Spritzeinheit
Von dieser Baugruppe wird der Kunststoff aufgeschmolzen, homogenisiert, gefördert, dosiert und in das Werkzeug gespritz. Die Spritzeinheit hat somit zwei Aufgaben. Zum einen den Kunststoff zu plastifizieren und zum anderen den Kunststoff in das Werkzeug einzuspritzen. Üblich ist zur heutigen Zeit der Einsatz von Schubschneckenmaschinen. Diese Spritzgießmaschinen arbeiten mit einer Schnecke, welche auch als Spritzkolben dient. Die Schnecke dreht sich sich in einem beheizbaren Zylinder, je nach Angwendete Kunststoffsorte, dem ein von oben durch den Trichter zugeführte Material.
Die Spritzeinheit ist im allgemeinen beweglich auf dem Machinenbett gelagert. Zylinder, Schnecken und Düsen können dabei ausgetauscht werden. Ein wechsel ist ab und an notwendig, z.B: bei Verschleiß sich ändernde Schußvolumengröße die der aktuelle Zylinder nicht schafft oder zu groß ist.
Aufbau
Prinzip: 1. Schnecke 2. Einfülltrichter 3. Granulat 4. Plastifizierzylinder 5. Heizelemente 6. Werkzeug
Kernstück der Spritzeinheit ist eine Schneckenwelle, auch Schnecke genannt, die in einem Zylinder steckt. Der Innendurchmesser des Zylinders ist gleich dem Außendurchmesser der Schnecke. Der Zylinder wird Schneckenzylinder oder Plastifizierzylinder genannt. Im hinteren Bereich des Schneckenzylinders befindet sich entweder ein Trichter, in den das Granulat gefüllt wird und durch eine Öffnung (den Füllblock) in den Zylinder rieselt, oder ein Einzugsauge, durch das Schnurrohlinge eingezogen werden. Von einem Antrieb gedreht, rotiert die Schnecke im Schneckenzylinder und transportiert das Rohmaterial vorwärts.
Beim Thermoplast-Spritzgießen wird der Schneckenzylinder mittels elektrischer Heizbänder von außen erwärmt. Durch diese Hitze und die spezielle Geometrie der Schnecke wird das Granulat nicht nur befördert, sondern auch geschert, dabei schmilzt der Kunststoff und wird plastifiziert und homogenisiert. An der Spitze des Schneckenzylinders befindet sich eine Düse, die den Übergang zum Werkzeug bildet.
Beim Duroplast-Spritzgießen und dem Elastomer-Spritzgießen wird hingegen der Zylinder temperiert, um eine zu hohe Massetemperatur, die durch innere Reibung entsteht, zu verhindern, da sonst die Formmasse schon im Zylinder reagieren würde.
Im Laufe des Dosiervorgangs wird die Formmasse nun meist durch eine Rückstromsperre bis zur Düse transportiert und davor gestaut. Um genügend Stauraum für die Formmasse zu bieten, wird die Schnecke axial nur mit einem geringen Druck (Staudruck) beaufschlagt, so dass sie sich Richtung Einfülltrichter verschieben kann und sich so zwischen Rückstromsperre und Düse der sogenannte Schneckenvorraum bildet, in dem sich das Massevolumen befindet.
Der Staudruck wirkt gegen die Schmelze, so dass die Schmelze verdichtet wird. Der Druck, den die Schmelze ausübt, bewegt die Schnecke zurück.
Bei dem Einspritzvorgang wird die Schnecke axial zur Düse hin gedrückt, wobei sich die Rückstromsperre schließt und so das Massevolumen durch die Düse in das Werkzeug gespritzt wird.
Nach der volumetrischen Füllung des Werkzeugs wird auf den Nachdruck umgeschaltet. Dabei muss im Zylinder Masse verbleiben (Restmassepolster), da sonst der Druck nicht auf die Masse wirken kann. Der Nachdruck wird benötigt, um den Volumenschwund auszugleichen.
Temperierung
Der Plastifizierylinder wird zur Unterstützung des Aufschmelzens von Thermoplasten mit Heizbändern erwärmt. Eine Flüssigkeitstemperierung mit einer niedrigeren Temperatur wird für vernetzbare Kunststoffe eingesetzt
Im Einzugsbereich kann eine Kühlung mit Wasser erfolgen, um Pfropfen- oder Brückenbildung zu vermeiden. Auch bei schwerfließenden Fittingmaterialien, insbesondere PVC, wird gekühlt um Überhitzungen zu vermeiden. Mit zunehmender Zylindergröße steigt die Notwendigkeit einer Kühlung.
