Absolut gerade und absolut rund

WERKZEUGE UND FORMEN
1 Besonders leichtgängig gleiten die
Kolben durch diese
Spritzen, weil der Spritzenkörper nahezu ideal
geformt ist, also
keinen Verzug, etwa
durch Kernversatz,
aufweist.
1
2
2 Die Gestalt der StarLine-Crown-Düse ermöglicht wesentliche
Verbesserungen am
Werkzeug und
eine Reinigung der
Formteil-Entlüftung in
wenigen Minuten.
Absolut gerade und absolut rund
Ideal geformte Spritzenkörper durch Systemkonzept ohne Kernversatz Im Spritzguss hergestellte medizinische Spritzenkörper sind nach dem bis heute üblichen Verfahren der seitlichen Anspritzung nicht ideal geformt.
Eine der Ursachen sind asymmetrische Druckbelastungen im Werkzeug während der Füll- und Nachdruckphase
(Kernversatz), die zur Verformung des zylindrischen Spritzenkörpers beitragen. Der Effekt bewirkt zudem eine
schnellere Abnutzung des Werkzeugs. Durch eine spezielle Geometrie der Düsenspitzen und der besonderen
Gestaltung des Formteils im Bereich des Anspritzpunktes werden diese Beeinträchtigungen überwunden.
B
ei der heute üblichen seitlichen Anspritzung von Spritzenkörpern wird
der Formkern aufgrund des Spritzdrucks leicht verschoben. Dies führt zu einem Wandstärkenversatz. Die Spritzenzylinder werden auch bei der gängigen
Vorhaltung des Kernes unrund, da dieses
Verfahren nur den Wandstärkenversatz
vom Kopf der Spritze zum Boden verschiebt. In der Folge wird der Spritzenkolben schwergängiger und kann sich bei der
Kristallisation zudem verziehen. Schwergängige Spritzen sind natürlich nicht erwünscht, weil sie zu Problemen bei der
Medikamentendosierung führen. Der
Verzug kann es außerdem zu einer mangelhaften Qualität bei der Bedruckung
führen. Ein weitere, nicht zu vernachlässigende Folge des Kernversatzes wirkt sich
nicht auf das Formteil, sondern auf das
Werkzeug aus: Bei jedem Einspritzvorgang wirken beträchtliche Seitenkräfte
auf die Luerkonusspitzen im Werkzeug;
dadurch wird der Verschleiß des Werkzeuges erhöht.
Autor
Hans Schreck, Heitec Heisskanaltechnik,
Burgwald, [email protected]
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MedPLAST · Mai 2010
Kernversatz-Probleme
gibt’s nicht mehr
Somit braucht sich der Anwender erstmals nicht mehr mit den Problemen des
Kernversatzes zu befassen. Hierdurch
Ein Systemkonzept zur Herstellung absowird quasi eine Anspritzung wie beim
lut gerader und absolut runder SpritzenKaltkanal mit mindestens drei Anspritzkörper für die medizinische Anwendunpunkten simuliert.
gen haben der Formenbauer Amtec aus
Zudem kann der Werkzeugbauer aufHohenwestedt und Heitec Heisskanalgrund des geringen Durchmessers dieser
technik aus Burgwald gemeinsam ententkoppelten Düse
wickelt: Durch eine
spezielle Geometrie Weil die Düsenkrone in der eine wesentlich effektivere Innenkühder Düsenspitzen und
lung des Einsatzes
der besonderen Ge- Formplatte fixiert ist, bleiund damit einen
staltung des Formteils ben die Spitzen bei der
gleichmäßigeren
im Bereich des AnWärmehaushalt des
spritzpunktes können Wärmeausdehnung exakt
Einsatzes
gewährjetzt absolut genaue an der Anspritzstelle.
leisten. Dies führt zu
Formteile produziert
geringeren Spannungen im ausgeworfewerden. Im Falle der hier beschriebenen
nen Spritzenkörper und somit ebenfalls zu
Spritzen haben diese ein Volumen von
geraderen Spritzen, weil das spätere Ver2,5, 5, 10 und 20 Milliliter.
ziehen durch Spannungen im SpritzenErmöglicht wird dies durch den Einsatz
körper unterbunden wird.
von entkoppelten Star-Line-Crown-Düsen von Heitec, die es in runder und linearer Anordnung gibt. Die spezielle AnZusätzlich Wanddicke
spritzgeometrie und die Formteilgestalund Zykluszeit verringert
tung bewirken zusammen, dass sich der
Die hohe Qualität des Spritzenkörpers ereinschießende Kunststoff zunächst radial
laubt es jetzt bei dreiteiligen Spritzen, den
um den Spritzenkörper verteilt bevor er
Gummistopfen (gasked) des Spritzenkolabsolut gleichmäßig bis zur Spitze läuft.
