Wie funktioniert das Spritzgießverfahren?

Spritzgussforming is a manufacturing process that involves the use of molds to make plastic products.

The molten plastic flows into the plastic injection molds, where it is cooled and takes the shape of the mold. This process is used to create everything from toys to car parts.

In this blog post, we’ll take a closer look at how injection molding works and discuss some of its benefits.

Das Prinzip des Spritzgießens

The principle of injection molding is that the plastic in the form of pellets or powder is fed into the barrel from the hopper of the plastic injection molding machine, heated and melted to a flowing state in the barrel, and then injected into the closed mold cavity at a lower temperature through the nozzle at the front of the barrel at a faster speed under the impetus of the plunger or screw.

Nach dem Abkühlen und Aushärten entsteht die Spritzeinheit. Wenn die Ansammlung von geschmolzenem Material an der Vorderseite des Zylinders einen bestimmten Druck auf die Schnecke verursacht (als Gegendruck der Schnecke bezeichnet), dreht sich die Schnecke zurück, bis sie mit dem eingestellten Hubschalter in Kontakt kommt, und das Vorformen und Speichern von Kunststoff mit einem Einspritzvolumen des Werkzeugs (d. h. das Speichern von geschmolzenem Kunststoff an der Vorderseite des Zylinders) endet.

Dann beginnt der hydraulische Einspritzzylinder zu arbeiten, und die mit dem Kolben des Hydraulikzylinders verbundene Schnecke spritzt das geschmolzene Material mit einer bestimmten Geschwindigkeit und einem bestimmten Druck bei niedrigerer Temperatur durch die Düse an der Vorderseite des Zylinders in den geschlossenen Formhohlraum ein, wobei der Druck für eine bestimmte Zeit aufrechterhalten wird, und der geschmolzene Kunststoff kühlt ab und härtet aus, um die durch den Formhohlraum vorgegebene Form und Größe zu erhalten.

The mold is opened by the opening and closing mechanism, and the injection-molded plastic parts are removed by the pushing mechanism.

Bedingungen für den Spritzgießprozess

The most important factors in the injection molding manufacturing process conditions are temperature, pressure, and time.

(1) Temperatur
Die Temperatur, die beim Spritzgießen kontrolliert werden muss, ist hauptsächlich die Zylindertemperatur, die Düsentemperatur und die Werkzeugtemperatur.

Temperatur des Fasses
Die Wahl der Zylindertemperatur hängt von der Vielfalt und den Eigenschaften der Kunststoffe ab. Ist die Trommeltemperatur zu niedrig, ist die Plastifizierung nicht ausreichend; ist die Trommeltemperatur zu hoch, kann der Kunststoff überhitzt werden und sich zersetzen.

Die Temperaturverteilung des Materials beruht im Allgemeinen auf dem Prinzip "vorne hoch, hinten niedrig", d. h. die Temperatur am hinteren Ende des Zylinders ist niedrig und die Temperatur am vorderen Ende in der Nähe der Düse ist hoch, um eine Zersetzung des Kunststoffs durch die reine Reibungswärme zu verhindern.

Damit die Schneckeneinspritzmaschine die Scherreibungswärme zwischen Schnecke und Schmelze, Schmelze und Schmelze, Schmelze und Zylinder und den Kunststoffabbau verhindert, kann die Temperatur des vorderen Teils des Zylinders etwas niedriger sein als der mittlere Teil.

Um festzustellen, ob die Zylindertemperatur angemessen ist, kann die Luftinjektionsmethode verwendet werden, um die Qualität der Kunststoffteile zu beobachten oder direkt zu überprüfen.

Beim Einspritzen in die Luft, wenn das Material fließt gleichmäßig, glatt, keine Blase, einheitliche Farbe, bedeutet dies, dass die Materialtemperatur angemessen ist; wenn das Material fließt rau, gibt es Silber oder Verfärbung, bedeutet dies, dass die Materialtemperatur ist nicht angemessen.

Düsentemperatur
Die Düsentemperatur ist in der Regel etwas niedriger als die maximale Temperatur des Fasses, um zu verhindern, dass die Temperatur zu hoch ist, um in der Düse zu schmelzen Salivation Phänomen.

