Viskositätskurven-Test: Einspritzgeschwindigkeit messen statt schätzen
Eine Methode, um durch Messen, wie sich Füllzeit und Druck mit der Geschwindigkeit ändern, die stabilste Einspritzgeschwindigkeit zu finden.
Die Kunststoffschmelze ist eine Flüssigkeit, die mit steigender Geschwindigkeit dünnflüssiger wird (scherverdünnend). Bei niedriger Geschwindigkeit verhält sie sich sehr viskos, bei hoher Geschwindigkeit fließfähiger. Deshalb bedeutet die Wahl der Einspritzgeschwindigkeit eigentlich, den Bereich zu wählen, in dem die Viskosität am stabilsten ist.
Wie wird der Test durchgeführt?
- Stellen Sie Dosierung und V/P-Umschaltung so ein, dass die Kavität zu 95–99 % füllt (kein oder sehr geringer Nachdruck).
- Erhöhen Sie die Einspritzgeschwindigkeit stufenweise von niedrig nach hoch (z. B. 10 verschiedene Geschwindigkeiten).
- Zeichnen Sie bei jeder Geschwindigkeit die Füllzeit und den Spitzeneinspritzdruck im Moment der Umschaltung auf.
- Berechnen Sie die relative Viskosität: Füllzeit × Druck (oder einen auf den Volumendurchsatz normierten Wert).
- Tragen Sie die relative Viskosität gegen die Geschwindigkeit auf.
Was sagt die Kurve aus?
- Bei niedrigen Geschwindigkeiten ist die Kurve hoch: Der Werkstoff ist viskos, die erstarrte Randschicht verengt das Werkzeug, die Füllung ist langsam.
- Im mittleren Bereich flacht die Kurve ab: Die Viskosität ist unempfindlich gegenüber der Geschwindigkeit. Dies ist der stabilste Bereich für den Prozess.
- Bei sehr hohen Geschwindigkeiten kann die Kurve wieder ansteigen, oder es treten Probleme wie Brandstellen, Jetting oder Grat auf.
Die Geschwindigkeit im flachen Bereich zu wählen, ergibt einen Prozess, der widerstandsfähig gegenüber Variablen wie Materialcharge, Temperaturschwankung und Geschwindigkeitsempfindlichkeit der Maschine ist.
Worauf zu achten ist
- Der Test sollte bei konstanter Werkzeug- und Massetemperatur durchgeführt werden.
- Greift bei zu stark steigender Geschwindigkeit die Druckgrenze der Maschine, wird die Kurve verfälscht; halten Sie die Grenze ausreichend hoch.
- Bei dünnwandigen Teilen ist der flache Bereich schmal, bei dickwandigen Teilen breit.
- Unterschiedliche Chargen desselben Werkstoffs können unterschiedliche Kurven ergeben; wiederholen Sie den Test bei kritischen Aufträgen nach einem Chargenwechsel.
Geschwindigkeitseinheit und Skalierung
Sie können die Geschwindigkeit in mm/s (Schneckenvorschub) wählen, aber der Volumendurchsatz (cm³/s) ermöglicht den Vergleich zwischen verschiedenen Schneckendurchmessern: Geschwindigkeit × Schneckenquerschnittsfläche. Behalten Sie beim Umzug desselben Werkzeugs auf eine andere Schneckengröße den Durchsatz bei.
Hinweis: Die aus der Kurve ermittelte Geschwindigkeit ist ein Ausgangswert; sie sollte zusammen mit der Teilequalität (Brandstellen, Jetting, Grat) bewertet werden.
Der Rechner berechnet eine Startgeschwindigkeit und einen Durchsatz für Ihre Maschine und Ihr Teil; im Probelauf können Sie mit diesem Test feinjustieren.
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