Gussformen für den Kunststoffspritzguss Im Wettbewerb dank Kupferlegierungen

Redakteur: Luca Meister

Beim Kunststoffspritzguss sind Firmen sehr vorsichtig, wenn es um die Wahl des Grundmaterials für Gussformen geht. Diverse Unternehmen setzen immer noch Werkzeugstahl ein, doch im Vergleich zu hochleitfähigen Kupferlegierungen entstehen damit diverse Nachteile.

Firmen zum Thema

«Ampcoloy 940»: Hier im Einsatz bei Spritzgussformen für Waschmaschinentrommelträger.
«Ampcoloy 940»: Hier im Einsatz bei Spritzgussformen für Waschmaschinentrommelträger.
(Bild: Ampco Metal)

mei. Eine hochleitfähige Kupferlegierung behält durch die Kombination von Legierung und Herstellungstechnik die höhere Wärmeleitfähigkeit des Kupfers und weist gleichzeitig einen hohen Härtegrad auf. Ampco Metal, ein in der Nähe von Fribourg ansässiges Unternehmen, das dieses Jahr sein Hundert-Jahr-Jubiläum feiert, hat sich auf Kupferlegierungen spezialisiert. Diese sind unter dem Namen «Ampcoloy» bekannt und werden im Bereich Kunststoffspritzguss eingesetzt. Luis J. Bento, Geschäftsführer der Ampco Metal, bringt die Vorteile der Kupferlegierungen auf den Punkt: «Mit unseren Kupferlegierungen können die Zykluszeiten um mindestens 20 Prozent reduziert werden. Einige Anwender haben sogar Reduktionen von bis zu 80 Prozent gemeldet: v.a. aufgrund der bedeutend schnelleren Kühlgeschwindigkeiten, die mit Ampcoloy-Legierungen erzielt werden. Das resultiert in einer Produktivitätssteigerung von mindestens 25 Prozent.» Auch die hervorragende Leitfähigkeit der Materialien trägt massiv zu Produktivitätssteigerungen bei.

Rund um den Giessprozess

Die Deformation von Spritzgussteilen kann dank verbesserter Kühlung stark verbessert werden. Da die Teile viel weniger lang höheren Temperaturen ausgesetzt sind, sinkt die Anzahl und die Grösse der «heissen Punkte» in der Gussform.

Bildergalerie

Wärmeabfuhr & Diffusivität

Aufgrund der höheren Wärmeleitfähigkeit der Kupferlegierungen (fünf bis zehnmal besser als Stahl) kann die Wärme in heiklen Bereichen der Spritzgussform so schnell abgeführt werden, dass komplexe Kühlkanäle reduziert oder gar eliminiert werden können. Dies wiederum senkt die Bearbeitungskosten der Spritzgussform um bis zu viermal im Vergleich zu einer Gussform aus Stahl (mit vergleichbarer Kühlleistung).

Gussformen aus Kupferlegierungen hoher Qualität nehmen die Wärme beim Spritzgiessprozess gut auf. Die initiale Aufnahme der Wärme gilt als Schlüsselfaktor.

Beschichtungen

Um die Verschleissfestigkeit zu erhöhen, können die Kupferlegierungen leicht mit Chemisch-Nickel-, Hartchrom- oder PVD­(Physical Vapor Deposition)-Beschichtungen versehen werden. Chemisch-Nickel-Beschichtungen dringen in jedes Loch ein und bestechen durch eine konstante Schichtdicke (was bei galvanischen Prozessen wie Hartverchromen nicht der Fall ist). Damit können Härten von 60 bis 70 HRC erreicht werden. Um ein besseres Auswerfen der Kunststoffspritzgussteile zu erreichen, kann die Chemisch-Nickel-Beschichtung mit Teflon (PTFE) oder Bornitrid kombiniert werden. Solche Spritzgussformeinsätze verfügen über eine seifenartige Oberflächengüte, die verhindert, dass die gespritzten Kunststoffteile haften.

Entgegen dem Kostendruck

L. J. Bento setzt die Technologie in einen aktuellen Kontext: «Heute stehen Betreiber von Kunststoffspritzgussmaschinen unter sehr starkem Kostendruck. Obwohl das Qualitätsniveau der Spritzgussprodukte nicht überall auf der Welt gleich ist, kaufen immer mehr Unternehmen, auch in Europa, Anlagen mit konventionellen Stahlspritzgussformen. Am Ende verlieren sie deshalb an Produktivität. Ampco Metal bietet mit ihrer weltweiten Präsenz Abhilfe, dass Betreiber die erforderlichen Qualitätsstandards für ihre Produkte halten können, und bietet auch Dienstleistungen an.» <<

(ID:42819326)