Spritzgiessen

VERARBEITUNG VON TROGAMID® FORMMASSEN

Produktionsumgebung

Bei transparenten Formmassen ist auf eine staubfreie Produktinosumgebung zu achten (Filter des Trocknungssystems, Materialbehälter, Maschinentrichter, etc.), da Staubpartikel zu Fehlstellen im Formteil führen können.

Unverträglichkeit mit anderen Thermoplasten

TROGAMID® Formmassen sind mit den meisten anderen Polymeren nicht mischbar. Bereits geringe Mengen von Kontaminationen durch andere Produkte führen zu einer Eintrübung der Schmelze und der Formteile. Vor Arbeitsbeginn sollten daher die Plastifiziereinheiten der Verarbeitungsmaschine sowie alle Schmelzekanäle sehr sorgfältig gereinigt werden.

Einfärben

Das Einfärben von TROGAMID® ist problemlos möglich und kann durch die Verwendung von Farbkonzentraten auf Basis TROGAMID® oder durch Compoundierung ab Werk erfolgen. Die Trockeneinfärbung mit feingepulverten Farbmitteln ist ebenfalls möglich, wird aber aufrgund des Handlingaufwandes nicht empfohlen; eine pneumatische Förderung ist dann ausgeschlossen. Die Verwendung von Farbpasten auf „neutraler“ Basis kann zu Unverträglichkeiten und damit zu einer negativen Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften von TROGAMID® führen (z. B. Reduzierung der Bindenahtfestigkeit oder der Transparenz auf Grund von Schlierenbildung, „Wolken“) und sollte daher in jedem Einzelfall geprüft werden.

Trocknung

TROGAMID® Formmassen verlassen das Werk mit einem Feuchtigkeitsgehalt < 0,10 Gew. % in einem feuchtigkeitsdichten Gebinde. Für hochwertige Formteile empfehlen wir eine zusätzliche Trocknung im Trockenlufttrockner.

Trockentemperatur: 80 °C - 90 °C
Trockenzeit: 8 - 12 Std
Empfohlene Restfeuchte für zusätzliche Trocknung 0,02 < 0,06 %

Empfehlung Trockner:
• Typ: Trockenlufttrockner
• Der Taupunkt des Trockners sollte <-30 °C betragen
• Zum Fördern des Granulats empfehlen wir die Verwendung getrockneter Luft
• Luftdurchsatz: ~ 2,2 m3/h kg

Verarbeitung von TROGAMID® Formmassen - Trocknung
Reinigung Plastifizieraggregat

Für hartnäckige Verunreinigungen empfiehlt sich eine mechanische Reinigung nach einer der beiden Methoden:
• Ultraschallbad
• Ofenreinigung/Pyrolyse und anschließendem Bürsten, Sandstrahlen, Trockeneisreinigung, Polieren, etc.

Für leichte Verunreinigungen, bzw. Formmassenwechsel empfiehlt sich das folgende Vorgehen:
1. Bereitstellen von hochviskosem PP (MFI < 1g/10 min)
2. Erhöhen der Temperatureinstellungen der Heizzonen um 30 bis 40 °C, aber nicht über 310 °C
3. PP mit erhöhtem Dosierweg und Staudruck plastifizieren und dann mit hoher Geschwindigkeit ins Freie spritzen
4. Mit der neuen Formmasse spülen, bis in der Schmelze keine Verunreinigungen mehr zu erkennen sind.

Alternativ zu hochviskosem PP kann auch ein Reinigungsgranulat, wie z.B. ACRIFIX®, ASACLEAN® New eingesetzt werden. Spezielle Herstellervorgaben zur Verwendung der Reinigungsgranulate sind unbedingt zu beachten!

Temperaturen

Formtemperatur

Die optimale Formtemperatur für TROGAMID® liegt bei 60 – 80 °C. In der Regel führt eine niedrigere Formtemperatur, bzw. eine große Differenz zwischen Form- und Massetemperatur zu höheren Eigenspannungen.

Massetemperatur

Die optimale Massetemperatur für TROGAMID® liegt bei 280 – 300 °C. Bei kurzen Zyklen und Verweilzeiten der Schmelze im Zylinder können auch höhere Temperaturen gewählt werden, wobei jedoch auf die Temperaturbeständigkeit eventuell vorhandener Farbstoffe oder Additive und die Eigenfarbe des Formteils Rücksicht zu nehmen ist. Weiter ist zu beachten, dass die Massetemperatur durch Schererwärmung beim Plastifizieren und Einspritzen auch über das eingestellt Temperaturniveau steigen kann.

Produktionsunterbrechungen

• Bei kurzen Produktionsunterbrechungen bis zu zehn Minuten empfiehlt sich vor abermaligem Produktionsstart ein mehrmaliges Ausspritzen der Schmelze ins Freie. 
• Bei Produktionsunterbrechungen bis zu einer Stunde sollte die Plastifiziereinheit entleert, die Schnecke soweit wie möglich in eine vordere Position gefahren und die Temperaturen auf 150 °C abgesenkt werden.
• Bei längeren Produktionsunterbrechungen sollte zunächst mit PP oder einem Reinigungsgranulat gespült und anschließend die Plastifiziereinheit entleert werden. Danach die Zylinderheizung ausschalten und das im Trichter verbliebene Material unter Ausschluss von Feuchtigkeit aufbewahren .

