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Konstruktionsbüro Hein GmbH
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Innovative Technologien

 

Gasinjektionstechnik (PDF zum Download)
 
Cool Flow System (Gaskühltechnik)
(PDF zum Download)
 
Wasserinjektionstechnik (PDF zum Download)
 
Temperierung (PDF zum Download)
 
Computertomographie (PDF zum Download)
 
Laserschmelzen (PDF zum Download)
 
Tandemtechnologie
 
Elektronenstrahlmikroskopie


Innovative Technologien sichern unter anderem die Zukunftsfähigkeit eines Unternehmens. Wir haben Ihnen einige Informationen zum Download (s.o.) vorbereitet. Hier aber eine kurze Übersicht:

Gasinjektionstechnik ( GIT )

Bei der Gasinjektion wird ein Gas (in der Regel Stickstoff) nach der Füllung der Kavität in die noch bewegliche Schmelze injiziert. Man unterscheidet dabei eine Vielzahl von Verfahren mit Teilfüllungen oder bis zu 100%-Füllungen, bevor das Gas injiziert wird.

Bei der Teilfüllung übernimmt das Gas den weiteren Transport der Schmelze bis zum Fließwegende und erzeugt dabei einen Hohlkörper. Der Moment, in dem die maschinelle Füllung auf Gas umschaltet kann eine Umschaltmarkierung verursachen.

Bei der 100%-Füllung unterscheidet man hauptsächlich Anwendungen im Nebenkavitätenverfahren von dünnwandigen Anwendungen, in denen lediglich die Volumenkontraktion ( Volumenschwindung ) kompensiert wird. Bei dem Nebenkavitätenverfahren kann man weitestgehend kontrollierte Wandstärken durch die Steuerung des Maschinennachdruckes erreichen, bevor man das Gas injiziert, um die flüssige Kunststoffschmelze in eine nun geöffnete Nebenkavität zu verdrängen. Weit häufiger sind die Anwendungen zur reinen Kompensation der Volumenkontraktion. Hier werden meist Gasführungskanäle im Artikel im nicht sichtbaren Bereich definiert, die ein Massepotential für die Nachdruckwirkung mit Gas bieten. Das Ergebnis sind spannungsarme Bauteile durch die gleichmäßigere Nachdruckwirkung. Der Injektor hinterlässt eine Öffnung, die verschlossen werden muss, wenn die Öffnung stört.

Gasaußendrucktechnik ( GAT )

Wie es das Wort sagt, wirkt hier das Gas zur Kompensation der Volumenkontraktion von außen auf das Bauteil. Man wählt dazu die Seite, die keine Sichtseite ist, denn die Kompensation der Volumenkontraktion hinterlässt sichtbare Einfallstellen auf dieser Seite, während die Sichtseite perfekt ( auch im Hochglanz ) abgebildet wird. Da dieser Bereich im Werkzeug abgedichtet werden muss, sind Innenschieber zu vermeiden, runde Auswerfer aber zulässig. Das Verfahren eignet sich besonders gut für großflächige kastenförmige Deckelgeometrien. Die Bauteile sind mit sehr geringem Druck herstellbar und somit spannungs- und verzugsarm.

Gaskühltechnik

Sollen ovale, gebogene Griffprofile erzeugt werden, so können trotz der Gasinjektion Wandstärkenanhäufungen entstehen, die einen Verzug bewirken. Das wiederum kann mit der Gaskühltechnik kompensiert werden. Der innen entstehende Hohlraum wird dabei durch das Gas so temperiert, wie auch außen die Wärmeenergie durch die konventionelle Temperierung abgeführt wird.

Gasnadelsystem ( GaNaSys )

Das System ermöglicht bei einem sehr speziellen Nadelverschlusssystem die Begasung durch die Nadel in der Nadel des Nadelverschlusssystems. Mit diesem Verfahren können geschlossene Hohlkörper, die mit einem definierten Medium unter definiertem Druck stehen, erzeugt werden.

Wasserinjektionstechnik ( WIT )

Die Wasserinjektionstechnik wird vorwiegend für die Herstellung von Bauteilen aus Kunststoff mit Rohrprofilen genutzt. Grundsätzlich unterscheidet man die Gasinjektion im Nebenkavitätenverfahren oder in der Kombination mit der Teilfüllung, bei der das injizierte Wasser auch die flüssige Schmelze bis an das Fließwegende treibt. In einem Kooperationsprojekt wurde auch die Wasserinjektion in eine geschlossene Sacklochkontur so realisiert, dass bei der Entformung maximal ein Tropfen Wasser am Teil verbleibt. Es ist zu beachten, dass mit Wasser keine Volumenkontraktion ( Volumenschwindung ) kompensiert werden kann.

CFK

Der Einsatz von kohlenstofffaserverstärkten Bauteilen bietet ein großes Einsatzspektrum. Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK – C für Carbon = Kohlenstoff) bezeichnet einen Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff, bei dem Kohlenstofffasern, meist in mehreren Lagen, als Verstärkung in eine Matrix eingebettet werden. Die Matrix besteht meist aus einem Duroplast, zum Beispiel Epoxydharz, oder aus Thermoplasten. In Zukunft werden diese Verfahren nicht nur für die Luftfahrt, sondern auch für die Automobilherstellung an Bedeutung gewinnen, da die Fahrzeuge leichter werden müssen, um weniger Energie für den Antrieb zu benötigen. Die hohe Belastbarkeit von CFK- Bauteilen bietet sich da an. Bisher wurden diese Bauteile in kleinen Stückzahlen von Hand laminiert und im Vakuum infiltriert und unter Wärmezufuhr und Druck ausgehärtet. Neuere Verfahren bieten hier eine Teilautomation.

