Heisses Thema Effizienz

Auch in der Kunststoffverarbeitung kommen zunehmend energieeffiziente Systeme zum Einsatz. Dazu zählt, sagt Jörg Essinger, Leiter Anwendungstechnik der Günther Heisskanaltechnik GmbH, Frankenberg, „natürlich auch der Heißkanal. Mit unserer Blueflow-Düse mit neuer Dickschicht-Heizungstechnologie und zweigeteiltem Schaft leisten wir unseren Beitrag zur Energieeffizienz“.

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Sequentielle Steuerung der Verschlussnadel mit Kaskadentechnologie.
Bild: Thermoplay

Ein weiterer Trend ist die Verarbeitung von thermisch sensitiven Kunststoffen wie biobasierten Polymeren oder Pulverspritzguss (MIM). Hierfür, so Essinger, „bietet die Blueflow-Düse den Vorteil der sehr homogenen Temperaturführung.“ Dank fili­graner Dick­schicht­heizung werden die Heizbahnen näher am Material geführt, und die Leistungsverteilung kann über das gesamte Heizrohr hinweg sehr viel genauer erfolgen.

Trends µ-genau

Heißkanal für den Reinraum
Reinraumanforderungen richten sich insbesondere an Antriebe beim Einsatz der Nadelverschlusstechnik. Neben den weit verbreiteten Antrieben, die auf Pneumatik und Hydraulik setzen, kommen hier mehr und mehr elektrische Antriebe zum Einsatz. Neben Elektromagneten sind es vor allem die Servomotoren, die eine hundertprozentige Reinraumtauglichkeit bei gleichzeitig höchster Genauigkeit bieten. Aber auch hydraulische Systeme, welche bei Wartungsarbeiten nicht zwangsläufig geöffnet werden müssen, entsprechen aufgrund ihrer besonderen Konstruktion den Anforderungen vieler Reinraumanwendungen.

Ein Schwerpunkt auf der Euromold 2012 waren für Günther Heisskanaltechnik die elektrisch angetriebenen Nadelverschlusssysteme: „Hier haben wir die unterschiedlichen Antriebsarten wie Servo- und Schrittmotor und den Elektromagneten vorgestellt. Des Weiteren haben wir den neuesten Stand der Heißkanaldüsen für direkte seitliche Anspritzung von Artikeln präsentiert.“

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Bauteil- und konstruktionsorientierte Heißkanalsysteme erlauben neue Konzepte der Direktanspritzung.
Bild: PSG

Wärmehaushalt im Fokus
Nach Einschätzung von Armin Kölz, Vertriebsleiter Heißkanal Deutschland der Hasco Hasenclever GmbH + Co. KG, Lüdenscheid, ist der Wärmehaushalt „ein wichtiges Thema, das aber von vielen Faktoren bestimmt wird“. Neben konstruktiven Maßnahmen im Werkzeug zur Vermeidung von Störeinflüssen tragen alternative Werkstoffe, etwa Titan oder Keramik für Abstützungen und Dichtungsflächen, aber auch Querschnitte und Umlenkungen der Massekanäle, ebenso wie die Lage der Heizkörper und Thermofühler, ganz entscheidend zu einem konstanten Wärmehaushalt innerhalb des gesamten Heißkanalsystems bei.

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Wartungsfreundliche Düsenbaureihe für kleinere Schussgewichte und kleine Nestabstände.
Bild: Hasco

Wartungsfreundliche Systeme
Für produktivere, hochfachige Werkzeuge sind insbesondere modulare und wartungsfreundliche Systeme gefragt, die sich schnell und einfach bereits in der Konstruktionsphase ins jeweilige Werkzeugkonzept integrieren lassen. Der Trend im Trend ist dabei die enge Kooperation mit dem Systemlieferanten, der nicht nur das Heißkanalsystem, sondern die komplette „Heiße Seite“ beitragen kann. Auf der Euromold 2012 zeigte die Hot Runner Division von Hasco neben zahlreichen Düsenvarianten und seitlicher Anspritzung eine neu entwickelte Nadelverschlussdüse für den Verpackungssektor.

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Effizientere Heizelemente und geometrische Optimierungen senken den Energiebedarf der Düsen.
Bild: Heitec

Einen Trend zu immer komplexeren Anwendungen in der kunststoffverarbeitenden Industrie sieht Bastian Schreck, Geschäftsführer und Marketingleiter der Heitec Heisskanaltechnik GmbH, Burgwald: „Immer häufiger werden technisch sehr anspruchsvolle Kunststoffe mit hohen Füllgraden eingesetzt. Die Produktionszyklen sollen dabei möglichst immer schneller werden, und der Qualitätsanspruch an die fertigen Kunststoffartikel hinsichtlich Maßhaltigkeit, Hygienevorschriften und ähnlichem wird immer höher. Gleichzeitig ist man ständig darum bemüht, Energieverbrauch und Materialeinsatz zu minimieren.“ Auf der Euromold 2012 stellte Heitec unter anderem einen neu entwickelten Antriebsregler für Hochpräzisions-Nadelverschlusssysteme vor.

