Fließwiderstand und Massetemperatur
- Die Orientierungsbereiche der Massetemperatur (Schmelze- bzw. Plastiziertemperatur) werden durch rheologische Gegebenheiten, Qualitätsforderungen und thermische Stabilität bestimmt.
- Der Einspritzdruck bewirkt durch Schererwärmung eine Temperaturerhöhung der Schmelze. Dieser Kühlzeitanteil wird durch eine programminterne Abschätzung des Einspritzdruckes auf Basis eines formmassespezifischen Mindestdruckes berücksichtigt.
- Die Bewertung des Fließwiderstandes der Formteil- und Angusskonturen erfolgt nach Erfahrung des Anwenders. Der Fließwiderstand beinhaltet die Relation Fließweg zu Fließquerschnitt, wobei der Einfluss von Schmelzerichtungsänderungen nahezu bedeutungslos ist.
Die Werkzeugkonturen werden von der Düse (Anguss) bzw. vom Anschnitt (Formteil) durch eine laminare Quellströmung gefüllt, sofern die Schmelze nicht vor Beendigung der Werkzeugfüllung erstarrt. Bei vorgegebener Fließfähigkeit (Viskosität) der Schmelze wird durch Erhöhung der Massetemperatur und/oder des Spritzdruckes die effektivste Fließwegverlängerung bzw. Verkürzung der Füllzeit erreicht. Schmelzeumlenkungen beeinflussen nur unwesentlich den Fließwiderstand. Durch Erhöhung der Werkzeugkonturtemperatur wird wegen der Wärmeisolierung der erstarrenden Randschichten der Fließwiderstand nur unwesentlich reduziert, aber die Kühlzeit deutlich erhöht. Eine Vergrößerung der Fließquerschnitte (z.B. durch Wanddickenerhöhung) verringert überproportional den Fließwiderstand. Bezüglich des Wanddickeneinflusses auf den Fließwiderstand flächiger Formkonturen soll folgende Wanddickenzuordnung als Orientierung dienen:
- unter 1 mm = sehr dünnwandig
- 1 bis 2 mm = dünnwandig
- über 2 bis 4 mm = normalwandig
- über 4 mm = dickwandig
Bei Wanddicken unter 0,5 mm ist selbst bei kleinen Fließweglängen eine zuverlässige Werkzeugfüllung nicht immer garantiert.
- Die programminternen Orientierungsbereiche der Massetemperatur repräsentieren die meist üblichen Temperaturbereiche der Praxis.
- Die Massetemperaturbereiche werden nach thermischer Stabilität der Schmelze und fließtechnischen Gegebenheiten der Werkzeugfüllung sowie nach der davon abhängigen Formteilqualität (Oberflächenglanz, Bindenahtqualität) bestimmt. Bei Festlegung der Massetemperaturen innerhalb der vorgegebenen Bereiche wird die Kühlzeit relativ wenig beeinflusst.
- Die Werkzeugkonturtemperatur beeinflusst hingegen entscheidend die Kühlzeit. Geringe Kühlzeit (hohe Produktivität) erfordert niedrige Konturtemperaturen, besondere Formteilqualität entsprechend hohe Temperaturen. Die Wahl der „richtigen“ Konturtemperatur ist immer ein Kompromiss, der bezüglich der Formteilqualität u.U. erst durch Produktionsversuche entschieden werden kann. Die praktische Erfahrung des Anwenders ist dabei sehr wichtig. Anderenfalls müssen durch Eingabevariationen die möglichen Kühlzeitabweichungen getestet werden, wobei der jeweilige Zweck der Zykluszeitberechnung (z.B. Kostenvorkalkulation, Maschinenbelegung, Maschineneinstellung) entsprechende Schlussfolgerungen ermöglicht.
- Eine weitergehende Präzisierung der Temperaturen ist durch Kommunikation mit Erfahrungsträgern (z.B. Formteilhersteller, Formmassehersteller) möglich.
- Befürworter der Impulskühlung geben u.a. häufig den Vorteil einer starken Kühlzeitreduzierung an. Tatsächlich ist diese Behauptung weder theoretisch noch praktisch bewiesen, sofern man nachprüfbare Untersuchungen auswertet.