FamRe – Entwicklung einer kavitätsspezifischen Regelung des Spritzgießprozesses für Familienwerkzeuge

Kavitätsspezifische Regelung des Spritzgießprozesses zur Optimierung von Familienwerkzeugen

Im Rahmen des ZIM-Forschungsvorhabens FamRe wird eine Methode zur kavitätsspezifischen Regelung des Spritzgießprozesses entwickelt. Durch die gezielte Anpassung der Öffnungshübe elektrisch betriebener Heißkanalverschlussnadeln während der Einspritzphase sollen Füllunterschiede in Familienwerkzeugen ausgeglichen und die Formteilqualität signifikant verbessert werden.

Familienwerkzeuge stellen eine Sonderbauform von Mehrkavitätenwerkzeugen dar, bei denen Bauteile mit unterschiedlicher Größe oder Geometrie gefertigt werden, die meist zur gleichen Baugruppe gehören. Durch die Fertigung im Familienwerkzeug ergibt sich der Vorteil, dass die einzelnen Komponenten die gleiche Qualität beispielsweise hinsichtlich der Farbe aufweisen. Allerdings können aufgrund von Störeinflüssen oder ungleichmäßiger Temperierung des Heißkanalsystems Fließfrontunterschiede zwischen den einzelnen Kavitäten auftreten, die in Schwankungen der Bauteilqualität resultieren. Bisherige Regelungssysteme erlauben es nicht, den Schmelzefluss im Werkzeug kavitätsspezifisch zu regeln.

© IKV

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Füllunterschiede durch die Anpassung des Öffnungshubes elektrisch angetriebener Heißkanalverschlussnadeln während der Einspritzphase auszugleichen. Durch kavitätsspezifische Öffnungshübe wird der Druckwiderstand in den einzelnen Fließkanälen und damit die Schmelzeströme in die Formnester definiert verändert. Füllunterschiede sollen entweder mithilfe der Verlustströme der Schrittmotoren oder mithilfe von Kraftsensoren in der Nadelaufnahme der Schrittmotoren ermittelt werden.

Weiterhin soll eine kavitätsspezifische Regelung des Werkzeuginnendrucks während der Nachdruckphase entwickelt werden. Bei dieser soll die Führungsgröße an die vorherrschenden Prozessbedingungen angepasst werden, um Störeinflüsse auf den Prozess auszugleichen. Der Werkzeuginnendruck soll wiederum durch die individuelle Steuerung des Öffnungsquerschnitts der Heißkanaldüsen reguliert werden.

Projektdaten und Förderung

Wir danken dem BMWK für die Förderung des Projekts im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM, Förderkennzeichen KK5158707PR1) und den Projektpartnern für die Zusammenarbeit.
Projektlaufzeit: 01.10.2022 – 30.09.2024

Projektpartner / Förderung