Kaltkanal

**Heißkanal (Hot Runner)** ist eine Anordnung elektrisch beheizter Düsen und eines Verteilers (Manifold), die geschmolzenen Kunststoff von der Einspritzeinheit zu den Werkzeugkavitäten führen und das Material durchgehend auf Verarbeitungstemperatur halten. ## Warum Heißkanal Eliminiert den Angussabfall, der bei einem Kaltkanalwerkzeug zwangsläufig entsteht. Jede Düse spritzt direkt in die Kavität über einen Anspritzpunkt (Gate), wodurch Beschneiden und Wiederaufbereiten in jedem Zyklus entfallen und vollautomatischer Betrieb ohne Angussentnahme möglich wird. ## Typische Parameter - Manifold-Temperatur: 200 – 320 °C je nach Harz - Differenz zum Zylinder: ±5 – 15 °C - Zykluszeitreduktion: 5 – 20 % gegenüber Kaltkanal - Materialersparnis: 10 – 30 % pro Teil - Lebensdauer eines gepflegten Heißkanals: >1 Mio. Zyklen ## Heißkanal-Bauarten - Thermisches Gate: Düse stets offen, Verschluss durch Einfrieren der Schmelze - Nadelverschluss (Valve Gate): mechanischer Verschluss durch Servo- oder Pneumatikantrieb, ideal für PP, PE und Sichtteile - External Bushing (Cold-Sprue-Eliminator): wirtschaftliche Hybridlösung - Natur- oder rheologisch balancierter Verteiler ## Häufige Probleme Drooling an offenen Gates am Ende der Einspritzung, Stringing (Fadenbildung), Verbrennungen durch Überhitzung, Kavitätenungleichgewicht durch unterschiedliche Heizzonen und Leckagen an unzureichend angezogenen Manifold-Dichtungen.

**Projizierte Fläche (Projected Area)** ist die Summe der Flächen, die ein Teil —und die Angüsse in Kaltkanalwerkzeugen— bei Projektion auf die Trennebene einnimmt. Sie ist der Schlüsselwert zur Berechnung der **Schließkraft** der Spritzgießmaschine. ## Verwendung Die erforderliche Schließkraft ergibt sich aus der Multiplikation der projizierten Fläche mit dem spezifischen Werkzeuginnendruck (Tonnage-Faktor) jeder Harzart: > **Schließkraft (t) = Projizierte Fläche (cm²) × Tonnage-Faktor (t/cm²)** Mit Sicherheitszuschlag von 10 – 20 % gegen Grat am Füllende oder durch Kavitätsungleichgewicht. ## Typischer Tonnage-Faktor je Harz - PE / PP: 2,5 – 4 t/cm² - PS / ABS: 3 – 5 t/cm² - PA / PC: 4 – 6 t/cm² - POM: 4 – 6 t/cm² - Faserverstärkte Typen: +20 – 50 % - Dünne Wände (<1 mm) oder lange Fließwege: +50 – 100 % ## Wie messen - Im CAD: 3D-Modell auf die XY-Ebene des Werkzeugs projizieren, als Skizze exportieren und Flächen summieren. - In 2D: Planimetrie auf der Trennebene. - In Strömungsanalyse (Moldflow, Moldex3D, Cadmould): automatische Berechnung mit Harz-Faktor. ## Häufige Fehler Angusssystem in Kaltkanalwerkzeugen vergessen (unterschätzt die Schließkraft um 5 – 15 %), ebene Fläche statt projizierter Fläche bei geneigten Wänden, und Harzwechsel ohne Neuberechnung des Faktors.

