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Kompetenz für die Kunststofftechnik
Einsatz von Regenerat/Regranulat im Coinjektionsspritzgießen von Technischen Teilen, Chancen und Risiken erläutert anhand praktischer Beispiele
16.05.2015Dr. Volker Reichert
IG KURISInteressengemeinschaft Kunststoffrecyclinginitiative
Sachsen e VSachsen e.V.
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A&E Produktionstechnik GmbH
Gründung 2002Gründung 2002Mitarbeiter 5
Produkte 2K-Sandwich-Ventile/-Düsen2K-Heißkanal-ZwischenplattenIngenieur-Dienstleistungen
Standort: Technologiezentrum DresdenStandort: Technologiezentrum Dresden Gostritzer Str. 63
4 CAD Arbeitsplätze Montage Prüfung Reparatur4 CAD-Arbeitsplätze Montage Prüfung Reparatur
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Unsere Produkte
Baugruppen für Mehrkomponenten-Spritzgießmaschinen
• Sandwich- und Heißkanal-Zwischenplatten
• Sandwich- Düsenköpfe
• Sandwich- Heiße Seiten
K d ifi h A fü ll S it i ß hiKundenspezifische Anpassungen für alle Spritzgießmaschinen
Weitere Konstruktionsdienstleistungen:Weitere Konstruktionsdienstleistungen:• Granuliertechnik• Verschlussdüsenentwicklungen
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Motivationen
Regenerat- / Recyclat- / Mahlgut-Verwendung im SpritzgießenRegenerat / Recyclat / Mahlgut Verwendung im Spritzgießen
• Wirtschaftlichkeit - MaterialkosteneinsparungenWirtschaftlichkeit Materialkosteneinsparungen (Gesamtkostenbetrachtung!)
• Umwelt- und Image-Verbesserung g g(sinnvolle Abfall-Verwertung / -Beseitigung)
• kaum (keine) funktionelle Verbesserungen der Formteile erreichbar(Eigenschaften nicht besser als „Neuware“)
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MotivationMotivation
Kunststoffe 02-2015, Carl Hnaser Verlag München
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u ststo e 0 0 5, Ca ase e ag ü c e
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MotivationenMotivationen
K t t ff 02 2015 C l H V l Mü h
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Kunststoffe 02-2015 Carl Hanser Verlag, München
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Stand der TechnikStand der Technik
Fa GIES Niederaula: 100% Recyclingware aus dem Gelben SackFa. GIES, Niederaula: 100% Recyclingware aus dem Gelben Sack
Systalen, eingefärbt
Quelle: Kunststoff Prof Verlag gmbH u CO KG
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Quelle: Kunststoff Prof-Verlag gmbH u. CO. KG
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Spritzgießen (Thermoplaste)
Herstellen von Kunststoff Formteilen durch Urformen:Herstellen von Kunststoff-Formteilen durch Urformen:
- Plastifizieren (Aufschmelzen) des Kunststoffes
- Einspritzen der Schmelze in Werkzeug-Kavität und Nachdruck (Schwindungsausgleich)
- Kühlen
- EntformenEntformen
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Spritzgießen ist mehr alsSpritzgießen ist mehr als
Löcher füllen……
Deshalb nachfolgend einige B iff klä D fi i iBegriffserklärungen, Definitionen…
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Quellfluss
Polymerschmelzen haben eine hohe Viskosität und sind strukturviskos beim Fließen (Viskosität ist Funktion der Scherung)
P l h l i d (i V l i h M t ll ) hl ht Wä l itPolymerschmelzen sind (im Vergleich zu Metallen) schlechte Wärmeleiter
Polymerschmelzen fließen laminar (Schichtenströmung)
Quelle Grafik: J.P. Beaumont, Auslegung von Anguss und Angusskanal, Carl Ganser Verlag, München 2012, Seite 10)
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FreistrahlbildungFreistrahlbildung
Ist beim Spritzgießen immer zu vermeiden! Die plötzliche Querschnittsvergrößerung am Anschnitt bewirkt, dass die hochviskose Schmelze den Kontakt zur Kavitätswand verliert, die Quellströmung reisst ab. , gBei Freistrahlbildung gibt es keinen Quellfluss mehr.