Die „Verkürzung der Zykluszeiten“ hat Andy Walter, Geschäftsführer der I-Mold GmbH & Co. KG, Michelstadt, als aktuellen Entwicklungstrend in der Heißkanaltechnik ausgemacht. Auf der Euromold präsentierte sein Unternehmen Einzeldüsen, Verteilerdüsen, Nadelverschlussdüsen, Multitipdüsen, Düsen mit Körperdichtung und Verteiler.

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Einsatzfertige Komplettsysteme mit eingeschraubten Düsen für kleine Formteile und hochfachige Werkzeuge bieten geringen Fertigungs- und Montageaufwand und hohe Betriebssicherheit.
Bild: Incoe

Die Heißkanaltechnik wird in Zukunft mehr leisten müssen als nur Schmelze zu transportieren, sagt Reinhard Kabus. Leiter Marketing der Incoe International Europe, Rödermark: „Es geht um stabilere Prozesse bei geringerem Kostenaufwand. Unsere Nadelhubsteuerung Softgate für sanftes Öffnen des Nadelverschlusses ist ein gutes Beispiel für ein einfaches und kostengünstiges Verfahren, das viele Spritzgießprozesse stabilisiert und neue Vorgehensweisen erlaubt.“

Sanft öffnender Nadelverschluss
In einem auf der Euromold 2012 vorgestellten neuen Anwendungsfall ermöglicht Softgate ein direktes, senkrechtes Anspritzen unmittelbar auf IMD-Dekor-Folie, ohne dass diese geschädigt oder verschoben wird. Was früher durch Anbindung über einen erstarrenden Unterverteiler erreicht wurde, erledigt die Steuerung nun mit einer sanften, gebremsten Öffnung der Nadelverschlussdüse. In der Prozessintegration bei gleichzeitiger Steigerung der Energieeffizienz und Produktivität sieht Michael Schiele, Marketing Manager der Mold-Masters Europa GmbH, Baden-Baden, die aktuellen Entwicklungstrends in der Heißkanaltechnik: „Wir bieten mit der E-Multi und dem kompletten Iris-System bereits Implementierungen von kompletten Fertigungszellen für zahlreiche Co-Injection-Anwendungsbereiche.

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Euromold-Neuheiten: Einbaufertig montiertes Heißkanalsystem, Multitippdüse mit drei Düsenspitzen und pneumatisch betätigte Nadelverschlussdüse.
Bild: I-Mold

Innovative Steuerungssysteme
Der aktuelle Schwerpunkt liegt im Bereich der Verpackungen, ist aber nicht darauf reduziert. Es bieten sich zahlreiche Optionen zur Prozessoptimierung in fast allen Marktsegmenten.“ Insbesondere der anhaltende Trend zu komplexeren „E-Solutions“ und die vollständige Integration für höchste Präzision und Sauberkeit prädestinieren die Heißkanaltechnik für Anwendungen in der Mikro- und Medizintechnik.

Für Andreas Kißler, Mitglied der Geschäftsleitung der Plastic Service GmbH, Mannheim, ist die Integration diverser Fertigungskomponenten ein aktueller Entwicklungstrend.

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Der Höhenaufbau verdeutlicht die kompakte Bauweise des Werkzeugs.
Bild: Günther Heisskanaltechnik

Nach der Einschätzung von Peter Vogt, Geschäftsführer der Thermoplay Deutschland GmbH, Lüdenscheid, werden elektrische Nadelventile und innovative Steuerungssysteme in vielen Bereichen der Kunststoffteilefertigung Einzug halten und die Qualität der Anspritzpunkte optimieren: „Bauteil- und konstruktionsorientierte Heißkanalsysteme nehmen zunehmend mehr Platz in unserem Fertigungsprogramm ein und erlauben neben den standardisierten Bauformen ganz neue Konzepte der Direktanspritzung mittels Heißkanal.“

Im Bereich Wärmehaushalt, erläutert Dominic Friederich, Geschäftsführer der Xintech Hotrunner AG, Dübendorf/Schweiz, „wird vor allem das Thema Energieeffizienz eine zunehmend wichtige Rolle spielen“. Dies betrifft zum einen die Wärme-Isolation der kompletten Form, vornehmlich jedoch die des Heißkanal-Systems. Zum anderen sind zunehmend Heizungen gefragt, die einen minimalen Wärmeverlust und so einen maximalen Wirkungsgrad gewährleisten.