| Inhalt | 6 |
| Vorwort | 14 |
| 1. Überblick über Angusssysteme und Anschnittpositionierung | 20 |
| 1.1? Angusssysteme in der primären Trennebene | 20 |
| 1.2? Angusssysteme in einer parallelen Trennebene | 21 |
| 1.2.1?Kaltkanalsysteme | 21 |
| 1.2.2?Heißkanalsysteme | 22 |
| 1.3? Kombinationen aus Heiß- und Kaltkanalsystemen | 23 |
| 1.4? Gestaltung des Anschnitts | 23 |
| 2. Rheologie der Kunststoffe | 26 |
| 2.1?Vergleich von laminarer und turbulenter Strömung | 26 |
| 2.2?Quellströmung | 28 |
| 2.3?Einflussfaktoren der Viskosität | 29 |
| 2.3.1?Viskositätsmodelle | 30 |
| 2.3.2?Nicht-newtonsche Fluide | 32 |
| 2.3.3?Temperatur | 34 |
| 2.3.4?Druck | 35 |
| 2.4?Kompressibilität der Schmelze | 35 |
| 2.5?Bestimmung der Fließeigenschaften der Schmelze | 36 |
| 3. Einfluss des Füll- und Verdichtungsvorgangs auf das Material und das Formteil | 42 |
| 3.1? Einfluss der Verarbeitung auf die Viskosität | 42 |
| 3.1.1? Thermisches Gleichgewicht der Schmelze – Wärmeverlust durch Wärmeleitung und Schererwärmung | 43 |
| 3.1.2?Entwicklung einer erstarrten Randschicht | 45 |
| 3.2? Einflussfaktoren beim Materialabbau von Kunststoffen | 46 |
| 3.2.1?Übermäßige Scherbelastung | 47 |
| 3.2.2?Übermäßige Temperaturbelastung | 49 |
| 3.3? Einfluss der Füllgeschwindigkeit auf den Fülldruck | 50 |
| 3.4? Nachdruck- oder Verdichtungsphase | 52 |
| 3.4.1? Thermische Schwindung bei Abkühlen des Kunststoffs | 52 |
| 3.4.2? Ausgleich der volumetrischen Schwindung durch Kompensationsströmung | 53 |
| 3.4.3? Druckverteilung während der Verdichtungsphase | 54 |
| 3.4.4? Einfrieren des Anschnitts | 55 |
| 3.5? Auswirkungen der Schmelzeströmung auf das Material und das Formteil | 56 |
| 3.5.1?Schwindung | 56 |
| 3.5.1.1?Volumenschwindung | 57 |
| 3.5.1.2?Schwindung durch Orientierung | 59 |
| 3.5.2? Entwicklung von Eigenspannungen und Verzug | 63 |
| 3.5.2.1? Verzug und Eigenspannungen durch ungleichmäßige Schwindung der Bauteilseiten | 64 |
| 3.5.2.2? Verzug und Eigenspannungen durch ungleichmäßige Schwindung in bestimmten Bereichen | 65 |
| 3.5.2.3? Verzug und Eigenspannungen durch ungleichmäßige Schwindung aufgrund von Orientierung | 65 |
| 3.5.3? Einfluss der Orientierung auf die physikalischen Eigenschaften | 66 |
| 3.6?Tempern von Formteilen | 66 |
| 3.7?Zusammenfassung | 67 |
| 4. Auswahl des Anspritzpunkts und Spritzgießstrategien | 72 |
| 4.1? Überlegungen zur Auswahl des Anspritzpunkts | 72 |
| 4.2? Gestaltungs- und Verfahrensrichtlinien für das Spritzgießen | 75 |
| 4.2.1? Bauteilgestaltung mit gleichbleibender Wanddicke | 75 |
| 4.2.2? Anwendung allgemeiner Richtlinien für die Gestaltung von Spritzgießteilen | 77 |
| 4.2.3? Vermeidung der Schmelzeströmung aus dünnen Bereichen in dicke Bereiche | 78 |
| 4.2.4? Aufbau eines einfachen Strömungsmusters in der Kavität | 79 |
| 4.2.5? Vermeidung von Lufteinschlüssen | 82 |
| 4.2.6?Filmscharniere | 84 |