Materialplastifizierung
AllgemeineTemperatureinstellungen für die Spritzgießverarbeitung von TROGAMID®

T Reihe

CX Reihe

Untere Temperaturgrenze [°C]

250

255

Obere Temperaturgrenze [°C]

310

310

Massetemperautr [°C]

260 - 300

280 - 300

Werkzeugtemperatur [°C]

60 - 80

60 - 80

Temperatureinstellungen Plastifizieraggregat
• Empfohlen wird ein vom Trichter zur Maschinendüse hin steigendes Temperaturprofil in Stufen von 10 °C.
• Die Temperatur in der Einzugszone sollte zwischen 40 und 90 °C liegen.

Schneckenumfangsgeschwindigkeit
• Zwischen 3 und 12 m/min, optimal: 10 m/min
• Höhere Geschwindigkeiten (z.B. > 18 m/min) sind möglich, können aber zu Verarbeitungsproblemen führen.

Dekompression
• Die Anwendung einer Kompressionsentlastung kann die Oberfläche von Formteilen (beispielsweise durch das Einziehen von Luft) negativ beeinflussen und sollte daher so weit wie möglich minimiert werden .

Staudruck
• Staudruck: 40 - 100 bar

Dosierzeitverzögerung
• Um die Verweilzeit zu minimieren, sollte mit einer Dosierzeitverzögerung produziert werden und die gesamte Kühlzeit ausgenutzt werden. Bei größeren Aggregaten wird durch die Dosierzeitverzögerung die thermische Inhomogenität verringert.

Einspritz- und Nachdruckparameter

Einspritzgeschwindigkeit
• Bei der Wahl der Einspritzgeschwindigkeit sollte auf die Materialscherung geachtet werden. In dünnen Bereichen, z.B. im Anschnitt, sollte die Schergeschwindigkeit nach Möglichkeit <40000 1/s sein. Ggf. kann die Schererwärmung simulativ evaluiert werden und die Einspritzgeschwindigkeit entsprechend begrenzt werden. Für faserverstärkte Formmassen sollte der Einfluss der Scherung bereits ab einer Schergeschwindgkeit von 25000 1/s genauer betrachtet und zusätzlich zur Temperaturerhöhung eine Faserschädigung durch Scherspannungen evaluiert werden.
• Typische Einspritzdrücke liegen bei 800 – 1600 bar.

Nachdruck
• In der Regel sollte der Nachdruck bei ca. 70 % bis 100 % des maximalen Spritzdrucks liegen.
• Typischer Nachdruck kann bis zu 1400 bar betragen.

Mit dem Nachdruck wird die Volumenkontraktion der Schmelze nach dem Füllen des Formteilkavität kompensiert. Die Zeit, in der die Schmelze nachströmen kann, wird direkt durch die Höhe des Druckes, das Versiegeln des Anschnittes und durch die Wandstärke des Teiles bestimmt. Form- und Massetemperatur haben hierauf einen geringen Einfluss. Die Höhe des Nachdruckes ist nach der Optimierung der Teilegeometrie und des Angusses gerade so hoch zu wählen, dass keine Einfallstellen auftreten. Für die Eigenspannungen gilt die Regel, dass ein hoher Nachdruck auch zu hohen Eigenspannungen führt.

Kühlzeit
Die Kühlzeit läßt sich mit der Faustformel t = 2...3 s/mm²* s² mit t als Kühlzeit in s. und s als Wandstärke in mm abschätzen. Für genauere Kühlzeitberechnungen sowie die Ermittlung von heißen Stellen im Formteil und Spritzgießwerkzeug empfiehlt sich der Einsatz der Spritzgießprozesssimulation.

Entformen 

• Im Allgemeinen ist ein zusätzliches Entformungshilfsmittel nicht notwendig. Teilweise sind analoge Formmassen mit Entformungshilfsmittel erhältlich.
• Über Werkzeugkonstruktion und Prozessführung lassen sich Entformungsprobleme häufig vermeiden. Evonik bietet in diesem Punkt technische Unterstützung. 

Tempern

Durch Tempern der Formteile lässt sich das Eigenspannungsniveau der Formteile häufig deutlich reduzieren. In der Regel verringert sich das Eigenspannungsniveau eines Formteils auch durch die Lagerung nach dem Spritzgießen.

Belüftung

Im Allgemeinen sollte bei der Verarbeitung von Thermoplasten auf eine ausreichende Belüftung der Fertigungshalle geachtet werden. Es empfiehlt sich, über der Maschinendüse eine zusätzliche Absaugung anzubringen. Weitere Angaben sind dem jeweiligen Sicherheitsdatenblatt zu entnehmen.