Die Zukunft umarmen: die recycelten Materialien im Spritzguss

Warum recycelte Materialien verwenden?

Die Vorteile sind überzeugend:

• Kostensenkung: Recyceltes Kunststoffgranulat ist oft günstiger als Neuware.

• Umweltverträglichkeit: Es verringert die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen, verringert den CO2-Fußabdruck und leitet Abfälle von Mülldeponien und Ozeanen ab.

• Markenverbesserung: Verbraucher und B2B-Kunden bevorzugen zunehmend umweltfreundliche Marken.

• Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Viele Regierungen führen Vorschriften für den Recyclinganteil in Produkten ein.

Die zentrale Herausforderung: Es ist eine Teamleistung zwischen Material und Form

Recycelte Materialien, egal ob Post-Industrial oder Post-Consumer, sind nicht „neu“. Sie haben eine Geschichte. Diese Vorgeschichte bedeutet, dass sie häufig Folgendes haben:

• Reduzierte mechanische Eigenschaften: Molekularer Abbau kann zu einer geringeren Schlagfestigkeit und Duktilität führen.

• Inkonsistenter Schmelzfluss: Die Viskosität kann von Charge zu Charge variieren.

• Verunreinigungen: Mikroskopische Verunreinigungen, Feuchtigkeit oder sogar Reste anderer Materialien können vorhanden sein.

• Thermische Instabilität: Sie können während der Verarbeitung empfindlicher auf Hitze reagieren.

Diese Materialeigenschaften existieren nicht im luftleeren Raum; Sie fordern die Spritzgussform direkt heraus. Eine Form, die für vorhersehbares Neuharz konzipiert ist, wird mit der Variabilität des recycelten Inhalts zu kämpfen haben.

Wie sich das Spritzgusswerkzeug anpassen muss

Um recycelte Materialien erfolgreich verarbeiten zu können, muss sich die Form vom passiven Werkzeug zum aktiven Partner entwickeln. So geht's:

1. Verschleiß bekämpfen:

• Herausforderung: Abrasive Verunreinigungen in recycelten Flocken beschleunigen den Verschleiß an Formoberflächen, Anschnitten und Angusskanälen.

• Formlösung: Geben Sie verschleißfeste Stahlsorten an (z. B. H13 mit hohem Chromgehalt) und wenden Sie Oberflächenhärtungsbehandlungen wie Nitrieren oder PVD-Beschichtungen an. Dies verlängert die Lebensdauer der Form erheblich.

2. Erleichterung eines verbesserten Flusses:

• Herausforderung: Ein schlechterer Durchfluss kann zu kurzen Schüssen oder hohen, schädlichen Einspritzdrücken führen.

• Formlösung:

• Vergrößern Sie Läufer und Tore, um den Strömungswiderstand zu verringern.

• Entscheiden Sie sich für Heißkanalsysteme, um eine optimale Schmelzetemperatur aufrechtzuerhalten.

• Verwenden Sie Fächer- oder Laschenanschnitte anstelle kleiner, punktförmiger Anschnitte, um eine reibungslose Befüllung zu gewährleisten.

3. Umgang mit flüchtigen Stoffen und Gasen:

• Herausforderung: Recyceltes Material kann beim Erhitzen flüchtige organische Verbindungen oder Feuchtigkeitsdampf freisetzen, was zu Spreizungen (Silberstreifen) oder Verbrennungen führen kann.

• Schimmellösung: Implementieren Sie eine robuste Entlüftung. Dazu gehört das Hinzufügen gut platzierter Entlüftungskanäle (0,02–0,04 mm tief) und die Verwendung von Entlüftungsöffnungen aus gesintertem porösem Stahl an schwer zugänglichen Stellen, damit Gase entweichen können.

4. Sicherstellung einer gleichmäßigen Kühlung:

• Herausforderung: Thermische Instabilität kann zu ungleichmäßiger Abkühlung führen, was zu Verzug, Einbrüchen und inneren Spannungen führt.

• Formlösung: Entwerfen Sie einen hocheffizienten, ausgewogenen Kühlkreislauf. Eine gleichmäßige Wärmeentnahme ist entscheidend für die Stabilisierung des Prozesses und die Erzielung einer gleichbleibenden Teilequalität bei empfindlichen recycelten Harzen.

5. Ästhetische Mängel maskieren:

• Herausforderung: Inkonsistente Farb- und Materialzusammensetzungen können sichtbare Fließlinien und Glanzschwankungen verursachen.

• Formlösung: Tragen Sie eine strukturierte Oberfläche (ETL) auf den Formhohlraum auf. Eine Textur kaschiert effektiv Fließlinien und Farbinkonsistenzen und verwandelt einen potenziellen Ausschuss in ein Teil mit akzeptabler Qualität.

Ein typisches Beispiel: Ein kurzes Beispiel

Stellen Sie sich vor, Sie würden einen Gartenmöbelbehälter aus 100 % Post-Consumer-HDPE herstellen.

• Material: Dick, viskos und variabel.

• Formanpassungen:

1. Große, vollrunde Läufer und ein U-Boot-Tor für einfachen Durchfluss und automatische Entlüftung.

2. Zusätzliche Entlüftung am Ende der Befüllung, um ein Verbrennen des Diesels auf der großen Oberfläche zu verhindern.

3. Eine strapazierfähige Textur auf allen sichtbaren Oberflächen, um Unvollkommenheiten zu verbergen und ein einheitliches, hochwertiges Gefühl zu vermitteln.

4. Nitrierter Stahl, um der abrasiven Beschaffenheit des Materials über Tausende von Zyklen standzuhalten.

Fazit: Eine symbiotische Beziehung für eine nachhaltige Zukunft

Die Verwendung von recycelten Materialien beim Spritzgießen ist kein Trend; es ist die Zukunft. Der Erfolg hängt von der Erkenntnis ab, dass die Form nicht nur ein Werkzeug, sondern ein entscheidender Faktor ist. Indem wir unsere Formen unter Berücksichtigung der einzigartigen Eigenschaften recycelter Kunststoffe entwerfen und warten und dabei Haltbarkeit, Fließfähigkeit und Entlüftung in den Vordergrund stellen, können wir die technischen Hürden überwinden.

Diese Synergie zwischen intelligentem Formendesign und fortschrittlicher Materialwissenschaft ist der Schlüssel zur Erschließung des vollen Potenzials einer Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe und ermöglicht uns die verantwortungsvolle Herstellung hochwertiger Produkte ohne Kompromisse bei der Leistung.