| 4.2.7?Balancierte Füllung des Werkzeugs | 87 |
| 4.2.7.1?Lage des Anschnitts innerhalb einer Kavität | 87 |
| 4.2.7.2?Mehrfachwerkzeuge | 92 |
| 4.2.8? Gleichmäßige Werkzeug- und Schmelzetemperaturen | 94 |
| 4.2.9?Vermeidung von Fließnähten | 95 |
| 4.2.10?Vermeidung von Fließverzögerung | 97 |
| 4.2.11? Begrenzung der Reibungswärme der Schmelze | 98 |
| 4.2.12? Minimierung des Volumens der Angusskanäle bei Kaltkanalsystemen | 99 |
| 4.2.13?Vermeidung übermäßiger Scherung | 100 |
| 4.2.14? Vermeidung übermäßiger Scherspannungen, Erzeugung gleichmäßiger Scherspannungen | 102 |
| 5. Systeme zur Verteilung der Schmelze im Werkzeug | 104 |
| 5.1? Grundlagen für die Gestaltung von Fließkanälen | 104 |
| 5.2? Übersicht des Schmelzeverteilungssystems | 105 |
| 5.2.1?Maschinendüse | 107 |
| 5.2.1.1?Filterdüsen | 108 |
| 5.2.1.2?Statische Mischer | 109 |
| 5.2.2?Angusskegel | 109 |
| 5.2.3?Angussverteiler | 109 |
| 5.2.4?Anschnitt | 110 |
| 5.3? Schmelzeströmung im Schmelzeverteilungssystem | 110 |
| 5.3.1? Aufbereitung der Schmelze in der Spritzgießmaschine | 110 |
| 5.3.1.1?Druckaufbau durch die Spritzgießmaschine | 111 |
| 5.3.1.2?Strömung durch ein Angusssystem | 113 |
| 5.3.2? Einfluss der Temperatur auf die Schmelzeströmung | 114 |
| 5.3.2.1?Temperatur der Schmelze | 114 |
| 5.3.2.2?Werkzeugtemperatur | 115 |
| 5.3.3?Vergleich von Kalt- und Heißkanalsystemen | 116 |
| 5.3.4? Druckverlust innerhalb des Schmelzeverteilungssystem (Düse, Angusskegel, Angusskanal, Anschnitt und Kavität) | 116 |
| 5.4?Simulation des Füllvorgangs | 118 |
| 5.5? Querschnitt des Angusssystems | 120 |
| 5.5.1?Effizienz des Angusskanals | 120 |
| 5.5.2?Druckverlauf im Angusssystem | 121 |
| 5.5.2.1? Vergleich der Strömung in Heiß- und Kaltkanalsystemen | 122 |
| 5.5.3? Einfluss des Angusssystems auf die Zykluszeit | 122 |
| 5.5.3.1? Kühlzeit des Kaltkanalsystems und des Angusskegels | 122 |
| 5.5.3.2?Heißkanalsysteme | 123 |
| 5.5.4? Gegenüberstellung von Angusssystemen mit konstantem und variablem Durchmesser | 123 |
| 5.6? Gestaltung des Angusssystems für scher- und temperaturempfindliche Materialien | 126 |
| 5.7?Auslegung des Angusssystems | 127 |
| 5.7.1?Geometrisch balancierte Angusssysteme | 128 |
| 5.7.2? Geometrisch nicht balancierte Angusssysteme | 129 |
| 5.7.3? Vergleich des Angusssystems mit Reihenanordnung mit dem geometrisch balancierten Angusssystem | 129 |
| 5.7.3.1?Fließwegverhältnis | 131 |
| 5.7.3.2? Abweichungen der Schmelzeeigenschaften in unbalancierten Werkzeugen | 132 |
| 5.7.3.3?Künstliche Balancierung von Angusssystemen | 133 |
| 5.7.3.4? Reduziert ein künstlich balanciertes Angusssystem das Angussvolumen? | 134 |
| 5.7.4?Familienwerkzeuge | 137 |
| 6. Ungleichmäßige Schmelzeeigenschaften in Mehrfachwerkzeugen | 140 |
| 6.1? Ursachen für ungleichmäßige Werkzeugfüllung | 141 |
| 6.1.1? Ungleichgewichte, die durch das Angusssystem entstehen | 141 |
