Einspritzgeschwindigkeit

**Erste Füllphase (Fill - First Stage)** ist die Zyklusphase, in der die Schnecke unter Geschwindigkeitsregelung vorrückt und die Kavität auf etwa 95 – 99 % des Volumens füllt. Sie endet am Umschaltpunkt, wenn auf Druckregelung gewechselt wird. ## Schlüsselmerkmale - **Regelung**: Geschwindigkeit (mm/s oder cm³/s), nicht Druck - **Ziel**: schnelles, reproduzierbares dynamisches Füllen - **Dauer**: 0,3 – 5 s typisch - **Gefülltes Volumen**: 95 – 99 % der Kavität ## Warum vom Nachdruck getrennt Die erste Phase priorisiert Geschwindigkeit für eine gleichmäßige Fließfront; die zweite (Nachdruck) priorisiert konstanten Druck zur Schwindungskompensation. Beides in einer Single-Stage zu mischen, senkt Qualität und erhöht Streuung. ## Mehrstufenprofil Moderne Maschinen erlauben 5 – 10 Geschwindigkeitsstufen über den Schneckenweg: 1. Langsam am Gate-Eintritt (gegen Jetting) 2. Schnell in weiten Kavitäten 3. Langsam an kritischen Entlüftungsstellen 4. Langsam am Ende für sanften Übergang ## Typische Parameter - Geschwindigkeit: 30 – 200 mm/s je nach Teil und Harz - Realdruck (nicht Sollwert): kann sättigen bei restriktiver Geometrie - Zeit: 0,5 – 3 s bei technischen Teilen - Restvolumen: 5 – 10 % Polster als Reserve für die Nachdruckphase ## Anzeichen für eine gute erste Phase - Gleichmäßige Fließfront (sichtbar in Short-Shot-Studien) - Reproduzierbare Füllzeit (±2 % von Schuss zu Schuss) - Reproduzierbare Druckspitze - Stabiles Endpolster ## Häufige Fehler - Geschwindigkeit zu hoch: Jetting, Splay, Brennspuren - Geschwindigkeit zu niedrig: kalte Teile, sichtbare Bindenähte, Kurzschuss - Spätes Umschalten: Grat, Überpackung - Frühes Umschalten: Einfallstellen, Untermaße

**Füllzeit (Fill Time)** ist die Dauer zwischen dem Start der Schneckenbewegung und dem Umschaltpunkt, in der die Kavität auf 95 – 99 % gefüllt wird. Sie ist einer der **empfindlichsten Indikatoren** für die Stabilität des Spritzgießprozesses. ## Warum wichtig - **Wiederholbarkeit**: Schwankungen <2 % weisen auf stabilen Prozess hin - **Dosierung**: konstante Zeit sichert konstantes Volumen - **Diagnose**: Änderungen offenbaren Verschleiß der Rückstromsperre, Viskositätsänderungen oder Engstellen ## Typische Werte - Kleine Teile (<10 g): 0,3 – 1 s - Mittlere Teile (10 – 100 g): 1 – 3 s - Große Teile (>100 g): 2 – 6 s - Technische Teile mit Feindetail: 1 – 4 s ## Programmierte vs. tatsächliche Zeit - **Programmiert**: ideal nach Geschwindigkeitsprofil und Volumen - **Tatsächlich**: real; kann **länger** sein, wenn der Druck sättigt (Geschwindigkeit sinkt) - Typische Differenz: <5 % im stabilen Prozess ## Überwachung - Automatische Erfassung in der Maschine (die meisten) - Externe Wegsensoren an der Schnecke (High-End) - Statistisches Histogramm in der SPC - Alarme: ±5 % oder ±10 % je nach Kritikalität ## Variationsdiagnose - **Allmählicher Anstieg** (Wochen): Rückstromsperre verschleißt, progressive Leckage - **Plötzlicher Anstieg**: Gate blockiert, Verunreinigung, Chargenwechsel - **Allmählicher Rückgang**: Werkzeugtemperatur steigt, Harz nimmt Feuchte auf - **Zufällige Schwankungen**: inkonsistente Feuchte, ungleichmäßige Neuware-/Regrind-Mischung ## Optimierung Die **kürzeste Zeit ohne Defekte** suchen (Jetting, Splay, Brennspuren). Jede gesparte Zehntelsekunde multipliziert sich über Tausende Zyklen. Faustregel: Füllzeit = (dünnste Wand) / (kritische Fließgeschwindigkeit des Harzes).

