18.07.2011

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Engel: Neue, zweigängige Schnecke für höhere Durchsätze

Weiterentwicklungen in der Werkzeug- und Temperiertechnik führen zu einer kontinuierlichen Reduktion der Kühlzeiten und deutlich höheren Durchsätzen, erläutert ENGEL AUSTRIA, Spritzgießmaschinenbauer aus Österreich. Die dafür erforderlichen Aufschmelzleistungen würden mit herkömmlichen Drei-Zonen-Schnecken allerdings oft nicht erreicht. Eine von ENGEL AUSTRIA neu entwickelte zweigängige Schnecke soll diese Leistungssteigerung sichern.

Mit ihrer flach geschnittenen Einzugszone ermögliche die zweigängige Schnecke einen hohen Eintrag an Scherenergie, so dass bereits vor der Kompression ein hoher Schmelzeanteil vorliege. Dies wirke der Bildung eines "Feststoffkeils" entgegen, welcher zum Auslenken der Schnecke und erhöhtem Verschleiß führen würde. Zusätzlich reduziere ein zweiter Steg ab der Mitte der Einzugszone ein Auslenken. Dieser liegt dem ersten direkt gegenüber und sorgt beim Dosieren für ein symmetrisches Druckprofil. Um Einrieselprobleme zu vermeiden, ist der Beginn des Einzugs eingängig ausgeführt. Dadurch könnten die im Vergleich zur Standard-Schnecke deutlich höheren Durchsätze realisiert werden, insbesondere in Anwendungen, die bislang als problematisch gelten. Hierzu zählen zum Beispiel:

Technische Artikel aus PP: Als leichtfließender Kunststoff mit schlechter Wärmeleitfähigkeit ist PP schwierig aufzuschmelzen. Um bei den gängigen Zykluszeiten für technische Spritzgießteile von 10 bis 20 Sekunden dennoch eine gute Schmelzequalität zu erreichen, werden üblicherweise Barriereschnecken weit unter ihrer Leistungsgrenze eingesetzt.

Dünnwandige technische Artikel aus PA: PA benötigt - ähnlich wie PP - hohe Aufschmelzenergien und eignet sich zusätzlich aber aufgrund seiner harten Granulatstruktur und den hohen Aufschmelztemperaturen nicht für die Verarbeitung auf einer Barriereschnecke. Bei schnellen Zyklen müssen deshalb deutlich größere Schneckendurchmesser bzw. Spritzaggregate eingesetzt werden.

Bauteile aus POM: POM beginnt bereits knapp oberhalb seiner Verarbeitungstemperatur von ca. 200 bis 220 °C sich abzubauen. Bei zu hohen Drehzahlen bzw. Durchsätzen wird Feststoff in die Kompressionszone geschoben und die Schnecke gegen den Zylinder gedrückt, was innerhalb kurzer Zeit zu einem verschleißbedingten Ausfall der Einheit führen kann. Aus diesem Grund müssen in der Regel große Schnecken eingesetzt und zusätzlich die Drehzahl begrenzt werden. Doch der Einsatz größerer Schnecken ist mit höheren Kosten verbunden, vor allem wenn ein größeres Spritzaggregat erforderlich wird.

Mit zweigängigen Schnecken lassen sich bei der Verarbeitung leichtfließender Kunststoffe, vor allem für die oben genannten Anwendungsbereiche, wirtschaftlich und technologisch optimale Lösungen realisieren und die möglichen Durchsätze im Vergleich zu herkömmlichen Plastifizierschnecken deutlich steigern. Je nach Kunststoff sind bei gleichem Schneckendurchmesser im Mittel Zykluszeitreduktionen von durchschnittlich ca. 30 Prozent möglich.

Die zweigängigen Schnecken sind in Standardlänge (L/D 20) mit Durchmessern von 35 bis 80 mm verfügbar. Es werden jeweils drei Werkstoffausführungen angeboten: Nitrierte Schnecken für unverstärkte Kunststoffe, durchgehärtete Schnecken für korrosive und verstärkte Kunststoffe mit einem Fasergehalt von bis zu 30 Prozent sowie durchgehärtete Werkstoffe mit einer modifizierten CrN-Beschichtung für medizinische Anwendungen und Kunststoffe mit korrosiven Additiven wie Flammhemmern.