bens mit etwas geringerer Vorspannung
NEUE TECHNOLOGIEN
Anspritzen ohne Kernversatz
Höchste Formteilqualität: Draufsicht
auf den Spritzenkörper mit dem Gummistopfen, aber ohne Spritzenkolben.
als bisher einzusetzen – ohne die Dichtigkeit zu beeinflussen. Der Kolbenlauf ist
sehr exakt und leichtgängig: Ist die Spritze
mit Flüssigkeit gefüllt und steht mit dem
Kolben nach unten, so fährt der Kolben
von allein durch die Schwerkraft nach unten bis zum Anschlag.
Bei zweiteiligen Spritzen hat die absolute Rundheit des Spritzenzylinders den
Vorteil die Dichtigkeit der Spritze mit größerer Sicherheit zu gewährleisten. Ein bisheriges Problem der zweiteiligen Spritzen
war, dass die PE-Dichtungslippe des Spritzenkolbens wegen des unrunden Spritzenkörpers ein erhebliches Übermaß haben musste. Dies führte zu einer sehr
schwergängigen Spritze, die sich deshalb
für viele Anwendungen nicht durchsetzen
konnte. Die Möglichkeit, nun mit einem
absolut runden und geraden Spritzenkörper diese „Vorspannung“ erheblich zu reduzieren, verringert diesen bekannten
Nachteil nun signifikant.
Aufgrund der gleichmäßigen Materialverteilung konnte nun auch die Wandstärkendicke bis auf 0,5 Millimeter reduziert und dadurch auch noch Material ein-
gespart werden. Zudem konnte die Zykluszeit um bis zu 20 Prozent verringert
werden, weil jetzt beim Spritzgießprozess
keinerlei Seitenkräfte mehr auf den Kern
übertragen werden und die sonst übliche
Minimierung des Kernversatzes nicht erforderlich ist; somit konnte das technische
Potenzial der Spritzgussmaschine voll ausgeschöpft werden. Dazu trug auch die vorab erwähnte verbesserte Kühlmöglichkeit
bei.
Entlüftung reinigen ohne das
Werkzeug ausbauen zu müssen
Durch die neue Gestalt der seit fünf Jahren am Markt befindlichen Star-Line-Düse konnten auch am Werkzeug Optimierungen vorgenommen werden. Wesentliche Verbesserungen werden unter anderen in der Artikelkühlung und in der Getriebeauslegung erzielt. Die aus mehreren
Standardteilen zusammengesetzte Düse
kann durch ihren Aufbau auch die Längenausdehnung ausgleichen. Weil die Düsenkrone in der Formplatte fixiert ist, bleiben die Spitzen bei der Wärmeausdehnung exakt an der vorgegebenen An-
Durch eine spezielle Geometrie der Star-Line-Düsenspitzen von Heitec Heißkanaltechnik und der besonderen Gestaltung des
Formteils im Bereich der seitlichen Anspritzpunkte wird eine asymmetrische Druckbelastung im Werkzeug während der Füllund Nachdruckphase (Kernversatz) vermieden. Dies führt im Falle von medizinischen
Spritzen zu nahezu ideal geformten Spritzenkörpern. Weitere Vorteile dieses Systemkonzeptes mit den Star-Line Crown-Düsen
sind: Die Wandstärke der Spritzen konnte
verringert werden, die Zykluszeit im Spritzgießprozess verkürzt und der Werkzeugverschleiß gemindert. Zudem können die Spitzen der Düsen, die es in verschiedenen Geometrien gibt, einfach getauscht werden. Die
Reinigung der Artikel-Entlüftung ist aufgrund der Bauweise ohne Spitzenziehen
oder Ausbau der Düsenkrone in wenigen
Minuten möglich.
spritzstelle. Daher sind Anspritzbohrungen von 0,5 Millimeter realisierbar. Durch
die Entkoppelung der Düsenkrone ist die
Demontage der separat verdrahteten
Formplatte und somit die Reinigung der
Entlüftung des Artikels minutenschnell
durchzuführen. Die heiße Seite wird abgezogen, wobei die Krone in der Düsenplatte verbleibt. Ein Herausziehen der Düse oder die Demontage der Einsätze entfällt. Dies ermöglicht zusammen mit der
entsprechenden Werkzeugkonstruktion
zum ersten Mal das Reinigen der Entlüftungen in der Spritzgussmaschine ohne
den zeitaufwändigen Ausbau des Werkzeuges. Und weil die neue Düse im beweglichen Teil wesentlich schmaler als im
Kronenbereich ist, bietet sie mehr Konstruktionsraum.
MedPLAST · Mai 2010
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