Spritzgießen (Injection Molding)

Spritzgießen (Injection Molding) ist ein etabliertes Verfahren zur Herstellung von Kunststoff- und Gummiteilen. Dabei wird das Rohmaterial plastifiziert, unter Druck in ein Werkzeug eingespritzt und dort ausgehärtet oder vulkanisiert.

Ablauf des Spritzgießprozesses für Gummi:
1) Zuführung des Rohmaterials: Rohmaterial wird zugeführt als Granulat (bspw. TPE), Strangmaterial (i.d.R. für Kautschuke) oder Flüssigkeit (bspw. LSR)
2) Plastifizierung: Das Rohmaterial wird in der Plastifiziereinheit, üblicherweise ausgeführt mit Schnecke, durch Temperatur- und Scherbelastung plastifiziert und homogenisiert. Bei Kautschuk oder LSR wird nur wenig oder keine Temperatur eingebracht, um vorzeitige Vulkanisation zu verhindern.
3) Schließen des Werkzeugs und Einspritzen: Das plastifizierte Material wird unter hohem Druck in das geschlossene Werkzeug eingespritzt und über das Kanalsystem in die Kavitäten geleitet
4) Nachdrücken und Vulkanisieren: Je nach Material und gewünschtem Vernetzungsgrad wird das Material auf 120-220°C aufgeheizt, eine definierte Zeit gehalten und dabei vulkanisiert. Der Druck wird dabei aufrechterhalten, um Schrumpfung und Lufteinschlüsse zu verhindern.
5) Öffnen, Entformen und Nachbearbeitung: Das Bauteil wird aus dem Werkzeug entnommen und i.d.R. nachbearbeitet, bspw. entgratet oder beschichtet

Vorteile:
– Kurze Zykluszeiten durch automatisierte Zyklusabläufe und paralleles Vorplastifizieren
– Effizienter Betrieb durch hohen möglichen Automatisierungsgrad
– Sehr gute Maßhaltigkeit und Reproduzierbarkeit, auch bei komplexen Bauteilen
– Sehr wenig Materialverlust, insbesondere bei Einsatz von Kaltkanalsystem

Nachteile:
– Verarbeitbare Materialvielfalt beschränkter als beim Formpressen
– Vergleichsweise hohe Werkzeugkosten
– Schwieriges Handling von Einlegeteilen

Verarbeitete Materialien:
– Thermoplastische Elastomere (TPEs): Kunststoffe, die bei Rautemperatur flexibel und elastisch sind, bei Erwärmung aber wie Thermoplaste verformt werden können
– Kautschuke inkl. Festsilikonkautuschuken: Gut geeignet sind insbesondere EPDM, NBR, SBR, VMQ, CR oder FKM. Weniger gut geeignet hingegen sind NR, BR, HNBR, IR oder IIR
– Flüssigsilikon (LSR): Flüssig vorliegendes Rohmaterial, das nicht mehr plastifiziert werden muss, sondern vor dem Einspritzen lediglich homogenisiert wird

Typische Anwendungen:
Spritzgießen ist ein Standardverfahren in der Gummiproduktion. Es ist die richtige strategische Wahl besonders bei
– großen Serien, bei denen kurze Zykluszeiten und hohe Effizienz wichtig sind
– besonders hohen Anforderungen an Maßhaltigkeit und Reproduzierbarkeit
– Materialien, die beim Formpressen nicht (wirtschaftlich) verarbeitbar sind, wie TPE oder LSR.