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Fluidinjektionstechnik (FIT)

Die Fluidinjektionstechnik (FIT) dient sowohl der Herstellung von Bauteilen mit größeren Wandstärken als auch Bauteilen mit Hohlräumen. Dabei kann als Fluid entweder Gas (GIT) oder Wasser (WIT) verwendet werden. Die jüngst am IKV Aachen erstmals erprobte Verfahrensvariante vereint WIT und GIT und bläst die Schmelze mit einem Gas-Wassernebel-Gemisch hohl. Eine weitere Variante ist die Projektil-Injektionstechnik (PIT), die im weiteren Verlauf erläutert wird.

 

Folgende Materialien aus dem Hause AKRO-PLASTIC eignen sich, je nach Anwendungsfall, für die Gas- und Wasserinnendrucktechnik:

 

Kühlwasserrohre:

  • AKROMID® A3 GM 20/10 4 WIT schwarz (4529) = dünne Wandstärken, sicherer Prozess

 

Griffe:

  • AKROMID® A3 GF 30 1 GIT schwarz (4619) = gute Oberfläche, sicherer Prozess  
  • AKROMID® A3 GF 15 1 GIT schwarz (4620) = gute Oberfläche, sicherer Prozess  
  • AKROMID® B28 GF 50 1 GIT schwarz (4732) = gute Oberfläche, sicherer Prozess  
  • AKROMID® B3 GF 30 1 GIT schwarz (4598) = gute Oberfläche, sicherer Prozess 
  • AKROMID® B3 GF 30 1 GIT schwarz (4599) extrem gute Oberfläche 

 Pedale:

  • AKROMID® A3 GF 30 1 GIT schwarz (4619) = gute Oberfläche, sicherer Prozess  
  • AKROMID® B28 GF 50 1 GIT schwarz  (4732) = gute Oberfläche, sicherer Prozess   
  • AKROMID® B3 GF 30 1 GIT schwarz (4598) = gute Oberfläche, sicherer Prozess  
  • AKROMID® B3 GF 30 1 GIT schwarz (4599) = extrem gute Oberfläche
  • AKROMID® B3 ICF 15 (5026)= gute Oberfläche, sicherer Prozess

 

Fluidinjektionstechnik (FIT)

Die Fluidinjektionstechnik (FIT) dient sowohl der Herstellung von Bauteilen mit größeren Wandstärken als auch Bauteilen mit Hohlräumen. Dabei kann als Fluid entweder Gas (GIT) oder Wasser (WIT) verwendet werden. Die jüngst am IKV Aachen erstmals erprobte Verfahrensvariante vereint WIT und GIT und bläst die Schmelze mit einem Gas-Wassernebel-Gemisch hohl. Eine weitere Variante ist die Projektil-Injektionstechnik (PIT), die im weiteren Verlauf erläutert wird.

Unabhängig von dem gewählten Fluid gibt es die folgenden Füll-Varianten:

 

  • Full Shot Verfahren
    Diese Varianten zeichnen sich durch tendenziell bessere Oberflächen aus und erwirken eine bessere Reproduzierbarkeit, insbesondere in der Maßhaltigkeit. Für die Full Shot Verfahren eignen sich nahezu alle AKROMID®, AKROLOY® PA, AKROLEN®, undAKROTEK® Typen aus unserem Hause. Ganz besonders geeignet sind die Typen die in der Nomenklatur mit „GIT“ oder „WIT“ gekennzeichnet sind. Der Vorteil dieser Compound Varianten, wie zum Beispiel unser AKROMID® A3 GF 30 1 GIT schwarz (4619,) liegt in der leicht herabgesetzten Rekristallisationstemperatur und des dadurch vergrößerten Verarbeitungsfensters.
  • Masse-Rückdrück-Verfahren: 
    Bauteil wir vollständig gefüllt und dann die Schmelze mittels Fluid oder Projektil zurück in das Schneckenaggregat gedrückt.
  • Nebenkavitäten-Verfahren:
    Bauteil wird vollständig gefüllt und die Schmelze anschließend mittels Fluid oder Projektil in eine Nebenkavität getrieben
  • Hinterdruckverfahren:
    Dieses Verfahren wird nur mit Gas eingesetzt. Dabei wird in einem abgedichteteten Werkzeug Gas hinter das Bauteil getrieben. Das Bauteil wird dadurch an die optisch schönere Seite des Werkzeugs gedrückt und Einfallstellen somit vermieden.
  • Short Shot Verfahren / Teilfüllverfahren
    • Aufblasverfahren:
      Bauteil wird teilgefüllt (in der Regel 60-90 %) und dann die Schmelze mittels eines angussnahen Injektors durch das Fluid aufgeblasen.

