Eine gestiegene Nachfrage nach variothermen Temperiersystemen konstatiert die GWK Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH, Meinerzhagen. „Unsere zyklische Werkzeugtemperierung Integrat vario wurde früher fast ausschließlich auf dem deutschen Markt eingesetzt. In den […]
Hochdynamisches Temperiersystem Integrat vario wh mit ESR-Einheit. (Foto: GWK)
Eine gestiegene Nachfrage nach variothermen Temperiersystemen konstatiert die GWK Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH, Meinerzhagen. „Unsere zyklische Werkzeugtemperierung Integrat vario wurde früher fast ausschließlich auf dem deutschen Markt eingesetzt. In den vergangenen zwei Jahren können wir jedoch feststellen, dass die Anfragen zu diesem System weltweit ansteigen und wir es in immer neuen Regionen verkaufen“, sagt Helmut Gries, Geschäftsführer Vertrieb/Marketing bei GWK. Darüber hinaus sei zu beobachten, wie die Lösung zunehmend neben dem Spritzgießen auch in anderen Verarbeitungsverfahren eingesetzt würde.
Mit Integrat vario lassen sich die wachsenden Qualitätsanforderungen der Verbraucher erfüllen, da sichtbare Bindenähte, Glanzunterschiede und andere Oberflächenfehler vermieden werden. Zudem erschließt dieses Verfahren mit zyklisch variabler Temperaturführung neue Anwendungen für den Einsatz von Kunststoffen und trägt der rasanten Weiterentwicklung des Stands der Technik bei den am Markt verfügbaren Lösungen Rechnung.
Helmut Gries: „Eine bewährte Anwendung für variothermes Temperieren ist das Mucell-Verfahren, wenn beim Schaumspritzgießen das Formteil eine schöne Oberfläche erhalten soll. Auch wenn es darum geht, in einer vertretbaren Zykluszeit filigrane Oberflächenstrukturen abzuformen oder lange Fließwege und dünnwandige Bauteilbereiche vor allem mit faserverstärkten Materialien zu überbrücken, kommen solche Systeme zum Einsatz.“
Das hochdynamische Temperiersystem Vario cs / wh von GWK bietet eine Lösung, die zusätzlich mit niedrigem Energieverbrauch sowie schnellen Heiz- und Kühlraten überzeugt. Das Vario cs arbeitet mit Wasser bis 160 °C, während das Vario wh Wassertemperaturen bis 200 °C realisiert. Die Geräte sind modular aufgebaut und bestehen aus drei Modulen.
Das Aufheizen der Werkzeugwand auf ein hohes Temperaturniveau erfolgt durch ein drucküberlagertes Heißwassertemperiergerät mit maximalen Vorlauftemperaturen bis zu 200 °C. Das heiße Umlaufmedium wird durch die kavitätsnahen Temperierkanäle gepumpt, bis ein Temperaturfühler das Erreichen der gewünschten Werkzeugwandtemperatur meldet und den Einspritzvorgang freigibt.
Das Abkühlen der Werkzeugwand erfolgt über ein Temperiergerät mit einem hocheffizienten Wärmetauscher und vergleichsweise niedriger Vorlauftemperatur. Hierdurch ist eine intensive, auf die Anforderungen des Prozesses abgestimmte kurze Kühlphase gewährleistet. Deren Start wird über ein Maschinensignal freigegeben. Nach Ablauf der Kühlzeit öffnet das Werkzeug und der Heizvorgang für den nächsten Zyklus beginnt.
Die Umschaltung zwischen Heiz- und Kühlphase wird dabei über eine werkzeugnah positionierte Ventilumschalteinheit gewährleistet. Das hochdynamische Regelsystem sorgt dabei für eine punktgenaue Umschaltung. Der hohe Energieeinsatz, der bei konventionellen Temperiersystemen durch das wechselweise Heizen und Kühlen des Wärmeträgermediums benötigt wird, reduziert sich mit Hilfe diese Lösung deutlich.
Gries verweist jedoch auf die komplexen Randbedingungen, an die dynamische Temperierverfahren geknüpft sind, damit sich der erwartete Erfolg auch einstellt. „Wir erhalten Anfragen, bei denen sich der zukünftige Anwender leider nicht mit dem Thema vertraut gemacht hat. Da ist beispielsweise der Energieverbrauch, der bei nicht thermisch optimierter Ausführung des Werkzeugs und falscher Zuordnung des Temperiersystems unerwartet hoch ausfallen kann. Der Verarbeiter bräuchte dann Unmengen an Energie, um überhaupt die nötige Heizleistung für einen schnellen Zyklus aufzubringen, weil die thermische Masse seines Systems viel zu groß ist“, erklärt er.
Auch könne es zu Problemen bei der Qualität der Formteile kommen, wenn die Werkzeugwand aufgeheizt werde, ohne die Einspritzparameter anzupassen und das veränderte Fließverhalten des Kunststoffs zu berücksichtigen, so Gries. „Grundsätzlich muss der Lösungsansatz zum Anforderungsprofil passen. Was nützt mir ein variothermes System, wenn das Temperierkanallayout nicht berücksichtigt, an welcher Stelle die Bindenaht auftritt? Außerdem muss der variotherm zu temperierende Bereich durch geeignete Isoliermaßnahmen vom Rest des Werkzeugs thermisch getrennt werden, um die pro Zyklus aufzuheizende und abzukühlende Masse möglichst gering zu halten“, erläutert der Experte.
