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Wie erhält man ein kostengünstiges, technisch und optisch einwandfreies Bauteil, bei dem mit optimaler Temperierung über lange Zeit ein wiederholbarer Prozess gefahren werden kann?
Das neue isolierte Formenkonzept „IsoForm“ bietet die Grundlage für einen ganz- heitlichen Ansatz mit entsprechenden Vorteilen für Effizienz in den Bereichen Kosten, Zeit, Qualität und Energiebedarf.
Das geschützte Konzept wurde vom Konstruktionsbüro Hein GmbH entwickelt und wird durch den Projektpartner Nonnenmann GmbH vertrieben.
Isolierte Formeinsätze reduzieren den Temperieraufwand, verbessern die Wir- kung mit hoher Energieeffizienz und sind schnell im Prozess. Eine konsequente, mittige Zentrierung aller Einsätze, Formplatten und Formhälften zueinander er- möglicht eine hohe Genauigkeit. Die innovative Gestaltung des Auswerfer- rahmens führt zu einer maximalen Abstützung der Formplatte und reduziert so die Durchbiegung.
Das Anguss-System optimiert die Scherung bei der Füllung und ermöglicht so optimale Oberflächen und einen geringen Verzug. Auch das Entlüftungskonzept vermeidet viele potentielle Fehler.
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Effizienz beginnt in der Produktentwicklung
Die langfristige Erfassung der gesamten Projektkosten deckt nicht selten erheb- liche Einsparspotentiale auf. Um sonst vermeidbare Folgekosten zu sparen, muss in der Produktentwicklungsphase je nach Aufgabenstellung etwas mehr investiert werden als bisher üblich. Diese Mehrkosten stehen einem Vielfachen an Einsparungen bei den Folgekosten gegenüber. Die erforderliche konsequen- te und qualifizierte Vorgehensweise beinhaltet u. a. anwendungsorientierte Spritzgießsimulation(en) (inkl. Werkzeugtemperierung mit Verzugsdarstel- lung), Optimierung, ggf. mit FEM-Berechnung und simulierter Negativkor- rektur, oder bei glasfaserverstärkten Bauteilen mit Aufmaßbestimmung. Diese Vorgehensweise ist zu empfehlen, um nachfolgend bei einer Umsetzung im Formenkonzept „IsoForm“ alle Vorteile nutzen zu können. Das Konstruktionsbüro Hein GmbH bietet die entsprechenden Dienstleistungen separat oder als Kom- plettdienstleistung an (www.Kb-Hein.de).
Das individuelle Normalienprogramm „IsoForm“
Das individuelle Normalienkonzept zum Formenkonzept „IsoForm“ wird durch den Partner Nonnenmann GmbH vertrieben. Es ermöglicht die unterschiedlichs- ten Varianten von einer Kavität in einem isolierten Formeinsatz bis hin zu vielen kleinen Kavitäten in einem oder mehreren Formeinsätzen. Normalien für Werk- zeuge mit Schieber(n) oder integriertem Heißkanal sind ebenfalls verfügbar.
Für die Definition der erforderlichen Normalie wurde ein Internettool entwickelt (http://isoform.worldcat.de/module/startseite), welches es dem Konstrukteur er- möglicht, die individuelle IsoForm-Normalie vorzudefinieren. Für Sonderlösungen steht Ihnen das Konstruktionsbüro Hein als qualifizierter Dienstleister und Berater für alle IsoForm-Anwendungen zur Seite. Auch für Sie gibt es bei uns eine auf Ihre Anforderungen abgestimmte IsoForm-Lösung.
Isolierte Formeinsätze eröffnen neue Möglichkeiten
 Die Formeinsätze sind umlaufend mit Luft isoliert. Eine hohe Genauigkeit ergibt sich durch die konsequente, mittige Zentrierung aller Einsätze, Formplatten und Formhälften zueinander mit Hilfe von Nut-Feder-Verbin- dungen aus Stahl, Titan oder Keramik. So können auch möglicherweise unterschiedliche Wärmeausdehnungen weitestgehend kompensiert werden.
Eine isolierte Multiplatte unter dem Einsatz dient der Zuführung des Temperiermediums sowie der Abstützung von Formstiften und Formkernen. Die Formeinsätze und der Formträger sind gegen das restliche Werkzeug über hochfeste Wärmedämmplatten isoliert.
