Die komplexe Welt des Spritzgießens
Beim Spritzgießen handelt es sich um ein komplexes Präzisionsfertigungsverfahren zur Herstellung von Kunststoffflaschen und -behältern in großen Stückzahlen.Dafür sind speziell entwickelte Formwerkzeuge erforderlich, die Tausende von Einspritzzyklen bei minimalem Verschleiß überstehen.Aus diesem Grund sind Spritzgussformen weitaus komplexer und teurer als einfache Formen für Glasflaschen.
Im Gegensatz zur Glasflaschenproduktion, bei der einfache zweiteilige Formen verwendet werden, bestehen Spritzgussformen aus mehreren Komponenten, die jeweils spezielle Funktionen erfüllen:
- Kern- und Hohlraumplatten beherbergen die Innen- und Außenflächen der Form, die die Flasche formen.Sie bestehen aus gehärtetem Werkzeugstahl und werden mit präzisen Toleranzen bearbeitet.
- Schieber und Heber ermöglichen das Entformen komplexer Geometrien wie Griffe und abgewinkelte Hälse.
- In den Kern und den Hohlraum eingeschnittene Kühlkanäle zirkulieren Wasser, um den Kunststoff zu verfestigen.
- Führungsstifte richten die Platten aus und sorgen für eine gleichmäßige Positionierung bei wiederholtem Radfahren.
- Ein Auswerfersystem aus Stiften stößt fertige Flaschen aus.
- Die Grundplatte der Form fungiert als Rückgrat, das alles zusammenhält.
Darüber hinaus müssen Formen so konstruiert sein, dass sie den Einspritzfluss, die Abkühlgeschwindigkeit und die Entlüftung optimieren.Mithilfe fortschrittlicher 3D-Simulationssoftware werden Fehler vor der Formerstellung behoben.
Hochwertige Bearbeitung und Materialien
Der Bau einer Spritzgussform mit mehreren Kavitäten, die eine hohe Produktivität ermöglicht, erfordert umfangreiche High-End-CNC-Bearbeitung und die Verwendung hochwertiger Werkzeugstahllegierungen.Dies erhöht die Kosten im Vergleich zu einfachen Glasflaschenformmaterialien wie Aluminium und Weichstahl erheblich.
Um Oberflächenfehler an fertigen Kunststoffflaschen zu vermeiden, sind präzisionsgefertigte Oberflächen erforderlich.Enge Toleranzen zwischen Kern- und Hohlraumflächen sorgen für gleichmäßige Wandstärken.Spiegelpolituren verleihen Plastikflaschen Glanz und optische Klarheit.
Diese Anforderungen führen zu hohen Bearbeitungskosten, die auf die Formkosten umgelegt werden.Für eine typische Spritzgussform mit 16 Kavitäten sind Hunderte von Stunden CNC-Programmierung, Fräsen, Schleifen und Endbearbeiten erforderlich.
Umfangreiche Engineering-Zeit
Spritzgussformen erfordern im Vergleich zur Herstellung von Glasflaschen einen weitaus höheren konstruktiven Aufwand.Mehrere Iterationen werden digital durchgeführt, um das Formendesign zu perfektionieren und die Produktionsleistung zu simulieren.
Bevor Stahl geschnitten wird, durchläuft der Formentwurf wochen- oder monatelange Strömungsanalysen, Strukturbewertungen, Abkühlungssimulationen und Formfüllstudien mithilfe spezieller Software.Formen für Glasflaschen erfordern nicht annähernd diesen Umfang an technischer Überprüfung.
All diese Faktoren führen zusammen dazu, dass die Kosten für Spritzgussformen im Vergleich zu einfachen Werkzeugen für Glasflaschen in die Höhe treiben.Die Komplexität der Technologie und die erforderliche Präzision erfordern große Investitionen in Bearbeitung, Materialien und Entwicklungszeit.
Das Ergebnis ist jedoch eine äußerst robuste Form, die in der Lage ist, Millionen von gleichbleibend hochwertigen Kunststoffflaschen zu produzieren, sodass sich die Vorabkosten durchaus lohnen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 30. August 2023