Werkzeugkühlbedarf (Chillerkapazität)

Wofür wird diese Berechnung verwendet?

Ermittelt, wie viel Wärme das Kühlwasser dem heißen, in das Werkzeug einströmenden Kunststoff entziehen muss. Wird genutzt, um Chiller- oder Kühlturmkapazität für eine neue Linie auszuwählen, den erforderlichen Wasserdurchfluss pro Werkzeug zu kennen und zu prüfen, ob ein vorhandener Chiller eine weitere Maschine versorgen kann.

Wie wähle ich die Temperaturen für eine neue Linie?

• An einer noch nicht installierten Linie können Sie Eintritts- und Austrittstemperatur des Wassers nicht messen; es sind Auslegungswerte, und Sie wählen sie selbst.
• Bestimmen Sie zunächst die Werkzeugtemperatur: Sie wird vom Material festgelegt (auf den Materialseiten steht der empfohlene Werkzeugtemperaturbereich). Das Kühlwasser muss unter der Werkzeugtemperatur liegen.
• Wasser aus der Kühlquelle: Ein Kühlturm liefert im Sommer etwa 28–32 °C, ein Chiller je nach Einstellung meist 8–15 °C.
• Wichtig: Die „Eintritts-Austritts-Differenz“ zeigt, wie stark sich das Wasser beim Durchströmen des Werkzeugs erwärmt; sie zeigt nicht, um wie viele Grad das Werkzeug abkühlt. Das Werkzeug bleibt auf einer festen Temperatur (ein eigenes Ziel), das Wasser nimmt lediglich Wärme von ihm auf. Die Werkzeugtemperatur liegt immer über der Wassertemperatur.
• Kaltes Werkzeug (etwa 20–50 °C, z. B. PP, PE, ABS): Das Wasser soll das Werkzeug kühlen. Es wird ein Chiller oder ausreichend kaltes Kühlturmwasser verwendet. Liegt die Werkzeugtemperatur bei 40 °C oder darunter und steigt das Kühlturmwasser im Sommer über 30 °C, reicht Kühlturmwasser nicht aus und ein Chiller ist nötig.
• Heißes Werkzeug (etwa 70–120 °C, z. B. glasfaserverstärktes PA, PC, PBT, PEEK): Das Werkzeug wird nicht gekühlt, sondern heiß gehalten. Dafür wird kein Chiller, sondern ein Werkzeugtemperiergerät (mit Heißwasser oder Öl) verwendet; das Wasser wird nahe der Werkzeugtemperatur zugeführt. Die vom Kunststoff im Werkzeug zurückgelassene Wärme muss trotzdem abgeführt werden, das erledigt das Gerät mit seinem eigenen Kühlwasser. Wärmelast und Durchfluss auf dieser Seite sind auch bei der Auswahl dieses Geräts nützlich.
• Im Werkzeug wird die Eintritts-Austritts-Differenz klein gehalten, meist 2–5 °C. Wird die Differenz größer, bleibt die Wassereintrittsseite des Werkzeugs kälter als die Austrittsseite, es entsteht ein Temperaturunterschied auf der Werkzeugoberfläche — das bedeutet Verzug und Maßprobleme. Um die Differenz niedrig zu halten, erhöhen Sie den Durchfluss.
• Die Austrittstemperatur ergibt sich automatisch: Eintrittstemperatur + Differenz.
• Dieser Rechner liefert die Gesamtwassermenge. Die Verteilung des Durchflusses auf die Kühlkreise des Werkzeugs und ob die Strömung ausreichend turbulent ist, prüft die Seite Prozessanalyse, das Haupt-Berechnungswerkzeug, kanalweise. Ziehen Sie bei der Chillerauswahl zusätzlich den Herstellerkatalog heran.

Wie wird es berechnet?

• Wärme = Schussgewicht × (cp × (T_Schmelze − T_Entformung) + latente Wärme) ÷ Zykluszeit × an Wasser abgegebener Anteil
• Wasserdurchfluss = Wärme ÷ (4,186 × Wassertemperaturdifferenz)

Die Ergebnisse sind allgemeine technische Schätzungen; maßgeblich sind der Maschinenkatalog, das Materialdatenblatt und die Bemusterung.