzeugtemperierung an Hand zu geben, mit dem sie verfahrensbedingte Oberflächenfehler (Bindenähte, matte Höfe, Freistrahlbildung) vermeiden und besonders dünne Wandstärken fertigen können. Beide Aspekte spielten etwa bei der Produktion von designorientierten Produkten, optischen Bauteilen und Fahrzeuginterieur eine große Rolle.

Auch für qualitätssichernde Maßnahmen nützlich

„Insbesondere die Nachfrage vieler Kunden unseres Z-Systems in der Automobilindustrie spornten uns dazu an, die Entwicklung eines dynamischen Verfahrens für die Temperaturmessung an den Hochglanzoberflächen von Werkzeugkavitäten anzugehen“, berichtet Filler. Filler merkt noch an, das dass neue Messsystem von Hotset sich auch für Kontrollmessungen im Rahmen der Qualitätssicherung einsetzen lässt. Bei einem Werkzeugwechsel sei es damit zum Beispiel möglich, ein einmal definiertes Messlayout als Messmarke zu speichern und dann später immer wieder für Vergleichsmessungen abzurufen.

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