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Werkstofftechnik 2 - Spritzgießen von Kunststoffen

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Werkstofftechnik 2

Spritzgießen von Kunststoffen

Das Spritzgießen ist im Gegensatz zum Extrudieren ein diskontinuierliches und gleichzeig wichtigste Verfahren zur Herstellung von Massenteilen aus Kunststoff dar. Besonders die erreichbare Form- und Maßgenauigkeit, sowie die erreichbare Komplexität zeichnen das Spritzgießen als Urformverfahren aus. Zudem lässt sich das Endprodukt in einer vergleichweise hohen Fertigungsgeschwindigkeit in einem Herstellungsschritt aus dem granulierten Rohmaterial erzeugen. Dabei kann auf eine anschließende Nachbearbeitung weitestgehend verzichtet werden. 

Schneckenspritzgussmaschine
Schneckenspritzgussmaschine

Verfahrensschritte

  1. Der Kunststoff wird als Granulat in die Spritzgussmaschine gefüllt.
  2. Ähnlich wie beim Extruder wird mit Hilfe einer Schnecke das Granulat in Richtung Schneckenspitze gefördert. 
  3. Während des Fördervorgang wird das Granulat in Folge von externer Wärmezufuhr und innerer Reibungswärme in einen schmelzflüssigen Zustand überführt. 
  4. Die Schneckenspitze bleibt geschlossen, bis ein entsprechender Spritzdruck aufgebaut ist. Währenddessen wird die Schmelze zudem homogenisiert und verdichtet. 
  5. In der Einspritzphase wird die Schmelze dann über eine Düse mit Drücken von bis zu 2000 bar in eine Form gedrückt. 
  6. Eine Rückstromsperre verhindert dabei ein Zurückströmen der Schmelze in die Spritzmaschine. 
  7. In der Form kühlt die Kunststoffmasse ab und erstarrt. Um sich eventuell ergebende Volumenschwindungen zu kompensieren, wird ein gewisser Druck aufrechterhalten. Dies ermöglicht ein gegebenenfalls notwendiges Nachfließen des Materials.
  8. Ist der Nachdruckvorgang abgeschlossen, wird die Spritzdüse geschlossen und das nächste Formteil kann gefertigt werden. 
  9. Entformt wird das Kunststoffteil meistens durch an der Form befindliche Stifte, die mit hydraulischen Luftdruck eine Trennung von Kunststoffteil und Formwand bewirken. 
  10. Befindet sich nach dem Entformen noch ein Anguss am Kunststoffteil, so muss dieser nachträglich entfernt werden. 

Merke

In vielen Fällen erfolgt die Abtrennung des Angusses automatisch mit der Entformung. 

Eingesetzte Kunststoffarten

In dem meisten Fällen verwendet man das bekannte Polypropylen (kurz. PP) für den Spritzguss. Für die Herstellung von transparenten Gegenständen setzt man auf Plexiglas (PMMA) oder Polycarbonat (PC).

Aufgrund seiner geringen Schädlichkeit für Mensch und Umwelt, verwendet man für die Herstellung von Spielzeugen oder Küchengeräten das Material Polystyrol (PS).