**Regrind (Mahlgut)** ist Kunststoff, der durch Vermahlen von Angüssen, Sprues, fehlerhaften Teilen oder Spülmaterial gewonnen und mit Neuware vermischt wieder dem Prozess zugeführt wird. Es ist ein zentrales Werkzeug für Nachhaltigkeit und Kostensenkung im Spritzguss. ## Warum Regrind einsetzen Verwertet die ~20 – 30 % unvermeidlichen Abfall aus Kaltkanälen und senkt die Rohstoffkosten um **5 – 25 %** bei geringerem CO₂-Fußabdruck. Bei unkritischen Teilen ist reines oder fast reines Regrind voll einsetzbar. ## Typische Anteile (Regrind/Neuware) - Sicht- / Technische Teile: 10 – 20 % - Strukturteile ohne Sicht: 20 – 50 % - Innen- / unkritische Teile: 50 – 100 % - Einige Harze (PVC, PE): bis 100 % in freigegebenen Anwendungen ## Anlagentechnik - **Mühle (Granulator)**: rotierende Messer, Siebkalibrierung - **Mahlgutgröße**: 3 – 8 mm für homogene Mischung mit Neuware - **Beside-the-press**: Mühle direkt neben der Maschine, Regrind wird via Blower in den Trichter zurückgeführt - **Magnet + Metalldetektor**: Pflicht zum Schutz der Schnecke - **Volumetrischer oder gravimetrischer Mischer**: dosiert Regrind und Neuware in festgelegtem Verhältnis ## Einschränkungen und Probleme - Kumulierte thermische Schädigung pro Verarbeitungszyklus (sinkt Viskosität, Eigenschaften) - Verunreinigung mit Fremdharz führt zu **Delamination** oder Bruch - Vergilbung oder Vergrauung bei nicht pigmentierten Harzen - Eigenschaftsverlust bei Mehrfach-Regrind - FDA-/Medizin-/Automotive-Vorschriften verbieten nicht zertifiziertes Regrind ## Unzulässige Anwendungen FDA-Lebensmittelkontakt, Medizinprodukte Klasse II/III, strukturelle Crash-Teile im Automotive und bestimmte Kinderspielzeuge unter spezifischer Regelung.

**Anguss-/Verteilersystem (Runner)** ist die Gesamtheit der Kanäle, durch die die Schmelze vom Anguss (Sprue) zu jedem Anspritzpunkt der Kavitäten fließt. In Mehrkavitäten-Werkzeugen bestimmt seine Auslegung die Fließbalance und die pro Zyklus erzeugte Angussmenge. ## Runner-Arten - **Kaltkanal (Cold Runner)**: kalter Kanal im Werkzeug, in jedem Zyklus gefüllt und als Anguss abgetrennt. Einfach und günstig, ideal für temperaturempfindliche Harze. - **Heißkanal (Hot Runner)**: beheizter Kanal, hält den Kunststoff flüssig, kein Anguss aber höhere Werkzeugkosten. Siehe Eintrag hot-runner. - **Insulated Runner**: seltener Hybrid, ohne externe Heizung, erstarrte Außenschicht wirkt als Isolation. ## Querschnitte - **Trapezförmig**: häufigster Querschnitt im Kaltkanal, einfach zu fräsen. - **Vollrund**: erfordert beide Werkzeughälften, bestes Fläche/Umfang-Verhältnis. - **Halbrund**: nur eine Seite, weniger effizient als Vollrund. - **Modifiziert parabolisch**: Kompromiss zwischen Strömungsfläche und Bearbeitbarkeit. ## Balancierte Auslegung - **Natürliche Balance**: gleiche Fließwege vom Anguss zu jeder Kavität (H-, X-, Sternlayout). - **Künstliche Balance**: Durchmesser werden angepasst, um ungleiche Längen auszugleichen. - Typische Durchmesser: 4 – 10 mm im Kaltkanal, 8 – 20 mm im Heißkanal-Manifold. ## Häufige Probleme Kavitätsungleichgewicht (einige mit Grat, andere unvollständig), übermäßiger Angussabfall bei überdimensionierten Kanälen, vorzeitiges Einfrieren bei zu dünnen Kanälen und Degradation hitzeempfindlicher Harze in langen Runnern.