Den Unterschied verstehen: Heißkanal-Heiztechnik - Düsen

Alle Heißkanalsysteme benötigen für einen funktionierenden Betriebsablauf eine Wärmequelle. Es werden jedoch nicht alle Heißkanalsysteme mit der gleichen Methode beheizt. Die Art der Heiztechnologie, die Ihr Heißkanalsystem verwendet, kann die Spritzgießleistung, die Teilequalität und die Systemkosten erheblich beeinflussen. Keine Heizmethode ist für alle Szenarien ideal, jede Methode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, aber die unterschiedliche Darstellung zeigt Ihnen den Aufbau Ihres Heißkanalsystems und kann hilfreich für Ihren nächsten Kauf sein. Einige Heißkanalsysteme verwenden je nach Systemkomponenten und je nach Anwendung eine Mischung von Heizmethoden, aber wir konzentrieren uns hier ausschließlich auf Düsenheizelemente. 

Zu den wichtigsten Arten von Düsenheizmethoden gehören eingebaute Wärmequellen (Löten) oder externe Wärmequellen (Hülsen und Spulen). Die Auswahl des richtigen Heizelements ist immer eine sorgfältige Abwägung von Leistung, Zuverlässigkeit und Kosten (sowohl bei der Erstinvestition als auch im laufenden Betrieb). Dabei werden viele Faktoren berücksichtigt, wie z.Bsp. die Branche, die Teilegeometrie, das Werkzeugdesign, die  Teilevariablen und die Produktionsanforderungen.

Eingebaute Heizquellen

Eingebaute Heizungen sind im Allgemeinen ideal für Düsen mit Längen unter 500 mm (mit Ausnahmen).

• Größere Flexibilität bei der Optimierung durch Computer Aided Engineering (CAE)-Analyse für ein verbessertes thermisches Profil
• Höhere Wärmeübertragungseffizienz als externe Wärmequellen (größere Kontaktfläche)
• Fest positioniert, verhindert kalte Stellen, die die Produktionsqualität beeinträchtigen würden
• Schützt die Elemente vor physischen Schäden

Eingelötete Heizelemente

Eingelötete Heizelemente bieten im Allgemeinen die beste Leistung und Zuverlässigkeit und sind daher ideal für die Erzielung höchster Formteilqualität und Langzeitproduktion. Mithilfe fortschrittlicher CAE-Analysen werden die Heißkanäle so zugeschnitten, dass das thermische Profil jeder Düse für unschlagbare Präzision optimiert wird. Das Ergebnis ist eine überlegene Teilequalität durch verbesserte Konsistenz von Schuss-zu-Schuss- und Kavität-zu-Kavität.

Durch das Hartlöten werden außerdem Luftspalten vollständig eliminiert, die zu einem Ausfall des Heizelements durch elektrische Lichtbögen führen können. Gelötete Heizelemente werden oft nach höheren Qualitätsstandards als andere Heizelemente hergestellt und haben daher eine sehr geringe Ausfallrate. Mit einer Laufzeit von über 10 Jahren können sie die Lebensdauer der Form überbieten. Obwohl gelötete Heizelemente eine höhere Anfangsinvestition mit sich bringen, wird dies in der Regel durch eine qualitativ hochwertigere Teileproduktion, geringere Kosten für den Austausch des Heizelements und minimierte Ausfallzeiten ausgeglichen. Abgesehen von der Teilequalität macht es umso mehr Sinn, in gelötete Heizelemente zu investieren, je höher die Kavitation und je länger der Produktionslauf ist. 

EXTERNE WÄRMEQUELLEN

Externe Heizungen (Hülsen und Spulen) sind generell ideal für Düsen mit Längen ab 500 mm (mit Ausnahmen).

