Definition
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.
Synonyme