Temperatur der Form
Die Werkzeugtemperatur hat einen großen Einfluss auf das Fließen der Schmelze, die Abkühlgeschwindigkeit und die Leistung des Formteils.

Die Temperatur des Werkzeugs hängt von der Kristallinität des Kunststoffs, der Größe des Formteils und der Leistung des Formteils ab. Struktur- und Leistungsanforderungen sowie andere Prozessbedingungen (wie Schmelzetemperatur, Einspritzgeschwindigkeit und Einspritzdruck).

(2) Druck
The pressure in the injection molding process includes plasticizing pressure and injection pressure, which directly affect the plasticization of plastic and the quality of plastic parts.

PlastifizierdruckUnter Gegendruck versteht man den Druck, der auf die Schmelze am Schneckenkopf wirkt, wenn sich die Schnecke dreht und beim Einsatz einer Schneckenspritzmaschine zurückfährt.

Der Plastifizierdruck steigt, die Temperatur der Schmelze und ihre Gleichmäßigkeit nehmen zu, die Durchmischung des Farbmaterials ist gleichmäßig, und das Gas in der Schmelze wird abgeleitet. Allerdings sinkt die Plastifiziergeschwindigkeit, und der Formgebungszyklus verlängert sich.

Um die Qualität der Kunststoffteile zu gewährleisten, sollte der Plastifizierdruck im Allgemeinen so niedrig wie möglich sein, im Allgemeinen etwa 6 MPa, selten mehr als 20 MPa. Der Einspritzdruck ist der Druck, der vom Kolben oder Schneckenkopf auf die Kunststoffschmelze ausgeübt wird.

Größe: Die Höhe des Einspritzdrucks hängt von der Kunststoffart, dem Typ der Spritzgießmaschine, der Werkzeugstruktur, der Wandstärke der Kunststoffteile und anderen Prozessbedingungen ab.

Funktion: To overcome the flow resistance of the melt in the process of filling the injection mold when injecting, so that the melt has a certain filling rate; to compact the melt and prevent backflow when holding the pressure.

Generell gilt: Einspritzdruck für hochviskose Kunststoffe > niedrigviskose Kunststoffe; hoher Einspritzdruck für dünnwandige, großflächige, komplex geformte Kunststoffteile; einfacher Werkzeugaufbau, größere Anschnittgröße, geringerer Einspritzdruck.

Kolbeneinspritzmaschine Einspritzdruck > Schneckenspritzmaschine; Zylindertemperatur, Werkzeugtemperatur ist hoch, der Einspritzdruck ist niedriger.

(3) Zeit
The time required to complete an injection molding process is called the molding cycle. It includes mold filling time, holding time, in-mold cooling time, other times, etc. Other times include mold opening, mold release, mold release agent application, insert placement and mold closing, etc.

Verfahren zum Spritzgießen

Dazu gehören vor allem die Vorbereitung vor dem Spritzgießen, das Spritzgussverfahren und die Nachbehandlung von Kunststoffteilen usw.

(1) Vorbereitung der Vorformung
The main preparations before the injection molding cycle are inspection of the appearance and process performance of raw materials, preheating and drying; cleaning or replacement of the barrel of the injection machine.

Für Form Release Schwierigkeiten, eine vernünftige Wahl der Trennmittel; Vorwärmen des Einsatzes, einige Formen müssen auch vorheizen.

Prüfung des Aussehens des Materials und Messung der Prozessleistung: einschließlich Kunststofffarbe, Partikelgröße und Gleichmäßigkeit, Fließfähigkeit (Schmelzindex, Viskosität), thermische Stabilität und Schrumpfungsprüfung.

Plastic preheating and drying: remove excess moisture and volatile thees from the material to prevent defects or degradation on the surface of the injection molded parts, which affects the appearance and internal quality of the plastic parts.

Methoden der MaterialtrocknungBei der Herstellung von Kleinserien wird die Ofentrocknung verwendet, bei der Herstellung von Großserien die Siede- oder Vakuumtrocknung.

Fassreinigung: Bei Produktwechsel, wechselnden Rohstoffen und Farben ist eine Reinigung des Fasses erforderlich.

