Schließkraft / Tonnage

Phase, in der die Schließeinheit schnell und sicher geschlossen wird, bis die Werkzeugflächen sich berühren und die Tonnage/Schließkraft aufgebracht wird.

Tonnage, geschätzt durch das Experiment der projizierten Fläche multipliziert mit dem Tonnagefaktor des Harzes.

**Grat (Flash)** ist der Spritzgussfehler, bei dem Material entlang der Trennebene, an Entlüftungen, Auswerferspalten oder zwischen Einsätzen austritt und einen dünnen Film bildet, der am Teil hängenbleibt. Er zeigt, dass der Werkzeuginnendruck lokal die **Schließkraft überschritt** oder die Dichtung mangelhaft ist. ## Häufige Ursachen - Unzureichende Schließkraft (tatsächlich < erforderlich) - Übermäßiger Einspritz- oder Nachdruck - Einspritzgeschwindigkeit am Fließwegende zu hoch - Hohe Massetemperatur (Harz zu fließfähig) - Mechanisches Spiel: verschlissene Trennebene, zu tiefe Entlüftungen - Werkzeug fluchtet nicht oder Plattenebenheit außerhalb der Toleranz ## Erkennung - Visuelle Inspektion, vor allem entlang der Trennebene - Typische Gratdicke: 0,03 – 0,3 mm - In Mehrkavitäten-Werkzeugen kann nur ein Teil der Kavitäten Grat zeigen → Ungleichgewicht ## Systematische Abhilfe 1. Tatsächliche Schließkraft prüfen (Holmsensor) 2. Druck / Umschaltgeschwindigkeit reduzieren 3. Massetemperatur um 5 – 10 °C senken 4. Anhaltend: Werkzeugmechanik instand setzen (Platten nachschleifen, Entlüftungen anpassen) ## Kosten von Grat - Manuelles Entgraten als Sekundärschritt: 0,01 – 0,05 USD pro Teil - Ausschuss, wenn Grat in einer kritischen Zone liegt - Beschleunigter Werkzeugverschleiß - Sicherheitsrisiko durch scharfe Kanten an technischen Teilen

**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.

**Tonnage-Faktor (Tonnage Factor)** ist der spezifische Werkzeuginnendruck, der notwendig ist, um das Werkzeug während des Einspritzens geschlossen zu halten, ausgedrückt in Tonnen pro Quadratzentimeter projizierte Fläche. Er ist die Konstante, die **Schließkraft** mit Teilegeometrie und Harzwahl verknüpft. ## Grundformel > **Schließkraft (t) = Projizierte Fläche (cm²) × Tonnage-Faktor (t/cm²)** 10 – 20 % Sicherheitszuschlag für Prozessstreuung und Kavitätsungleichgewicht hinzufügen. ## Typischer Tonnage-Faktor je Harz - LDPE, HDPE: 2,0 – 3,5 t/cm² - PP: 2,5 – 3,5 t/cm² - PS: 3,0 – 4,5 t/cm² - ABS, SAN: 3,0 – 5,0 t/cm² - PA, PC: 4,0 – 6,0 t/cm² - POM, PBT: 4,5 – 6,0 t/cm² - PEEK, PPS: 5,0 – 7,5 t/cm² - Faserverstärkt: +20 – 50 % gegenüber ungefüllt ## Faktor-Modifikatoren - **Dünne Wand (<1 mm)**: +50 – 100 % - **Sehr langer Fließweg (L/T >150)**: +30 – 80 % - **Niedrige Werkzeugtemperatur**: höhere Viskosität → höherer Faktor - **Hohe Einspritzgeschwindigkeit**: Scherentzähung kann den Faktor senken - **Heißkanal vs. Kaltkanal**: Kaltkanal erhöht die projizierte Gesamtfläche ## Bestimmung - Lieferantendaten (Datenblätter) - Strömungssimulation (Moldflow, Moldex3D, Cadmould) berechnet tatsächlichen Werkzeuginnendruck - Erfahrung aus ähnlichen Teilen - Werkzeuginnendrucksensoren in instrumentierten Werkzeugen ## Häufige Fehler - Generischen Faktor ohne Anpassung an Wand oder Fließweg verwenden - Anguss in Kaltkanalwerkzeugen vergessen - Faserverstärkung beim Wechsel von Neuware auf Compound nicht berücksichtigen - Faktor mit Einspritzdruck verwechseln (sind unterschiedliche Größen)