Spritzguss-Serienwerkzeuge 2K & mehr

Bei WISA arbeiten ausschließlich hochqualifizierte Fachkräfte – Profis im Werkzeug- und Formenbau. Komplexe Projekte sind für uns Alltag: Wir entwickeln und fertigen Serienwerkzeuge in 1K- und 2K-Ausführung – von klassischen Einkomponentenwerkzeugen bis zu Werkzeugen für Bauteile mit zwei Materialien oder Farben in einem Fertigungsprozess.

Dafür setzen wir auf modernste Ausrüstung, langjährige Erfahrung und die ganze Bandbreite innovativer Fertigungsverfahren. So machen wir Ihre Ideen greifbar – von der ersten Skizze bis zum fertigen Werkzeug.

Vorteile:

• Passgenaue Werkzeugkonzepte für funktionale und optisch anspruchsvolle Bauteile

• Umsetzung sowohl von ein- als auch mehrkomponentigen Produkten

• Hohe Prozesssicherheit durch modernste Fertigungstechnik

• Individuelle Anpassung an Stückzahl, Material und Bauteilgeometrie

Nachteile:

• 2K-Werkzeuge sind konstruktiv komplexer und in der Anschaffung teurer

• Auswahl des passenden Verfahrens erfordert genaue Projektplanung

 

 

Sperr­schieber­werkzeug

Dieses Verfahren kommt zum Einsatz, wenn ein Bauteil aus zwei verschiedenen Kunststoffen oder Farben hergestellt werden soll – jedoch nicht vollständig umschließend.
Zunächst entsteht ein Vorspritzling. Danach wird – noch im geschlossenen Werkzeug – ein hydraulischer Kernzug betätigt, der den Hohlraum für die zweite Komponente freigibt. So kann der zweite Kunststoff gezielt auf der Ober- oder Unterseite des Bauteils angespritzt werden.

Umlegewerkzeug

Dieses Verfahren wird eingesetzt, wenn ein Bauteil aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen oder Farben hergestellt werden soll – auch umgreifend. So lassen sich zum Beispiel harte Grundkörper mit einer weichen, griffigen Oberfläche kombinieren.

Zunächst entsteht ein Vorspritzling. Nach dem Öffnen des Werkzeugs wird dieser entformt und mithilfe des Maschinenhandlings in eine zweite Kavität umgesetzt. Dort wird das Werkzeug erneut geschlossen und die zweite Komponente an den Vorspritzling angespritzt. Dabei kann der zweite Kunststoff sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite – und umgreifend – aufgebracht werden.

Drehwerkzeug

Dieses Verfahren eignet sich für die Herstellung von Mehrkomponenten-Bauteilen, bei denen die zweite Kunststoffkomponente ausschließlich auf der Oberseite aufgebracht werden soll. Es ermöglicht eine effiziente Fertigung mit hohem Automatisierungsgrad.

Zunächst wird ein Vorspritzling hergestellt. Nach dem Öffnen des Werkzeugs dreht sich die Auswerferseite um 180° – möglich durch einen in die Spritzgießmaschine integrierten Drehteller. Anschließend schließt sich das Werkzeug wieder, und die zweite Komponente wird eingespritzt. Die Kavitäten auf dem Drehteller sind dabei drehsymmetrisch angeordnet, um eine präzise Passung zu gewährleisten.

Indexwerkzeug

Das Indexverfahren wird eingesetzt, wenn ein Bauteil aus zwei Komponenten bestehen soll – oft in unterschiedlichen Materialien oder Farben – und der zweite Kunststoff flexibel auf Ober- und Unterseite, auch umgreifend, angespritzt werden kann.

Zunächst wird ein Vorspritzling gefertigt. Nach dem Öffnen des Werkzeugs fährt ein integrierter Einsatz oder Rahmen vor und nimmt den Vorspritzling auf. Dieser Einsatz oder Rahmen dreht sich innerhalb des Werkzeugs um 180° und fährt anschließend wieder zurück. Danach schließt sich das Werkzeug, und die zweite Komponente wird eingespritzt. Diese Technik ermöglicht eine hohe Gestaltungsfreiheit und eignet sich besonders für komplexe Bauteilgeometrien.

MuCell-Werkzeug (TSG)

Dieses Verfahren eignet sich ideal für Bauteile, bei denen geringes Gewicht, hohe Maßhaltigkeit und reduzierte Spannungen gefragt sind. Es bietet technische und wirtschaftliche Vorteile: kürzere Zykluszeiten, weniger Materialverbrauch, reduzierte Verzugstendenzen sowie eine gleichmäßige Wanddickenverteilung – selbst bei komplexen Geometrien. Konstrukteure gewinnen dadurch mehr Freiheit bei der Gestaltung großer Wandstärken oder Materialanhäufungen.