      Wenn die Schmelze nicht nur mit dem Fluid sondern  auch mit einem Projektil  verdrängt wird, spricht man von der Projektilinjektions Technik (PIT). Dieses kann  mit den verschiedenen Füllverfahren als auch mit unterschiedlichen Fluiden kombiniert werden.

 

Wasserinnendrucktechnik (WIT)

Die Wasserinnendrucktechnik ist eine am IKV (link) in Aachen entwickelte Variante der Fluidinjektion, bei der mittels Wasser Bauteile hohlgeblasen werden. Diese Technik ist besonders dann sinnvoll, wenn stabförmige Bauteile mit Durchmessern von über 10 mm hergestellt werden sollen. Für kleinere Durchmesser  eignet sich das Gasinnendruckverfahren besser. Erst bei Durchmessern von über 10mm zeigt sich der bessere Kühleffekt des Mediums Wasser und die Zykluszeit reduziert sich ganz erheblich.

Die AKRO-PLASTIC hat für diese Königsdisziplin des Spritzguss eigens Werkstoffe entwickelt. Dabei bezeichnen wir die Werkstoffe mit dem Kürzel „WIT“, wenn ein besonderes Augenmerk auf die Ausbildung besonders guter Oberflächen im Inneren gelegt wird.

 

Die aufgeschittene Geometrie des Kupplungspedals zeigt uniforme Wandstärkenverteilung. Folgende Materialien wurden verwendet: 
AKROMID® B3 GF 30 1 GIT black (4598)
AKROMID® B3 ICF 15 (5026)

 

So stellt die Firma Teklas Bauteile aus unserem AKROMID® A3 GM 20/10 4 WIT black (4529) her, die im Motorkühlkreislauf verschiedener Automobile eingesetzt werden. Die Vorzüge dieses Materials liegen dabei in der sehr einfachen Verarbeitbarkeit unseres AKROMID®, welches eigens für das Wasserinnendruckverfahren optimiert wurde. Das Material wird sowohl im Masse-Rückdrück-Verfahren als auch im Nebenkavitäten-Verfahren eingesetzt und ist im Vergleich zum Wettbewerb in der Lage, bis zu 10 % dünnere Wandstärken auszubilden. Es spart somit nicht nur Gewicht sondern durch das reduzierte Volumen letztendlich auch das Geld unserer Kunden. Selbstverständlich ist unser AKROMID® in der Lage, die Anforderungen der anspruchsvollsten OEMs im Bezug auf Kühlwasserbeständigkeit und dynamischer Festigkeit zu erfüllen. Bitte sprechen Sie uns an, wenn Sie konkrete Fragen hierzu haben.

 

Projektil-Injektionstechnik (PIT)

AKROMID® A3 GM 20/10 4 WIT black (4529) eignet sich ebenfalls für die Herstellung von Rohren mit Durchmessern von über 30 mm. Da mit steigendem Durchmesser die Restwandstärke der Bauteile physikalisch bedingt zunimmt (Daumenregel 1/8 – 1/10 des Außendurchmessers beträgt die Restwandstärke des Rohres), wurde die Projektil-Injektion (PIT) entwickelt. Dabei wird das Bauteil teilweise oder vollständig gefüllt und anschließend die Schmelze unter Zuhilfenahme eines Projektils aus Kunststoff oder Metall aus der Kavität herausgetrieben. PIT eignet sich insbesondere dann als Verfahren, wenn die Geometrie, insbesondere die der Querschnittsform , über das Bauteile ähnlich ist. Leichte Querschnittänderungen können über variable Projektile abgefangen werden, größere nicht. Der Vorteil des PIT ist, dass mit dieser Verfahrensvariante die dünnsten Restwandstärken erreicht werden können.

