Worum handelt es sich beim Staudruck und welche Bedeutung hat er für das Spritzgießen?

Der Staudruck wird zwar stets angewendet, aber nicht immer verstanden. Manchmal wird er nur als Wert von einem Einrichtblatt kopiert oder auf der Basis bloßer Vermutung festgelegt. Dann erfolgt die Eingabe an der Maschine, nur um solange ignoriert zu werden, bis ein Fehler auftritt und keine andere Prozesseinstellung das Problem beheben kann — ein Allheilmittel zur Lösung aller Probleme. Dieser kurze Überblick soll zeigen, worum es sich bei diesem Druck handelt, welche Bedeutung er hat und wie er eingestellt wird.

Worum handelt es sich beim Staudruck und welche Bedeutung hat er?

Eine der wichtigsten Anforderungen beim Spritzgießen ist die Wiederholgenauigkeit bei jedem Schuss, während die Schmelzeaufbereitung die Grundlage für die Homogenität des Prozesses bildet. Zum Verständnis hilft ein genauerer Blick auf den Staudruck bei der Schmelzeaufbereitung im Verlauf des Spritzgussprozesses.

Der Staudruck ist der Widerstand, der während des Plastifizierens (Rückwärtsbewegung der Schnecke) an der Rückseite der Schnecke angelegt wird . Durch ihn soll die Schnecke der Bewegung widerstehen, damit die dem Schussvolumen entsprechende Position erreicht wird. Wie dies geschieht, richtet sich nach dem jeweiligen Maschinentyp.

Eine hydraulische Maschine begrenzt den Ölfluss am Zylinder, eine servoelektrische Maschine sorgt für ein Abbremsen der Schneckendrehung an deren Rückseite. Dieser geringfügige Widerstand sorgt für das Komprimieren der Kunststoffmasse vor der Rückstromsperre und die gleichbleibende Dichte der Schmelze. Außerdem wird so eine konstante Drehzahl der Schnecke bei ihrer Rückwärtsbewegung erzeugt und die Farbvermischung verbessert.

Empfohlene Staudruckeinstellungen

Rohmateriallieferanten und RJG empfehlen, die Einstellung des Staudrucks auf einen spezifischen Druck von ca. 500 – 1.000 PSI. Dies bezieht sich auf den Druck im Zylinder und wird mithilfe verschiedener hydraulischer Sollwerte in Abhängigkeit vom Verstärkungsverhältnis erreicht (zu den Unterschieden zwischen Hydraulikdruck, spezifischem Druck und Werkzeuginnendruck).

Bei den meisten Anwendungen liegt der optimale Staudruck, der für die Homogenität der Schmelze sorgt, nahe am Bereich des spezifischen Drucks von 30 – 70 bar. Es ist wichtig zu verstehen, dass der Staudruck der Homogenität dient und nur hierfür einzusetzen ist.

Allzu oft werden Fehler durch Änderung des Staudrucks „behoben“. Dabei wird aber nur selten die Ursache des Problems behandelt. Eine Erhöhung des Staudrucks, um eine unvollständige Formfüllung oder Streifenbildung abzustellen, führt in Wirklichkeit zu einer größeren Dichte der Schmelze, d. h. bei gleichem Schussvolumen wird mehr Material in das Werkzeug eingespritzt. Dies mag eine rasche Abhilfe sein, doch an der Ursache ändert es nichts.

Normalerweise zieht eine Änderung des Staudrucks andere Auswirkungen nach sich, so dass weitere Einstellungen notwendig sind, um den Dichteunterschied der Schmelze des in das Werkzeug eingespritzten Rohmaterials auszugleichen. Die Veränderung des Staudrucks wirkt sich auf die Materialaufbereitung aus und kann Füllungs-, Verdichtungs- und Nachdruckphase beeinflussen.

Schlussfolgerung

Der Staudruck ist eine grundlegende Komponente des Spritzgussprozesses. Zur Vermeidung von Komplikationen empfiehlt es sich, den Staudruck so zu belassen wie er ist, d. h. keine rasche Änderung vorzunehmen und sich stattdessen auf die Ursache zu konzentrieren.