| 6.1.2? Ungleichgewichte, die nicht durch die Auslegung des Angusssystems verursacht werden | 143 |
| 6.2? Auswirkungen der Ungleichgewichte auf den Prozess, die Produkteigenschaften und die Produktivität | 147 |
| 6.3? Scherinduzierte Ungleichgewichte in geometrisch balancierten Angusssystemen | 153 |
| 6.3.1? Entstehung und Aufteilung abweichender Schmelzeeigenschaften in einem Angusssystem | 153 |
| 6.3.2? Ungleichmäßige Kavitätenfüllung durch Aufteilung von Schmelzeschichten in verzweigten Angusssystemen | 154 |
| 6.3.3? Scherinduzierte Ungleichgewichte in der Schmelze in Etagenwerkzeugen | 158 |
| 6.3.4? Entstehung von Abweichungen innerhalb einer Kavität | 158 |
| 6.3.4.1?Verzug | 160 |
| 6.3.4.2?Kernversatz | 161 |
| 6.3.4.3? Auswirkungen auf konzentrische Teile | 162 |
| 6.3.5? Alternative Theorien zur Ursache der Ungleichgewichte bei der Formfüllung | 163 |
| 6.3.5.1?Ungleichmäßige Werkzeugkühlung | 163 |
| 6.3.5.2?Werkzeugdurchbiegung | 164 |
| 6.3.5.3?Auswirkungen von Ecken | 165 |
| 6.3.5.4? Schmelzedruck als Ursache ungleichmäßiger Füllung | 165 |
| 6.4? Auslegung von Angusssystemen | 166 |
| 6.4.1? Bestimmung verschiedener Fließgruppen in geometrisch balancierten Angusssystemen | 166 |
| 6.4.2? Scheinbar geometrisch balancierte Angusssysteme | 168 |
| 6.5? Auswirkungen scherinduzierter Abweichungen der Schmelzeeigenschaften auf zweistufige Spritzgießverfahren | 169 |
| 6.5.1?Gas-Innendruck-Spritzgießen | 170 |
| 6.5.2?Zwei-Komponenten-Spritzgießen | 172 |
| 6.5.3? Spritzgießen von geschäumten Kunststoffen | 172 |
| 6.6? Kosten durch ungleichmäßige Schmelzeeigenschaften | 174 |
| 7. Erfolgreiches Spritzgießen trotz scherinduzierter Abweichungen der Schmelzeeigenschaften | 178 |
| 7.1?Statische Mischer | 178 |
| 7.2?Künstliche Balancierung | 181 |
| 7.2.1? Gleichmäßige Füllung durch Anpassung der Größen von Fließkanälen und Anschnitten | 181 |
| 7.2.2? Gleichmäßige Füllung durch Anpassung der Temperaturen | 182 |
| 7.3? Schmelze-Rotations-Technik | 183 |
| 7.3.1? Schmelze-Rotations-Technik in Heißkanalwerkzeugen | 189 |
| 7.3.2? Schmelze-Rotations-Technik in Kaltkanalwerkzeugen | 191 |
| 7.3.3? Schmelze-Rotations-Technik bei Ungleichgewichten innerhalb einer Kavität | 192 |
| 7.3.4? Mehrachsige Symmetrien in der Schmelze | 193 |
| 7.3.5? Verstellbares rheologisches Kontrollsystem (In-Mold Adjustable Rheological Control, iMARC) | 196 |
| 7.3.5.1?3D-Spritzgießen | 196 |
| 7.4? Schmelze-Rotations-Technik zur Regelung zweistufiger Spritzgießverfahren | 200 |
| 7.5? Steuerung des Verzugs durch Schmelze-Rotations-Technik | 202 |
| 7.5.1?Entstehung des Verzugspotentials | 205 |
| 7.5.2? Kontrollierter Verzug durch Schmelze-Rotations-Technik | 207 |
| 7.5.3?Neue Anwendungen für das 3D-Molding | 211 |
| 8. Kaltkanalwerkzeuge | 214 |
| 8.1?Angusskegel | 216 |
| 8.1.1?Kalter Angusskegel | 216 |
| 8.1.2?Heißer Angusskegel | 220 |
| 8.2?Kaltkanalsysteme | 221 |