Vorwärmen des Einsatzes: Verringerung des Temperaturunterschieds zwischen dem Material und dem Einsatz, Verringerung der Schrumpfspannung des Kunststoffs um den Einsatz herum und Gewährleistung der Qualität der Kunststoffteile.

Die Wahl des Trennmittels: Zu den häufig verwendeten Trennmitteln gehören Zinkstearat, flüssiges Paraffin und Silikonöl.

(2) Injektionsverfahren
Das Einspritzverfahren ist die wichtigste Phase der Umwandlung von Kunststoffen in Kunststoffteile. Es umfasst mehrere Schritte wie Materialzugabe, Plastifizierung, Einspritzung, Druckhaltung, Abkühlung und Formgebung sowie Entformung.

Fütterung: Adding granular or powdered plastic to the hopper of the plastic injection molding machines.

Plastifizierung: The plastic material in the screw is heated by the heating device of the injection molding machine to melt and become a plastic melt with good plasticity.

Einspritzung: Die plastifizierte Kunststoffschmelze wird durch den Kolben oder die Schnecke der Spritzgießmaschine gedrückt und gelangt mit einem bestimmten Druck und einer bestimmten Geschwindigkeit durch die Düse und das Gießsystem der Form, um in den Formhohlraum einzudringen und diesen zu füllen.

Druckhaltung und Schrumpfungsergänzung: Nachdem die Schmelze die Kavität gefüllt hat, hält die Schmelze unter dem Druck des Kolbens oder der Schnecke der Spritzgießmaschine den Nachfülldruck aufrecht, so dass die Schmelze im Zylinder weiterhin in die Kavität eindringt, um den Schrumpfungsbedarf des Kunststoffs in der Kavität zu decken, und sie kann ein Zurückfließen der Schmelze verhindern.

Kühlung nach dem Einfrieren des Tors: Nach einiger Zeit wird der geschmolzene Kunststoff in der Kavität zu einem Festkörper verfestigt, um sicherzustellen, dass das Kunststoffteil eine ausreichende Steifigkeit aufweist, damit es sich nicht verzieht oder verformt, wenn es aus der Form genommen wird.

Entschalung: Das Formteil wird auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt, und das Formteil wird durch den Ausstoßmechanismus aus der Form gedrückt.

(3) Nachbehandlung des Formteils
Die Nachbehandlung kann die inneren Spannungen des Kunststoffteils beseitigen und die Leistung des Kunststoffteils sowie die Stabilität der Größe verbessern.

Die Nachbehandlung von Herstellung von Kunststoff-Spritzgussteilen umfasst eine Glüh- und Benetzungsbehandlung.

Beim Glühen werden die Kunststoffteile für einige Zeit in ein flüssiges Heizmedium mit fester Temperatur (z. B. heißes Wasser, heißes Mineralöl, flüssiges Paraffin usw.) oder einen Heißluftofen gelegt und dann langsam abgekühlt. Ziel ist es, die inneren Spannungen der Kunststoffteile zu beseitigen und die Größe zu stabilisieren.

a) Temperatur: 10°~15° über der Gebrauchstemperatur oder 10°~20° unter der Wärmeableitungstemperatur.

b) ZeitDer Zeitaufwand für die Bearbeitung von Kunststoffteilen beträgt in der Regel etwa eine halbe Stunde pro Millimeter, abhängig von der Kunststoffsorte und der Dicke des Kunststoffteils.

c) Wirkung: Beseitigung der inneren Spannungen des Kunststoffteils, Stabilisierung der Größe des Kunststoffteils, Verbesserung der Kristallinität und Stabilisierung der kristallinen Struktur, Verbesserung des Elastizitätsmoduls und der Härte.

