Gesamtzykluszeit

**Kühlzeit (Cooling Time)** ist die Phase des Spritzgießzyklus, in der das bereits nachgedrückte Teil so weit abkühlt, bis es ohne Verformung entformt werden kann. Sie macht typisch **50 – 70 % der gesamten Zykluszeit** aus und ist daher das erste Optimierungsziel. ## Näherungsrechnung Die klassische Ballman-&-Shusman-Formel skaliert quadratisch mit der Wandstärke: > **t_cool ≈ (s² / α·π²) · ln[(4/π) · (T_melt − T_mold)/(T_eject − T_mold)]** Mit **s** = Wandstärke (m), **α** = Temperaturleitfähigkeit (m²/s), **T_melt / T_mold / T_eject** = Temperaturen (°C). Praktisch: **doppelte Wandstärke vervierfacht die Kühlzeit**. ## Typische Werte - Wand 1 mm: 2 – 5 s - Wand 2 mm: 8 – 15 s - Wand 3 mm: 18 – 30 s - Wand 4 mm: 30 – 50 s ## Einflussgrößen - Werkzeugtemperatur (kälter → schneller, bis zur Kondensationsgrenze) - Temperaturleitfähigkeit des Harzes (PE und PP langsamer als ABS oder PS) - Auslegung der Kühlkanäle (Abstand, Balance, Durchfluss) - Kühlmittel (Wasser + Glykol, konturnahe Kühlung) - Wandstärke (dominanter Faktor) ## Optimierung Konturnahe Kühlkanäle entlang der 3D-Geometrie (per DMLS), Wandstärken im CAD reduzieren, getrennte Temperiergeräte pro Kreislauf und Werkzeugtemperaturüberwachung mit eingebetteten Thermoelementen.

**Zykluszeit** ist die gesamte Zeit, die eine Spritzgießmaschine benötigt, um ein Teil zu produzieren, gemessen vom Werkzeug-Schließen bis zum nächsten Schließen. Sie ist der wichtigste wirtschaftliche Indikator des Prozesses: Jede eingesparte Sekunde multipliziert sich mit der Kavitätenzahl und dem Jahresvolumen. ## Phasen des Zyklus 1. Werkzeug schließen und Schließdruck aufbringen 2. Einspritzen (dynamisches Füllen der Kavität) 3. Nachdruck (Drucknachhaltung) 4. Kühlen und Plastifizieren parallel 5. Werkzeug öffnen 6. Teil entformen und Roboterbewegung ## Typische Werte pro Teil - Kleine Teile (<10 g): 5 – 15 s - Mittlere Deckel und Behälter: 8 – 25 s - Große Gehäuse (>200 g): 25 – 60 s - Technische Teile mit Einlegern: 30 – 90 s Das Kühlen macht meist 50 – 70 % der Gesamtzykluszeit aus. ## Einflussgrößen auf die Zykluszeit Wandstärke (quadratischer Zusammenhang mit der Kühlung), Harzart (teilkristallin > amorph), Auslegung der Kühlkanäle, Einspritzprofil, Roboter-/EOAT-Effizienz und Totzeit durch schweres Entformen. ## Reduzierung der Zykluszeit Konturnahe Kühlung optimieren, Einspritzgeschwindigkeitsprofil anpassen, Kavitäten balancieren, Heißkanal mit Nadelverschluss, Plastifizieren parallel zum Öffnen, unnötige Roboterbewegungen eliminieren.

**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.

Spezielle Ausrüstung oder Werkzeuge, die eine direkte Funktion mit dem Formteil nach dem Auswerfen aus dem Werkzeug haben, wie Trenner, Nachkühlvorrichtungen und Förderbänder.