| 8.2.1? Wichtige Überlegungen zur Bearbeitung des Kaltkanalsystems | 223 |
| 8.2.2?Dimensionierung von Fließkanälen | 224 |
| 8.2.3?Entlüftung | 225 |
| 8.2.4?Auswerfen des Angusssystems | 226 |
| 8.2.4.1?Angusszieher | 226 |
| 8.2.4.2?Sekundäre Angusskegel | 226 |
| 8.2.4.3?Angusskanäle | 227 |
| 8.2.5?Pfropfenfänger | 228 |
| 8.3? Angusssysteme für Dreiplattenwerkzeugen mit Kaltkanalsystem | 229 |
| 8.4?Anschnittgestaltung | 232 |
| 8.4.1?Stangenanguss | 234 |
| 8.4.2?Seitenanschnitt | 235 |
| 8.4.3?Bandanschnitt | 236 |
| 8.4.4?Filmanschnitt | 237 |
| 8.4.5?Ringanschnitt | 238 |
| 8.4.6?Schirmanschnitt | 239 |
| 8.4.7?Tunnelanschnitt | 240 |
| 8.4.8?Gebogener Tunnelanschnitt | 242 |
| 8.4.9?Innen liegender Tunnelanschnitt | 243 |
| 8.4.10?Punktanschnitt | 243 |
| 8.4.11?Meißelförmiger Anschnitt | 243 |
| 8.4.12?Anschnitt mit Überlauf | 244 |
| 8.5? Einfluss des Anschnittdurchmessers bei Mehrfachwerkzeugen | 244 |
| 8.5.1?Untersuchung 1 | 245 |
| 8.5.2?Untersuchung 2 | 246 |
| 8.5.3?Messtoleranzen | 248 |
| 9. Heißkanalwerkzeuge | 254 |
| 9.1?Übersicht | 254 |
| 9.1.1? Vor- und Nachteile von Heißkanalsystemen | 255 |
| 9.1.1.1?Vorteile von Heißkanalsystemen | 256 |
| 9.1.1.2?Nachteile von Heißkanalsystemen | 259 |
| 9.1.1.3? Zusammenfassung der Merkmale verschiedener Angusssysteme | 262 |
| 9.2? Vergleich der Heißkanalsysteme für Mehrfachwerkzeuge | 263 |
| 9.2.1? Außenbeheizung von Verteiler und Düsen | 264 |
| 9.2.2? Extern beheizter Verteiler mit innenbeheizter Düse | 265 |
| 9.2.3?Innenbeheizung von Verteiler und Düse | 266 |
| 9.2.4?Isoliertes Verteiler- und Düsensystem | 267 |
| 9.3?Etagenwerkzeuge | 269 |
| 10. Gestaltung des Fließkanals bei Heißkanalsystemen | 272 |
| 10.1? Gestaltungregeln für balanciertes Spritzgießen | 273 |
| 10.2?Querschnittsform | 274 |
| 10.3?Ecken | 275 |
| 10.4?Einfluss des Durchmessers | 276 |
| 10.4.1?Druck | 276 |
| 10.4.2?Regelung des Einspritzvorgangs | 279 |
| 10.4.3?Farbwechsel | 281 |
| 10.4.4?Materialwechsel | 284 |
| 11. Düsen und Anschnitte für Heißkanalsysteme | 286 |
| 11.1?Heißkanaldüsen | 287 |
| 11.1.1?Außenbeheizte Düsen | 287 |
| 11.1.2?Innenbeheizte Düsen | 288 |
| 11.1.3?Wärmeleitende Düsen | 289 |
| 11.2?Punktanschnitte | 290 |
| 11.3? Überlegungen zur Gestaltung des Anschnitts | 292 |
| 11.3.1?Einfrieren des Anschnitts | 292 |
| 11.3.2?Fadenbildung und Nachtropfen | 293 |
| 11.3.3?Verdichtung | 294 |
| 11.3.4?Mechanische Verschlussdüsen | 296 |
| 11.3.4.1?Sequentielle Nadelverschlussdüsen | 299 |
| 11.3.5?Anschnitte mit thermischem Verschluss | 300 |
| 11.3.6?Heißer Seitenanschnitt | 300 |
| 11.3.7?Düsen mit mehreren Spitzen | 301 |
| 12. Thermische Auslegung von Heißkanalsystemen | 302 |
| 12.1?Heizelemente | 302 |
| 12.1.1?Heizwendeln | 303 |
| 12.1.2?Heizbänder | 304 |
| 12.1.3?Rohrheizkörper | 304 |
| 12.1.4?Heizpatronen | 305 |
| 12.1.5?Wärmerohr-Technik | 306 |
| 12.2?Temperaturregelung | 307 |