 

Mit Projektilinjektionstechnik hergestellte Medienleitung, Institut für Kunststoffverarbeitung der RWTH Aachen; WIT Anlage: PME Fluidtec GmbH.

 

Gas-Innendruck-Technik (GIT)

Die Gas-Innendruck-Technik ist die älteste und etablierteste Variante der FIT. GIT wird nicht nur zur Formung von Hohlkörpern verwendet, sondern auch als Schwindungskompensation und manchmal auch als „Notnagel“ um unglückliche Werkzeugkonstruktionen zu retten. Typischerweise verwendet man dabei Stickstoff als inertes Gas, um eine unnötige Oxidation der Kunststoffschmelzen zu vermeiden. Jüngere Verfahrensvarianten von Maximator und PME verwenden als Medium CO2 und erreichen dadurch weiter reduzierte Zykluszeiten im Vergleich zum Prozess mit Stickstoff.

Der wichtigste Schritt, unabhängig vom gewählten Verfahren, bleibt die verfahrensgerechte Auslegung des Bauteils und natürlich das verwendete Material. Wir beraten sie gerne bei der Wahl des für Ihre Anwendung geeigneten Verfahrens und Materials. Denn eines ist bei Sonderverfahren gewiss: die Komplexität des Prozesses steigt. Unsere Materialien werden in so engen Fertigungstoleranzen produziert, dass unsere AKROMID ®WIT und GIT Typen einen stabilen Prozess garantieren. Aber nicht nur die Reproduzierbarkeit ist größer als bei den meisten Wettbewerbern, sondern auch unser Prozessfenster. Eine ausgefeilte Polymertechnologie erlaubt es uns, den Rekristallisationspunkt der GIT und WIT Typen zu senken ohne die Kristallinität negativ zu beeinflussen. In der abgebildeten DSC Kurve zeigt die AKROMID® GIT Variante eine um fast 15° C gesenkte Rekristallisationstemperatur bei identischer Rekristallisations-Enthalpie.

 

Das Ergebnis dieser Modifikation nützt nicht nur bei Gasinnendruck-Anwendung sondern auch bei standard Spritzguss-Anwendungen. Der abgebildete Bauteilabschnitt zeigt den Bereich eines Ventils der Firma AFT. Die Glasfaserschlieren im Bereich des Ventilsitzes hat die Lebensdauer der Dichtung reduziert und erfüllte somit nicht die hohen Anforderungen des Unternehmens. Erst mit Verwendung von AKROMID® A3 GF 15 1 GIT schwarz (4620) wurden  die Anforderungen an die Oberfläche erfüllt.

 

Links Standard PA6.6, rechts AKROMID A3 GF 15 1 GIT schwarz (4620)

 

Folgende Unternehmen beschäftigen sich mit den Verfahren:

Institute

IKV Aachen

 

GIT WIT Anlagentechnik

Stieler Kunststoff Service 

PMEfluidtec

Maximator

Wittmann Battenfeld 

 

GIT WIT Auslegung und Bauteiltest

TiK, Technologie in Kunststoff 

Simplast

M.TEC

 

Sie sind ebenfalls auf diesem Gebiet tätig und möchten hier einen Link auf ihre Seite platzieren? Gern, bitte senden Sie uns eine kurze Email an info@akro-plastic.com und wir erstellen gern nach Prüfung einen Link auf Ihre Webseite.

 

Bitte beachten Sie, dass die hier genannten Verfahren in einzelnen Ländern zum Teil mit Patenten belegt sind. Bitte sprechen Sie diesbezüglich die Hersteller der Anlagen an, die Ihnen beantworten können, welche Patente bereits mit Kauf der Anlagentechnik abgedeckt werden.

 

Disclaimer: Alle in dieser Broschüre gemachten Angaben basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen und Erfahrungen. Eine rechtlich verbindliche Zusicherung bestimmter Eigenschaften oder Eignung für einen konkreten Einzelfall kann aus unseren Angaben nicht abgeleitet werden. Die Verarbeiter und Anwender werden durch unsere Angaben nicht von Versuchen und eigenen Prüfungen für den konkreten Einsatzfall befreit. AKRO®, AKROMID®, AKROLEN®, AKROLOY®, AKROTEK® und ICX® sind registrierte Marken der Feddersen-Gruppe.