**Einspritzdruck (Injection Pressure)** ist der Druck, den die Schnecke beim dynamischen Füllen bis zum Umschaltpunkt auf die Schmelze ausübt. Er ist **Ergebnis** des Prozesses, kein Sollwert: er steigt so weit, wie nötig, um die programmierte Einspritzgeschwindigkeit zu halten. ## Druckarten - **Plastisch (Ppsi)**: tatsächlicher Druck am Material, in bar - **Hydraulisch (Hpsi)**: Öldruck im Hydraulikzylinder - Beziehung: **Ppsi = Hpsi × Intensivierungsverhältnis** (typisch 10:1 bis 15:1 je nach Schneckendurchmesser) ## Typische Werte je Harz - Standardharze (PE, PP): 400 – 1200 bar plastisch - Technische Harze (ABS, PC, PA): 700 – 1800 bar - Faserverstärkt: 1000 – 2200 bar - Hochviskose Harze (PEEK, PSU): bis 2500 bar - Moderne Maschinen: max. 2400 bar ## Warum wichtig Sättigt der Druck (Maschinenmaximum), sinkt die Geschwindigkeit und das Teil füllt langsamer → kalte Schmelze, kalte Bindenähte, Kurzschuss. **So konstruieren, dass keine Sättigung auftritt**: Gates, Runner, Wandstärke vergrößern oder Fließweg verkürzen. ## Diagnose - Reproduzierbare Spitzen: stabiler Prozess - Steigende Spitzen: verschlissene Rückstromsperre, Kontamination, teilweise blockierter Anspritzpunkt - Fallende Spitzen: Werkzeugtemperatur steigt, Anspritzpunkt verschleißt ## Optimierung Massetemperatur erhöhen, Gates erweitern, höher fließendes Harz (höherer MFI) wählen, oder auf Maschine mit höherem Druck wechseln (bei gut konstruierten Werkzeugen selten nötig).

**Einspritzzeit (Injection Time / Fill Time)** ist die Zeit, die die Schnecke benötigt, um von der Ausgangsposition bis zum Umschaltpunkt zu fahren und damit die dynamische Füllphase auszuführen. Sie ergibt sich aus dem programmierten Geschwindigkeitsprofil und dem Schussvolumen. ## Typische Werte - Kleine Teile (<10 g): 0,3 – 0,8 s - Mittlere Teile (10 – 100 g): 0,8 – 2,5 s - Große Teile (>100 g) oder dünne Wände: 2 – 5 s - Dicke technische Teile: 3 – 8 s ## Warum wichtig Eine reproduzierbare Einspritzzeit ist ein **Stabilitätssignal**. Schwankungen weisen auf: - Verschlissene Rückstromsperre (schlechte Dichtung, Rückfluss) - Viskositätsänderung des Harzes (Feuchte, Temperatur) - Variable Engstelle an Gates (Degradation, Verunreinigung) - Reale Geschwindigkeit erreicht die Soll nicht (Drucksättigung) ## Programmierte vs. tatsächliche Zeit Die programmierte Zeit ist Soll laut Profil; die tatsächliche kann größer sein, wenn der Druck sättigt (Geschwindigkeit sinkt). Echtzeit-Überwachung ist im Scientific Molding zentral. ## Optimierung - Konstante Volumenstrom-Füllung erfordert Geschwindigkeitsanpassung pro Stufe - So schnell wie möglich einspritzen ohne Defekte (Jetting, Splay, Brennspuren) - Kurze Zeiten verkürzen den Zyklus, erzeugen aber mehr Scherung und Orientierung ## Variations-Diagnose Histogramm der Einspritzzeit über 100 Schüsse aufnehmen. Abweichung >5 % deutet auf Probleme: - Steigender Trend: Rückstromsperre verschleißt - Zufällige Sprünge: Feuchteschwankung im Harz - Plötzlicher Anstieg: teilweise Blockade an einem Anspritzpunkt

Alle Werte, die für die Entwicklung des Spritzgießprozesses zugewiesen werden, wie Temperaturen, Drücke, Geschwindigkeit und Zeiten für jede Phase.