MetalloderKeramik

Verschiedene Werkzeugbauer beschäftigen sich seit Jahren mit dem Thema Pulverspritzgiessen und konnten sich über die Jahre viel Erfahrung aufbauen. Die Unterschiede zum klassischen Werkzeugbau für das Kunststoffspritzgießen liegen sicherllich in der Gestaltung der Fließwege und der Abrasionsfestigkeit der verwendeten Stähle. Zusätzlich ergeben sich durch die geänderte Temperaturleitfähigkeit des Materials auch neue Werkzeugkonzepte. Bei der Gestaltung der Fließwege muss darauf geachtet werden hohe Scherraten zu vermeiden um Entmischungseffekte des Feedstocks zu minimieren.

Wie auch im klassischen Spritzgießen wird auch im Pulverspritzgießen mit Mehrkavitätswerkzeugen gearbeitet. Dadurch ist es möglich sehr hohe Stückzahlen in einem Spritzgießzyklus herzustellen. Auch Mehrkomponentenwerkzeuge sind für das Pulverspritzgießen geeignet. Dabei kann zum Teil auch die Heißkanaltechnik Verwendung finden. Hier muss jedoch auch auf die Verschleißfestigkeit des verwendeten Heißkanals geachtet werden.

Anhand der Bauteilgestalt, Stückzahlen und verwendetem Feedstock wird zu Beginn der Werkzeugerstellung die Lage des Anschnitts, der Trennebene und die Lage der Auswerfer festgelegt. Mit Hilfe der PIM Simulation lassen sich darauf verschiedene Angussysteme untersuchen und die Dicke des Anschnitts bestimmen. Da die Viskosität von Feedstock im vergleich zu Standartpolymeren sehr hoch liegt sollten die Fließweglängen, wenn möglich, sehr kurz gestaltet werden. Gleichzeitig bietet es sich an die Querschnitte der Fließkanäle möglichst groß und runf auszulegen um die Scherkräfte gering zu halten. Hohe Scherkräfte ergeben sich auch an scharfen Kanten, weshalb starke Umlenkungen genauso zu vermeiden. Insgesesamt bietet es sich an eine möglichst gleichmäßige Formfüllung zu erreichen.  

Für die Kavitäten gelten die gleichen Kontruktionsrichtlinien wie vom Kunststoffspritzgießen, wobei auch hier hohe Scherkräfte vermieden werden müssen. In Entformungsrichtung müssen Entformungsschrägen von mindestens 1° eingeplant werden. Am Fließwegende muss, wie vom Termoplastspritzgießen bekannt, eine Entlüftungsbohrung vorgesehen werden. In der Regel reicht es dazu aus Entlüftungskanäle mit einer Tiefe von 0,01-0,02 mm vorzusehen. Die Werkzeugtemperatur ist Materialabhängig und sollte auf das jeweilige Bindersystem angepasst werden. Problematisch kann sich die verwendung von Auswerfersystemen ergeben. Durch die Auswerfer können die wenig stabilen Grünlinge leicht beschädigt werden. Deshalb sollten die Flächen der Auswerfer möglichst groß gewählt werden. Trotz der geringen Festigkeit der Grünlinge wurde am IAM WPT zusammen mit einem Werkzeugbauer ein Ausdrehwerkzeug realisiert, mit dem sich rotationssymetrische Bauteile im geschlossenen Werkzeug ausdrehen lassen.

Bild: Dispenserschnecke aus Zirkonoxid hergestellt am IAM WPT (Quelle: KIT IAM WPT)

Falls Sie auf der Suche nach einem geeigneten Werkzeugbauer sind, oder gezielte Fragen zu Ihrem Werkzeugsytsem haben, können Sie gerne mit uns in Kontakt treten. Wir werden Ihnen versuchen weiterzuhelfen, oder geeignete Anpsrechpartner nennen.