Abkühlzeit beim Spritzgießen

Bei der Spritzgussproduktion beträgt die Abkühlzeit der spritzgegossenen Kunststoffteile etwa 80 % des gesamten Formgebungsprozesses Unzureichende Kühlung führt oft zu Verzug, Verformung oder Oberflächenfehlern, was sich direkt auf die Dimensionsstabilität des Produkts auswirkt.

Richtiges Gleichgewicht Einspritzzeit, Nachfüll-/Haltezeit und Abkühlzeit ist unerlässlich für die Verbesserung sowohl der Produktqualität als auch der Produktionseffizienz.

Definition der Abkühlzeit

Die Abkühlzeit bezeichnet den Zeitraum vom vollständigen Ausfüllen des Formhohlraums mit geschmolzenem Kunststoff bis zum Öffnen der Form und dem sicheren Entformen des Teils. Das Teil muss ausreichend erstarrt sein und über die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit verfügen, um Verformungen oder Risse beim Entformen zu vermeiden.

Faktoren, die die Abkühlzeit beeinflussen

Selbst bei gleichem Kunststoffmaterial variiert die Abkühlzeit je nach:

• Wandstärke
• Schmelztemperatur
• Teileauswurftemperatur
• Formtemperatur

Keine Formel kann die Abkühlzeit unter allen Bedingungen mit 100%iger Genauigkeit berechnen. Bestehende Formeln basieren auf theoretischen Annahmen und unterschiedlichen Definitionen der Abkühlzeit.

Gemeinsame Kriterien für die Abkühlzeit

1. Zeit, die benötigt wird, damit die Mitte des dicksten Wandabschnitts unter die Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) des Materials abkühlt.
2. Zeit, die benötigt wird, bis die Durchschnittstemperatur über den Querschnitt die vorgegebene Ausstoßtemperatur erreicht.
3. Bei kristallinen Kunststoffen ist dies die Zeit, die benötigt wird, bis die Temperatur im Zentrum des dicksten Wandabschnitts unter den Schmelzpunkt sinkt oder einen bestimmten Kristallinitätsgrad erreicht.

Annahmen bei der Berechnung der Abkühlzeit

• Der Kunststoff kühlt durch Wärmeübertragung auf die Form ab.
• Die Schmelze bleibt ohne Trennung durch Schrumpfung in vollem Kontakt mit der Formwand.
• Die Oberflächentemperatur des Formhohlraums bleibt während der Abkühlung gleichmäßig.
• Die Wärmeleitfähigkeit der Formoberfläche ist konstant.
• Molekulare Orientierung und thermische Spannungseffekte werden vernachlässigt.
• Die Bauteilabmessungen haben keinen Einfluss auf die Erstarrungstemperatur.