BMC

Bulk Molding Compound (BMC) ist ein Faser-Matrix-Halbzeug. Es besteht zumeist aus Kurz-Glasfasern und einem Polyester- oder Vinylesterharz, andere Verstärkungsfasern oder Harzsysteme sind möglich. Naturfasern, als preiswerte Alternative zu Glasfasern, finden zunehmend Verbreitung. BMC wird als formlose, sauerkrautartige Masse in Beuteln oder anderen Gebinden geliefert. BMC wird im Heißpressverfahren oder im Spritzpressverfahren verarbeitet, was kurze Taktzeiten ermöglicht. Besonders interessant ist die hochgradig maßhaltige Fertigung, bei der bei richtiger Einstellung keine Schwindung berücksichtigt werden muss. Je nach Mischung sind extrem dünne Wandstärken ( 0,1-0,2 mm ) möglich. Dieses Duroplast ist thermisch hoch belastbar. Im Gegensatz zur Verarbeitung von Thermoplasten entsteht hier immer ein Austrieb ( Grat ) , der durch eine nachgeschaltete Bearbeitung entfernt werden muss.

Konturnahe Temperierung

Die Konstruktion einer Konturnahen Temperierung ist heute effektiv durch verschiedene Verfahren möglich:

Vakuumlöttechnik
Die Vakuumlöttechnik ist ein sehr effektives und kostengünstiges Verfahren, um eine konturnahe oder zyklusabhängige Temperierung zu realisieren. Das Verfahren ist unseres Wissens nicht mehr durch Patente behindert, so dass jeder Werkzeugmacher die Wertschöpfung im eigenen Hause realisieren kann. Die dazu zu beachtenden Informationen fügen wir unseren Werkzeugkonstruktionen an. So werden Formkerne in Schichten aufgebaut, in denen die Temperierung eingebracht wird. Beim anschließenden Lötvorgang wird das Bauteil auch gehärtet und anschließend angelassen. Eine Beschichtung der Temperierung mit Nickel ist vorzusehen. Es entsteht ein kompakter Einsatz für ein konturnahes Temperieren.

Laserschmelzen
Für eine konturnahe Temperierung bis auf den Extremabstand von 0,5 mm zur Außenkontur der Werkzeugoberfläche wurden mittlerweile 2 Hersteller von uns zertifiziert. Die geprüften Bauteile sind bei diesem Minimalabstand bis 150° auf Wasserdiffusionsdichtheit geprüft worden. Das Angebot der Werkstoffe wurde stark erweitert und bietet heute harte, zäh-harte und besonders polierfähige Werkstoffe. Im Verhältnis zur Vakuumlöttechnik ist dieses Verfahren noch sehr teuer, bietet gerade bei kleinen Geometrien aber ein deutlich größeres Einsatzfeld.

Temperieren mit Kältemittel
Diese neuartige Temperierung bietet die Möglichkeit im Bereich von Temperierbohrungen mit einem Durchmesser von 1mm eine effektive Impulstemperierung zu realisieren. Das Verfahren ist besonders gut für die Beseitigung von „hot spots“ geeignet. Das Kältemittel wird unter Druck in einem Röhrchen flüssig bis an die zu temperierende Zone geführt und expandiert dort zu einem Gas. Der Wechsel des Aggregatzustandes führt zur Aufnahme der Wärmeenergie.

Zyklusabhängige Temperierung
Eine zyklusabhängige Temperierung muss eine konturnahe Temperierung sein. Hinzu kommt, dass der Wechsel der Temperaturen deutlich über eine Impulstemperierung hinausgeht. Das Ziel ist eine weitestgehend konstante Temperatur an der Werkzeugoberfläche über den gesamten Spritzzyklus. Das ermöglicht eine bessere Bauteilqualität, geringere Ablagerungen in der Form und einen günstigeren Zyklus.

Bauteilprüfung

Computertomographie
Die von uns angebotene Computertomographie für Bauteile ermöglicht die zerstörungsfreie Analyse und Vermessung von Bauteilen. So können Lunkern, Vakuole, Einlegeteile und viele innen liegende Kollisionsbetrachtungen analysiert und vermessen werden.

Elektronenstrahlmikroskopie
Die Elektronenstrahlmikroskopie dient primär der zerstörungsfreien Analyse von Festkörperoberflächen mit lateraler Auflösung bis zu 1 µm. Das können zum Beispiel Bruchbilder sein.

EMV-Prüfungen
Die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) kennzeichnet den üblicherweise erwünschten Zustand, dass technische Geräte einander nicht wechselseitig mittels ungewollter elektrischer oder elektromagnetischer Effekte störend beeinflussen. Sie behandelt technische und rechtliche Fragen der ungewollten wechselseitigen Beeinflussung in der Elektrotechnik. Die Prüfungen bieten wir in einer Kooperation an.

Weitere Verfahren zur Prüfung von Bauteilen aus Kunststoff
Extraktionsprüfungen und die Beurteilung von Chemikalienbeständigkeiten / Spannungskorrosionsproblematiken gehören zu den angebotenen Grundsatzuntersuchungen zur Ermittlung der Gebrauchstauglichkeit der von Ihnen ausgewählten Kunststofftypen.

Die „Dynamische Differenzkalometrie“ (DSC) ist ein geeignetes und sehr effektives Prüfverfahren zur schnellen Klärung von Produkt-Qualitätsfragen, von der Verarbeitungsqualität über Kontaminationsfragen bis hin zur Werkstoffidentifikation.