Formteil

**Kavität** ist der Hohlraum im Werkzeug, der die Außenform des Spritzgussteils bestimmt. Zusammen mit dem **Kern (Core)** definiert sie die endgültige Geometrie: Was die Schmelze füllt, wird nach dem Abkühlen exakt zum Teil. ## Kavität vs. Kern - **Kavität (Düsenseite)**: meist die feste Werkzeughälfte, definiert die Sicht- / Außenfläche. - **Kern (Auswerferseite)**: meist die bewegliche Hälfte, definiert die Innenflächen und trägt die Auswerferstifte. Die Linie, an der beide Hälften zusammentreffen, ist die **Trennebene**. ## Ein- vs. Mehrkavitäten-Werkzeuge - 1 Kavität: Prototypen, große Teile, geringe Stückzahlen - 2, 4, 8, 16 Kavitäten: mittlere Serien (Behälter, Verschlüsse) - 32, 64, 96, 128 Kavitäten: Großserien (PET-Verschlüsse, Preforms) - Familienwerkzeuge: unterschiedliche Kavitäten im selben Werkzeug für einen Teile-Satz ## Wichtige Auslegungspunkte Balanciertes Verteiler-System für simultanes Füllen aller Kavitäten, symmetrische Kühlung, Entformungsschräge auf jeder Vertikalwand, Oberflächenfinish (Textur, VDI- oder SPI-Polierstufe) und austauschbare Einsätze an Verschleißpunkten (Gates, Kerne). ## Typische Kavitätenfehler Ungleichgewicht in Mehrkavitäten-Werkzeugen (Teile mit Grat, andere unvollständig), Kratzer durch Fehlausrichtung, Auswerfermarken durch falsch positionierte Stifte und lokaler Verschleiß an Gates mit schlechterer Kühlung.

Teile des Werkzeugs, deren Funktion darin besteht, Löcher in der Kavität gemäß dem Teiledesign zu erzeugen, entweder im gleichen Formteil gefertigt oder durch Schieber hinzugefügt.

**Spritzgießzyklus (Molding Cycle)** ist die vollständige Phasenfolge zur Herstellung eines spritzgegossenen Teils, vom Schließen des Werkzeugs bis zum nächsten Öffnen. Jede Phase bringt eine Zeit ein und gemeinsam bestimmen sie die Produktivität der Maschine. ## Phasen des Zyklus 1. **Werkzeug schließen** und Schließkraft aufbringen 2. **Einspritzen**: die Schnecke fördert die Schmelze gemäß Geschwindigkeitsprofil in die Kavität 3. **Nachdruck (Hold)**: konstanter Druck zum Ausgleich der Schwindung während der Anfangskühlung 4. **Kühlen + Plastifizieren**: die Schnecke dreht und bereitet den nächsten Schuss vor, während das Teil abkühlt 5. **Werkzeug öffnen** 6. **Entformen** und Roboter- / EOAT-Bewegung ## Typische Zeiten - Schließen und Öffnen: 0,5 – 2 s - Einspritzen: 0,3 – 5 s je nach Schussvolumen - Nachdruck: 2 – 10 s - Kühlen: 4 – 40 s (meist dominante Phase, 50 – 70 % des Zyklus) - Entformen + Roboter: 0,5 – 3 s ## Optimierung Konturnahe Kühlkanäle, mehrstufiges Einspritzprofil, Plastifizieren parallel zum Öffnen, Nadelverschluss-Heißkanal für sauberen Verschluss und Eliminierung von Totzeiten auf der Roboterseite. ## Unterschied zur Zykluszeit "Spritzgießzyklus" beschreibt die Phasen; "Zykluszeit" ist der numerische Gesamtwert in Sekunden, der im OEE der Zelle berichtet wird.

Teil des Spritzgießzyklus, in dem das Formteil nach dem Abkühlen aus der Form ausgeworfen wird. Dies kann durch Schwerkraft, manuell oder mit einem Roboterarm erfolgen.

**Werkzeug (Tool / Mold)** ist die mechanische Baugruppe aus Platten, Kavitäten, Anguss- und Kühlsystem, die das Spritzgussteil formt. Es ist die **teuerste Anlagenkomponente** der Operation (10.000 – 500.000 USD) und ihre Auslegung bestimmt alles: Zyklus, Qualität, Produktivität und Stückkosten. ## Hauptbestandteile - **Düsenseitige Platte (Cavity Plate)**: an der Düse, enthält meist die Kavität - **Auswerferseite (Core Plate)**: bewegliche Seite, trägt Kern und Auswerferstifte - **Anguss-System**: Sprue, Runner, Gates (kalt oder heiß) - **Kühlsystem**: Wasser-/Glykolkanäle, konturnah in Premiumwerkzeugen - **Auswerfersystem**: Stifte, Hülsen, Abstreiferplatten, Schieber für Hinterschnitte - **Standardkomponenten**: Führungssäulen, Buchsen, Halter, Sensoren - **Wechselbare Einsätze** in Verschleißbereichen ## Werkzeugtypen - **Einkavität**: Prototypen, große Teile, geringe Produktion - **Mehrkavität** (2/4/8/16/32+): Serienfertigung - **Familienwerkzeug**: unterschiedliche Kavitäten für Teile derselben Baugruppe - **Kaltkanal**: mit Kaltkanälen, die in jedem Zyklus getrennt werden - **Heißkanal**: kein Anguss-Scrap, kürzere Zyklen - **Stack Mold**: zwei Kavitätenebenen zur Kapazitätsverdopplung - **Two-Shot / Mehrkomponenten**: zwei Harze in einem Teil ## Werkzeugwerkstoffe - **1.2311 / P20 (vorgehärteter Stahl)**: Standard für mittlere Serien, gut zerspanbar - **1.2344 / H13**: gehärtete Einsätze, hohe thermische Verschleißfestigkeit - **S136 (Edelstahl)**: hochglanzpolierte Kavitäten, Korrosionsbeständigkeit (PVC, PET) - **Aluminium (7075)**: Prototyp- oder Kleinserienwerkzeuge - **NAK80**: Spiegelpolitur ohne Verzug ## Typische Lebensdauer - Aluminium: 5.000 – 50.000 Zyklen - P20: 100.000 – 1.000.000 Zyklen - Gehärtetes H13: 1 – 10 Mio. Zyklen - Karbid / TZM in Heißkanal-Gates: bis 50 Mio. ## Kritische Wartung Reinigung nach jeder Produktion, Entlüftungsprüfung, Schmierung von Stiften und Führungen, Überwachung der Kühlkanäle (Verkalkung) und Reparatur von Kavitätenschäden, bevor sie sich ausbreiten.