Heißkanäle verstehen:Effizienz beim Spritzgießen steigern

Ein Heißkanal ist eine beheizte Düsen- und Verteilerbaugruppe, die in einer Spritzgussanlage installiert ist. Durch diese Baugruppe bleibt das im Zufuhrmechanismus verbleibende Kunststofffüllmaterial nach dem Einspritzen flüssig, während das Teil selbst abkühlt und sich verfestigt. Mit Heißkanälen ausgestattete Spritzgussformen sind wirtschaftlicher und zeichnen sich durch schnellere Zykluszeiten und weniger Materialverschwendung aus. Diese Einsparungen sind dadurch möglich, dass der Verteiler und die Düsen den darin enthaltenen Kunststoff zwischen den Einspritzzyklen flüssig halten, wodurch Zeit- und Materialverschwendung vermieden wird, die mit den erstarrten „Angusskanälen“ in herkömmlichen Kaltformen verbunden ist. Der Einbau einer beheizten Angusseinheit erhöht die Kosten jeder Form erheblich und schränkt den sinnvollen Einsatz der Geräte auf Prozesse mit hohem Produktionsvolumen ein.

Beim Spritzgießen handelt es sich um einen Produktionsprozess, bei dem granulierte Materialien, typischerweise verschiedene Kunststoffqualitäten, geschmolzen und unter Druck in eine Form eingespritzt werden. Sobald der Einspritzvorgang abgeschlossen ist, können die Form und die Teile abkühlen und sich verfestigen, sodass das Produkt aus dem Formhohlraum ausgeworfen werden kann. Der Weg innerhalb der Form, den der geschmolzene Kunststoff zurücklegt, bevor er die eigentliche Kavität erreicht, wird als Verteiler oder Angusskanal bezeichnet. Typischerweise bestehen diese aus einem oder mehreren schmalen Kanälen. Jedes endet in einer Düse, die den Hohlraumeingang bildet. Bei herkömmlichen Kaltformverfahren kühlt der in diesen Kanälen und Düsen verbleibende Kunststoff ab und verfestigt sich zusammen mit dem Formteil.

Diese verfestigten Angüsse oder „Angusskanäle“ werden dann vor Beginn des nächsten Injektionszyklus entsorgt. Dies stellt nicht nur Materialverschwendung dar, insbesondere wenn die Läufer nicht recycelt werden können, sondern fügt dem Prozess auch einen Produktionsschritt hinzu. Dies erhöht die Zykluszeiten, verringert die Produktivität und erhöht die Stückkosten der produzierten Teile. Durch den Einsatz eines Heißkanalsystems werden diese Probleme nahezu vollständig beseitigt, da der Kunststoff zwischen den Einspritzzyklen in den Verteilerkanälen und in der Düsenflüssigkeit verbleibt. Dies wird durch den Einbau elektrischer Heizelemente in den Verteiler und die Düsen erreicht, die diese Teile auf einer konstanten Temperatur von etwa 550 bis 590 °F (290 bis 310 °C) halten.

Heißkanalheizelemente lassen sich in zwei Kategorien einteilen:interne und externe Typen. Externe Heißkanalheizungen befinden sich im Verteilerkörper unmittelbar neben den Kanälen und um die Außenseite der Düsen herum. Interne Heizelemente befinden sich innerhalb der Kanäle und Düsen. Obwohl die interne Heizmethode in einigen Spezialanwendungen und älteren Maschinen verwendet wird, wurde sie weitgehend durch die effizientere externe Heizmethode ersetzt. Während der Einsatz von Heißkanalsystemen erhebliche Einsparungen mit sich bringt, schränken die damit verbundenen hohen Installationskosten ihren Einsatz ein.

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