(Zyklusabhängige) Temperierung unabhängig von Medium und Verfahren
 Dadurch dass Sie durch IsoForm nur die konturgeben- den Bereiche temperieren, können Sie hier schnell und effizient die gewünschte Temperatur zum gewünschten Zeitpunkt erreichen. Hier sehen Sie die Kombination einer konventionellen Wassertemperierung mit einem Kältemittel für das Gefache mit den „hot-spots“, die ent- stehen würden, wenn man nicht so temperieren würde.
Hohe Standzeit und geringe Formdurchbiegung durch funktionsorien- tiertes Auswerferplattensystem
 Die funktionsbedingte Form der Auswerferplatten lässt nur noch geringe Abstände im abstützenden Auswerfer- kasten zwischen den sich ergebenden Auflagen zu. Die innovative Gestaltung des Auswerfer-Rahmens führt zu einer maximalen Abstützung der Zwischenplatte sowie der Formplatte und reduziert so die Durchbiegung. Häufige Gratbildung aufgrund von vorzeitigen Alterungen und Durchbiegungen im Werkzeug gehört somit der Vergangenheit an.
Mehrfachnutzung der Stammform mit hoher Präzision
Im IsoForm-Programm gibt es für die Mehrfachnutzung Normalienvarianten, bei denen die Einsätze von der Trennebene aus ausgetauscht werden können. Sie nutzen die präzise Zentrierung und haben eine einfache und schnelle Wechsel- möglichkeit.
Deutlich schneller und mit weniger Energie im Prozess
„IsoForm“ zeigt in der Praxis, dass man nicht nur mit einem Bruchteil des Energiebedarfes auf Prozesstemperatur ist, sondern man dieses Ziel deutlich schneller erreichen kann als beim konventionellen Werkzeug: IsoForm-Werkzeuge benötigten beim Aufheizen im Anwendungsbeispiel bis zu 95 % weniger Energie im Vergleich zu konventionellen Werkzeugen und dabei nur ein Drittel bis ein Fünftel der Zeit.
Verschiedenste Einsatzgebiete
Eine Reihe von Anwendungen außerhalb der Thermoplaste – wie z. B. Gummi- formen, Druckgusswerkzeuge und Heißpresswerkzeuge (Duroplaste) – wurden bereits umgesetzt.
Lösungen für Angussgestaltung, Entlüftung und Temperierung (HeiNo)
Ein Fertigungsprozess ohne unnötige Unterbrechungen durch Wartung und Reini- gung mit Hilfe von auf die Aufgabe abgestimmten Anguss-, Entlüftungs- und Temperierelementen wird nachhaltig Zeit und Energie einsparen.
Mit dem HeiNo-Programm wurden Normalien entwickelt, die abgestimmt auf die zu verarbeitenden Werkstoffe und die gewünschten Temperierungen, ein energie- effizienteres Arbeiten ermöglichen. Die dabei erreichbare Produktqualität ist bezeichnend für diese Vorgehensweise. Zusammen mit dem geschützten IsoForm- Konzept ergibt sich mit diesen ebenfalls geschützten HeiNo-Normalien eine Grundlage für fast jede Anwendung im Formenbau.
Das optimale Anguss-System
Für die meisten Thermoplaste muss der Anguss über einen Kaltverteiler die Masse möglichst druckarm scherungsarm in die Kavität bringen und eine gute Nachdruckmöglichkeit bieten. Für Elastomere bis hin zum Gummi benötigt man in der Regel eine kontrollierte Scherung beim Anspritzen.
Tunnelanguss / Filmanguss
 Die geschützte Tunnelangussgeometrie wird als Elek- trode zum Erodieren oder z. B. als fertiger Einsatz von Nonnenmann hergestellt. Neben weiteren Vorteilen er- möglicht der HeiNo-Tunnelanguss eine dauerhafte und scherungsarme Anspritzung von Bauteilen auch mit Angussbremsen zur Reduzierung der Hofbildung.
Auch gebogene Tunnelanbindungen sind sinnvoll ein- setzbar. Ein besonderes Augenmerk ist hier auf die be- schränkt möglichen Faseranteile zu richten. Je nach Wunsch sind auch diese Angusseinsätze temperier- bar.
Weitere Angusseinsätze
 Eine Reihe weiterer Angusseinsätze wie Angussverteiler- einsätze und Varianten für den Stangenanguss mit und ohne Temperierung sowie mit und ohne Verschraubung findet sich ebenfalls im HeiNo-Programm.