Behandlung zur Anpassung der LuftfeuchtigkeitEine Nachbehandlungsmethode, bei der die gerade umgeformten Kunststoffteile in ein Heizmedium (z. B. kochendes Wasser, Kaliumacetatlösung) gelegt werden, um die Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsaufnahmegleichgewichts zu beschleunigen. (Hauptsächlich für Kunststoffe mit starker Hygroskopizität und leichter Oxidation, wie z.B. PA)

a) Temperatur: 100~121℃ (die obere Grenze wird genommen, wenn die Wärmeverformungstemperatur hoch ist, und die untere Grenze wird umgekehrt genommen).

b) ZeitIsolierzeit: Die Isolierzeit hängt von der Dicke der Kunststoffteile ab und beträgt in der Regel 2 bis 9 Stunden.

c) ZweckDie Produkte sollen so schnell wie möglich ein Gleichgewicht der Feuchtigkeitsaufnahme erreichen, um Dimensionsänderungen während des Gebrauchs zu vermeiden.

Prozessparameter des Spritzgießens

Die Befeuchtungsbehandlung ist eine Behandlungsmethode, bei der die frisch entformten Kunststoffteile in heißes Wasser gelegt werden, um die Luft zu isolieren, die Oxidation der Kunststoffteile zu verhindern und das Erreichen des Gleichgewichts der Feuchtigkeitsaufnahme zu beschleunigen. Ziel ist es, die Farbe und Größe des Formteils zu stabilisieren und seine Leistungsfähigkeit zu verbessern.

Injektionsverfahren
Es umfasst im Allgemeinen die folgenden Schritte: Materialzugabe, Plastifizierung, Formfüllung, Nachdruck, Gießen, Abkühlen und Entformen.

1. Hinzufügen von Material
   Die Pellets werden in den Trichter der Maschine gegeben. Spritzgießen Maschine.
2. Plastifizierung
   Der zugegebene Kunststoff wird in den Trichter gegeben, damit er von festen Partikeln in den geschmolzenen Zustand übergeht und eine gute Plastizität aufweist; dieser Vorgang wird als Plastifizierung bezeichnet.
3. Formfüllung
   Die plastifizierte Schmelze wird durch den Kolben oder die Schnecke an die Vorderseite des Zylinders geschoben, dann durch die Düse und das Gießsystem in den Hohlraum gegossen und gefüllt.
4. Nachdruck
   Wenn die Schmelze in der Form abkühlt und schrumpft, drückt der Kolben oder die Schnecke die Schmelze in den Zylinder, um die Form kontinuierlich aufzufüllen und so ein Kunststoffteil mit vollständiger Form und dichter Textur zu bilden; diese Phase wird als Druckhalten bezeichnet.
5. Rückfluss
   Am Ende des Nachdrucks zieht sich der Kolben oder die Schraube zurück und der Druck in der Kavität wird aufgehoben.

Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck der Schmelze im Formhohlraum höher als der vor dem Anschnitt. Wenn der Anschnitt noch nicht eingefroren ist, fließt die Schmelze im Formhohlraum durch den Anschnitt zurück in das Gießsystem, dieser Vorgang wird als Rückfluss bezeichnet.

Dieser Vorgang wird als Rückfluss bezeichnet. Rückfluss führt zu Schrumpfung, Verformung und Lockerung der Struktur des Formteils. Wenn der Anschnitt am Ende des Nachdrucks bereits gefroren ist, kommt es zu keinem Rückfluss.

6. Kühlung
   Der Abkühlungsprozess des Kunststoffteils in der Form ist der gesamte Prozess vom vollständigen Gefrieren der Kunststoffschmelze am Anschnitt bis zum Herausdrücken des Kunststoffteils aus dem Formhohlraum. Dieses kühlt dann ab, um ein festes Produkt zu bilden. Schließlich schieben Auswerfer das abgekühlte Produkt als fertiges Teil aus der Maschine. Die Spritzgießfertigung Prozess ist abgeschlossen.

Der Abkühlungsprozess beginnt mit dem Einspritzen des Kunststoffs in die Kavität und umfasst den Zeitraum von der Beendigung der Formfüllung und der Druckhaltung bis zum Zeitpunkt der Entformung.

7. Entformen
   Die Form wird geöffnet, wenn das Teil auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt ist, und das Teil wird durch die Wirkung des Ausstoßmechanismus aus der Form gedrückt.

Die wichtigsten Parameter, die die Qualität des Produkts bestimmen, sind Temperatur, Zeit, Druck, Geschwindigkeit und Position.