Q ll G fik h Ch J h k S it i ß fü P ktik C l H V l Mü h 2008 S it 33
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Quelle: Grafik nach Ch. Jaroschek, Spritzgießen für Praktiker, Carl Hanser Verlag München 2008, Seite 33
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Granulat Rezyklat MahlgutGranulat, Rezyklat, Mahlgut…RegranulatAus sortenreinem Mahlgut wird ohne weitere Zusätze über einen Extruder und eineAus sortenreinem Mahlgut wird ohne weitere Zusätze über einen Extruder und eine Granulieranlage staubfreies Granulat hergestellt
RegeneratAus Mahlgut wird durch Compoundieren unter Zugabe von Zusätzen über einen Extruder und eine Granulieranlage staubfreies Granulat hergestellt. Zusätze bewirken definierte Eigenschaften H.Martens Recyclingtechnik Springer Verlag, 2016
.
Neu-GranulatHDPEUnterwasser Heißabschlag
RegranulatHDPEUnterwasser Heißabschlag
MahlgutHDPE mit ca 10 % Neu Granulat
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Unterwasser-Heißabschlag Unterwasser-Heißabschlag ca. 10 % Neu-Granulat
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Beispiel für FormteilklassifikationBeispiel für Formteilklassifikation
T b ll h Ch J h k S it i ß fü P ktik Mü h 2008
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Tabelle nach Ch. Jaroschek, Spritzgießen für Praktiker, München 2008
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Sonderverfahren Spritzgießenp g
Grafik nachGrafik nach K. Kuhmann in Mehrkomponenten-SpritzgießtechnikSpritzgießtechnik 2000, Springer Verlag, Düsseldorf
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Sandwich-Spritzgießen
"Umschalten" des Schmelzestromes während des Einspritzens auf eine andere Einspritzeinheit
Prinzip Spritzgießen: Quellfluss der Kunststoff-Schmelzen
Sequentielles (nacheinander) q ( )Einspritzen von Haut- und Kernschmelze auf einen AngussÜbergang Haut-Kern:g gSimultanes Einspritzen (kurz!)
Kernmaterial ist allseitig von Hautmaterial umschlossen
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e ate a st a se t g o aut ate a u sc osse
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A&E - Sandwich-DüsenA&E Sandwich Düsen
SteuerkolbenSteuerkolben Verschlusskolben
Kolbendurchmesser: 12mm…..50mm
Schmelzedicht bis 2 500 bar und bis 350 0CSchmelzedicht bis 2.500 bar und bis 350 C
Schmelzedruckgesteuertes Umschalten von Haut auf Kern, Simultanphasen möglich
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Verarbeitung von „Altkunststoff“g „
A ß H i“ I Pf i ???Außen „Hui“ – Innen „Pfui ???
Altkunstoff im Kern – Haut NeumaterialAltkunstoff im Kern Haut Neumaterial Kosteneinsparung Eindämmung/Beseitigung Geruchsproblematik Eindämmung/Beseitigung Geruchsproblematik Für alle Spritzgießformteile geeignet Kaltkanal-Werkzeugeg Grenzen:
o unterschiedliche Viskositäten, Schrumpfung….h ll H t d kl Ko helle Haut – dunkler Kern
o Qualität des Kernmaterials
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Sandwich - ReferenzSandwich Referenz
Kunde:LEESYS Leipzig Electronic Systems GmbH (Siemens)
Telefongehäuse (Ober- und Unterschale)
Stückzahl: > 1.000.000 seit 2004
ABS/ABS MahlgutABS/ABS-Mahlgut
Anteil Kernmaterial: ca. 30 %
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Verschmutzungen=VerschleissVerschmutzungen Verschleiss
Ausplatzungen, Dellen und Gratbildung an p g , gDichtflächen infolge von Fremdkörpern im MahlgutSchmelzeführende Bauelemente = Schrott
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Fazit:Fazit:
Wirtschaftliche und technische Vorteile können erzielt werdenhöheres Invest für 2K-Maschinen wird durch geringere Materialkosten mehr als kompensiertQualifikation der Mitarbeiter für diese Technologie muss gegeben seinSauberkeit von Regranulat/Rezyklat/Mahlgut ist ein absolutes „MUSS“ !
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A&E Produktionstechnik GmbHDr. Volker ReichertG i S 63Gostritzer Str. 6301217 Dresden
T l 0351 871 8330Tel: 0351 871 8330Fax: 0351 871 8340
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