Hier sehen Sie einen Angussverteilereinsatz mit Tempe- rierung, Totkanälen und ohne mittigen, Angussauswerfer, der für viele Probleme in Bauteilen verantwortlich ist, da sich dort Kunststoff und Luft vermischen.
Entlüftung
Seit einigen Jahren erfordern insbesondere die neuen Zusätze in Kunststoffen (z.B. Zusätze für verbesserten Brandschutz) eine umfangreichere Entlüftung in Spritzgießwerkzeugen. Die hier dargestellten Entlüftungsgeometrien folgen der Vorgehensweise einer umfassenden Entlüftung der Form in und um die Kavität herum.
Die Auswerferentlüftung
Bei Rund- und Flachauswerfern erfolgt die Entlüftung durch eine Nut (1), die in Abhängigkeit vom Werkstoff des Formteiles gestaltet wird. Das Luftvolumen wird dann durch eine Facette (2) entlastet.
Der Entlüftungseinsatz
 Der Entlüftungseinsatz in der Formtrennung innerhalb und außerhalb der Kavität ermöglicht durch die Gestaltung der Geometrie, der Werkstoffeigenschaft, der Oberflä- chenbeschaffenheit und Beschichtung eine optimale Entlüftung in Abhängigkeit des Werkstoffes des Form- teiles. Der Überlaufentlüftungseinsatz dient zur Ver- besserung von Bindenahtqualitäten und zur kontrollierten Entlüftung über Entlüftungsauswerfer. Innerhalb von Luft- einschlüssen in Kavitäten, z. B. durch dünnere Wandstär- ken, lassen sich Entlüftungseinsätze platzieren, die fast jeder Kontur folgen können. Weiterhin bietet das HeiNo- Programm runde Hülseneinsätze und rechteckige Ein- sätze, die sich jederzeit demontieren und reinigen lassen.
Auch hier liegt die interessante Lösung im Detail mit speziellen Werkstoffpaarungen, polierten oder struktu- rierten Oberflächen, Be- schichtungen und Verdichtungen.
 Temperierumlenkeinsätze
Temperierbohrungen sollten immer rund und im Zwangsumlauf (bis auf Gase) verbunden sein. Je nach Durchmesser kann man eine turbulente Temperierung erreichen. Da eine Temperierung mit Wasser turbulent besonders wirksam ist, muss sehr genau auf das Ver- hältnis von Durchmesser zur Fließweglänge des Me- diums geachtet werden.
Die Temperierumlenkeinsätze aus vernickeltem Stahl gibt es in zwei Ausführungen:
• zum Einpressen ohne Verdrehsicherung für beste
Wärmeleitwerte
• mit Verdrehsicherung für eine leichte Demontage
Fehlerquellen reduzieren und in Zukunft noch günstiger produzieren
Durch die Nutzung des Formenkonzeptes „IsoForm“ des Konstruktionsbüro Hein GmbH in Verbindung mit der Spritzgießsimulation und der sinnvollen Sensorik im Werkzeug zum Einstellen des Spritzgießprozesses, wird zusammen mit den ergänzenden Anguss-, Entlüftungs– und Temperiernormalien aus dem HeiNo- Programm ein Standard festgeschrieben, der nur noch wenige Fehlerquellen zulässt. Bitte beachten Sie, dass alle IsoForm- und HeiNo-Komponenten gegen Nachahmung geschützt sind.
Mittlerweile haben viele Firmen aus den Bereichen Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere und Druckguss die Vorteile des isolierten IsoForm-Werkzeugkon- zeptes und der Anguss- und Entlüftungsnormalien aus dem HeiNo-Programm für sich entdeckt. Da das Konzept für jede Anwendung offen ist, freuen wir uns über alle, die sich diesem innovativen Kreis anschließen.
In vielen Projekten finden sich neue Möglichkeiten für innovative Lösungen, die in das Programm aufgenommen werden – zum Nutzen des gesamten Bereiches der Kunststoffverarbeitung!
Energie und Zeit sind bedeutende und nachhaltige Faktoren in der Kalkula- tion von Spritzgießwerkzeugen, Presswerkzeugen, Druckgusswerkzeugen und Gummiformen. Das neue Formenkonzept ist daher eine gute Investition in die Zu- kunft.
Weitere Informationen zu IsoForm finden Sie auch unter:
www.kb-hein.de/deutsch/IsoWe1.htm
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