| 12.2.1?Thermoelemente | 307 |
| 12.2.2?Temperaturregler | 308 |
| 12.3?Strombedarf | 309 |
| 12.4? Thermische Isolation von Heißkanalsystemen | 311 |
| 12.5? Temperaturregelung am Anschnitt | 313 |
| 12.5.1?Anschnittheizung | 314 |
| 12.5.2?Anschnittkühlung | 315 |
| 13. Mechanische Aspekte beim Betrieb von Heißkanalsystemen | 316 |
| 13.1?Montage und Leckage | 316 |
| 13.1.1?Auslegung des Systems | 317 |
| 13.1.2? Bearbeitung und Montage von Heißkanalsystemen | 320 |
| 13.2? Verformung des Werkzeugs und der Maschine | 325 |
| 13.3? Vorgehensweisen bei der Inbetriebnahme | 327 |
| 13.4?Farb- und Materialwechsel | 328 |
| 13.5?Anschnitte | 329 |
| 13.5.1?Angussrest | 329 |
| 13.5.2?Verstopfung | 330 |
| 13.5.3?Verschleiß | 331 |
| 13.6?Wartung | 331 |
| 14. Vorgehensweise bei der Gestaltung des Angusssystems – Zusammenfassung | 332 |
| 14.1?Anzahl der Anschnitte | 332 |
| 14.2? Position des Anschnitts am Bauteil | 333 |
| 14.2.1?Ästhetik | 333 |
| 14.2.2? Einfluss auf Schwindung, Verzug und Eigenspannungen | 333 |
| 14.2.2.1?Orientierung | 333 |
| 14.2.2.2? Volumenschwindung in einzelnen Bauteilbereichen | 334 |
| 14.2.2.3?Ungleichmäßige Füllung | 335 |
| 14.2.3?Strukturelle Aspekte | 336 |
| 14.2.3.1?Spannungen im Anschnittbereich | 336 |
| 14.2.3.2?Fließorientierung | 336 |
| 14.2.4?Anspritzen an schwer zugänglichen Stellen | 337 |
| 14.3?Anordnung der Kavität | 337 |
| 14.4?Material | 337 |
| 14.5?Freistrahlbildung | 338 |
| 14.6? Dicke und dünne Bereiche des Spritzgießteils | 338 |
| 14.6.1?Volumenschwindung | 339 |
| 14.6.2?Fließverzögerung | 339 |
| 14.7?Anzahl der Kavitäten | 339 |
| 14.8?Produktionszahlen | 340 |
| 14.9?Präzisionsspritzgießen | 340 |
| 14.10?Farbwechsel | 340 |
| 14.11?Materialwechsel | 341 |
| 14.12?Einmahlen von Angüssen | 342 |
| 14.13?Dicke der Spritzgießteile | 342 |
| 14.13.1?Dünnwandige Spritzgießteile | 342 |
| 14.13.2?Dickwandige Spritzgießteile | 343 |
| 14.14?Größe des Spritzgießteils | 343 |
| 14.15?Erfahrung der Mitarbeiter | 344 |
| 14.16? Handhabung nach dem Spritzgießen | 344 |
| 14.17? Spannungsprobleme im Bauteil und im Anschnitt | 345 |
| 14.18? Kombination von Heißkanal- und Kaltkanalsystemen | 345 |
| 14.19? Zweistufige Spritzgießverfahren | 346 |
| 15. Fehlerbehebung | 348 |
| 15.1?5 Step Process | 349 |
| 15.1.1? Scherinduzierte Ungleichgewichte in geometrisch balancierten Angusssystemen | 349 |
| 15.1.2?Abweichungen im Werkzeug | 350 |
| 15.1.3?Kühlwirkung | 351 |
| 15.1.4?Heißkanalsysteme | 351 |
| 15.1.5?Zusammenfassung der Versuchsergebnisse | 351 |
| 15.1.6?Anwendung des 5 Step Process | 352 |
| 15.2? Leitlinien zur Problembehandlung beim Spritzgießen | 355 |
| 15.3? Einrichtung des Spritzgießprozesses in zwei Stufen | 398 |
| 15.4?Übersetzungsverhältnis | 413 |
| 15.5? Beschreibung des Fließverhaltens in einem Spritzgießwerkzeug | 414 |
| 15.6? Liste amorpher und teilkristalliner Kunststoffe | 415 |
| Index | 418 |
