Was ist Injection Moulding?

Injection Moulding (IM), auch als Spritzguss bekannt, ist ein hochpräzises Fertigungsverfahren, das besonders für die Herstellung komplexer Gummiformteile in großen Stückzahlen geeignet ist.

Beim IM-Verfahren wird das Rohmaterial unter hohem Druck und mit präziser Temperaturkontrolle durch Anspritzkanäle in eine geschlossene Form eingespritzt und dort in sogenannten Nestern oder auch Kavitäten genannt vulkanisiert. Die gängige Anzahl bei dieser Formauslegung besteht meist aus 16, 32, 64 oder 128 Nestern. Pro Heizvorgang werden daraus die entsprechenen Stückzahlen produziert.

Prozessablauf des Injection Moulding

1. Materialzufuhr: Die unvulkanisierte Gummimischung wird mittels einer Schnecke eingezogen und meist durch eine Art Trichter der Maschine zugeführt.
2. Plastifizierung: Durch eine Schnecke oder einen Kolben wird das Material auf Verarbeitungstemperatur gebracht.
3. Einspritzung: Das aufbereitete Material wird über Anspritzkanäle in das geschlossene Formwerkzeug eingespritzt.
4. Vulkanisation: Das Material wird in der Form unter einer auf das jeweilige Elastomer ausgelegten Temperatur vulkanisiert.
5. Entformung: Nach der Aushärtung öffnet sich das Werkzeug und das fertige Bauteil wird per Luftdruck oder auch automatisch über Picker (Greifer) den jeweiligen Nestern entnommen.

Vorteile des Injection Moulding

• Hochpräzise Fertigung von Gummiteilen mit engen Toleranzen
• Automatisierbares Verfahren für hohe Stückzahlen
• Reduzierter Materialverschnitt durch optimierte Anspritzsysteme
• Exzellente Reproduzierbarkeit und Konsistenz
• Sehr gute Prozesskontrolle für gleichmäßige Vulkanisation

Anspritzkanäle: Bedeutung für den Spritzgussprozess

Die Anspritzkanäle sind ein essenzieller Bestandteil des Injection Moulding-Verfahrens, da sie die Verteilung des Materials in der Form steuern.

Zu den verschiedenen Anspritztechniken gehören:

• Kaltkanal-System: Minimiert Materialverluste, da das nicht vulkanisierte Material wiederverwendet werden kann.
• Heißkanal-System: Ermöglicht eine exakte Steuerung der Materialzufuhr und reduziert Nacharbeit.
• Punktanspritzung: Wird für kleine, präzise Bauteile verwendet.
• Filmanspritzung: Sorgt für eine großflächige, gleichmäßige Materialverteilung.

Geeignete Materialien für das Injection Moulding

Das IM-Verfahren eignet sich für eine Vielzahl von Elastomeren, unter anderem:

• EPDM: Hohe Witterungs- und Ozonbeständigkeit, ideal für Dichtungen.
• FKM (Viton®): Chemikalienbeständigkeit und hohe Temperaturstabilität.
• NBR: Öl- und Kraftstoffbeständigkeit.
• Silicon (VMQ): Sehr hohe Temperaturbeständigkeit, lebensmitteltauglich.
• TPE (Thermoplastisches Elastomer): Sehr flexibel, gute Witterungs- und Chemikalienbeständigkeit gut recyclebar und frei von Weichmachern.

Typische Anwendungsbereiche

Automobilindustrie

• Hochpräzise Dichtungen, Motorlager und Gummi-Metall-Verbindungen.

Elektrotechnik

• Stecker, Isolatoren und Kabeldurchführungen.

Medizintechnik

• Medizinische Dichtungen, Schläuche und biokompatible Formteile.

Maschinenbau

• Schwingungsdämpfer, Formteile für hydraulische und pneumatische Systeme.

Vergleich: Injection Moulding vs. Compression Moulding vs. Transfer Moulding

Optimierungsmöglichkeiten im Injection Moulding

Prozesssimulation

• Computergestützte Simulationen helfen, Lufteinschlüsse zu vermeiden und optimale Füllmuster zu entwickeln.

Automatisierung

• Robotik und Sensoren verbessern die Effizienz und Qualitätssicherung.

Reduzierung des Materialverbrauchs

• Durch Kaltkanalsysteme und optimierte Anspritzpunkte kann der Materialverschnitt minimiert werden.

Fazit

Das Injection Moulding-Verfahren bietet höchste Präzision und Effizienz für die Massenfertigung von Gummiformteilen. Durch intelligente Anspritztechnologien und automatisierte Prozesse können Qualität und Wirtschaftlichkeit weiter optimiert werden.