• Geringere Kosten für wirtschaftlichere Systempreise
• Bis zu 3 Heizelemente können auf Düsen mit größeren Längen gestapelt werden, um die Temperaturregelung mehrerer Zonen zu verbessern (es ist schwierig, eine lange Düse mit einer einzelnen Zone genau zu regeln - zu viele Variationen)
• Höhere Standardisierung, die einen einfachen globalen Zugriff auf Ersatzteile aus verschiedenen Quellen ermöglicht

Heizbandhülsen

Als externe Wärmequelle sind Heizbandhülsen Hülsen mit darin eingebetteten Heizelementen. Diese Hülsen werden über den Düsenkern geschoben, mit einer Halterung (Nadel oder Sicherungsring) an der Düsenspitze befestigt und über die gesamte Länge der Hülse beheizt, um die Wärmeübertragung zu maximieren. Sie sind zwar nicht so ideal wie gelötete Elemente, bieten aber optimierte Elementkanäle, die bei typischen Anwendungen in der Automobilbranche (große Teile) im Allgemeinen besser funktionieren als herkömmliche Heizspulen.

Da die Heizelemente in die Hülsen eingebettet sind, wird außerdem ein gleichmäßigeres Wärmeprofil erreicht und jedes Problem im Zusammenhang mit einer Verschiebung wird eliminiert. Der Austausch von Heizelementen vor Ort, insbesondere bei längeren Düsen, ist relativ schnell und einfach, da die Hülsen einfach aus dem Düsenkern gleiten, sobald die Halterung entfernt ist.

Heizspulen (traditionell)

Heizspiralen sind im Allgemeinen das beliebteste Heizelement eines jeden Heißkanalsystem aufgrund ihrer sehr niedrigen Anschaffungskosten und ihrer weltweiten Verfügbarkeit. Dies macht sie ideal für die Erstellung wirtschaftlicher Heißkanalsysteme; mit leicht zu beschaffenden Ersatzteilen. Im Allgemeinen sind Heizspiralen ideal für kavitationsarme Heißkanalsysteme, die einfache, kostensensible Teile produzieren und/oder begrenzte Produktionsläufe fahren, oder für Heißkanalsysteme mit längeren Düsen, die von mehreren Zonen profitieren (Automobil). Bei längeren Düsen können sie schwieriger zu installieren/zu entfernen sein, da sie eng um die Düse gewickelt werden können, so dass sie nicht wie Heizbandhülsen abrutschen.

Da diese Elemente direkt über dem Düsenkern installiert werden, arbeiten sie mit einer sehr begrenzten Kontaktfläche, was die Effizienz der Wärmeübertragung einschränkt und mehr Energie für den Betrieb erfordert. Da bei Standardkomponenten keine Optimierung möglich ist, ist das thermische Profil oft schwieriger zu kontrollieren und weist aufgrund thermischer Ungleichmäßigkeiten unpräzise thermische Profile auf. Die Temperatur im Anschnittbereich ist möglicherweise nicht so heiß wie der Körper, da das Heizband nicht über die gesamte Länge der Düse verlaufen kann, wie es eingebaute Elemente können.

Abhängig vom Hersteller benötigen Heizspiralen auch größere Ausschnitte, um ihre Außenkonstruktion und manchmal größere Anschlussenden und Klemmmechanismen unterzubringen. Außerdem haben sie im Allgemeinen die kürzeste Lebensdauer aller Heizelemente und müssen in der Regel innerhalb von 1 bis 3 Jahren ausgetauscht werden, so dass die Kosten für Ersatzteile und Ausfallzeiten die anfänglichen Einsparungen durch die niedrigen Systemkosten schnell wieder auffressen können.

Mold-Masters stellt seit 1963 die branchenweit führenden Heißkanal- und Temperaturregelsysteme her. Mold-Masters entwickelt, produziert und bietet das komplette Angebot von Heißkanalprodukten an, einschließlich Heißkanalsystemen, Temperaturreglern, heißen Hälften und Anschnittkomponenten.

*Der Inhalt dieses Artikels ist nur als allgemeiner Leitfaden zu verstehen. Heißkanalhersteller können erhebliche Unterschiede in der Art und Weise aufzeigen, wie sie die einzelnen Arten von Heizelementen einsetzen. Sprechen Sie mit Ihrem Heißkanallieferanten, um weitere Details zu erfahren.