Beim TSG-Verfahren wird der Kunststoffschmelze ein Treibmittel, meist Stickstoff, beigemischt. In der Kavität expandiert dieses Treibmittel rasch und schäumt die Schmelze auf. Das Ergebnis: leichtere Bauteile mit hoher Formstabilität. Die Herstellung erfordert eine hochpräzise, komplexe Werkzeugtechnik, um das Schäumverhalten exakt zu steuern und gleichmäßige Ergebnisse sicherzustellen – eine Kompetenz, die wir bei Baur mit langjähriger Erfahrung beherrschen.

TSG-Werkzeuge – leicht und stabil

TSG-Werkzeuge werden für das Thermoplast-Schaumspritzgießen eingesetzt und ermöglichen die Herstellung leichter Bauteile mit hoher Stabilität. Durch das Aufschäumen des Kunststoffs entfällt der sonst notwendige Nachdruck in der Kavität. Das fertige Bauteil weist eine Schaumstruktur auf – dadurch sinkt das Gewicht, während die Stabilität erhalten oder sogar verbessert wird.

Die hohen Einspritzgeschwindigkeiten bei diesem Verfahren stellen besondere Anforderungen an das Heißkanalsystem und die Werkzeugkonstruktion. Präzise Steuerung und robuste Auslegung sind entscheidend, um gleichmäßige Ergebnisse und eine zuverlässige Serienfertigung zu gewährleisten – Kompetenzen, die wir bei Baur gezielt einsetzen.

Verschiebewerkzeug

Das Verschiebewerkzeug wird für Mehrkomponenten-Bauteile eingesetzt, bei denen die zweite Kunststoffkomponente innerhalb desselben Werkzeugs in einer anderen Position angespritzt werden soll. Dieses Verfahren ist besonders effizient, da alle Arbeitsschritte ohne externes Handling ablaufen.

Zunächst wird ein Vorspritzling hergestellt. Nach dem Öffnen des Werkzeugs wird das Formnest auf der Auswerferseite in eine zweite Position verfahren – diese Bewegung erfolgt innerhalb des Werkzeugs. Anschließend schließt sich das Werkzeug wieder, und die zweite Komponente wird eingespritzt. So lassen sich präzise Mehrkomponentenbauteile mit hoher Prozesssicherheit fertigen.

Würfelwerkzeug

Das Würfelwerkzeug ist eine besondere Variante des Mehrkomponentenspritzgießens und ähnelt in der Grundfunktion einem Tandemwerkzeug. Der entscheidende Unterschied: Die Auswerferseite kann sich nicht nur um 180°, sondern auch um 90° drehen. Diese zusätzlichen Positionen ermöglichen flexible Fertigungsschritte – zum Beispiel die Entformung, das Einlegen von Einlegeteilen wie Buchsen oder vorbereitende Montageschritte – bevor die zweite Komponente aufgespritzt wird.

Nach dem Drehen des „Würfels“ wird das Werkzeug wieder geschlossen und die zweite Komponente eingespritzt. Dieses Verfahren erlaubt das Anspritzen der zweiten Komponente ausschließlich auf der Oberseite des Bauteils, bietet jedoch hohe Effizienz und Kombinationsmöglichkeiten von Fertigungs- und Montageprozessen innerhalb eines Werkzeuges.

Wende­platten­werkzeug

Ein Wendeplattenwerkzeug ermöglicht die effiziente Herstellung von Mehrkomponenten-Bauteilen innerhalb eines Werkzeuges. Es verfügt über zwei Trennebenen und damit zwei Kavitäten. Die Mittelsektion des Werkzeugs kann um die senkrechte Achse um 180° gedreht werden, um den Vorspritzling in die Position für den nächsten Arbeitsschritt zu bringen.

In der ersten Kavität wird zunächst der Vorspritzling hergestellt. Danach öffnet sich das Werkzeug, die Mittelsektion dreht sich, und der Vorspritzling verbleibt dabei auf dieser Mittelsektion. Nach dem erneuten Schließen des Werkzeugs wird in der zweiten Kavität die zweite Komponente angespritzt. Dieses Verfahren ermöglicht präzise 2K-Anwendungen mit hoher Prozesssicherheit und ohne externes Handling.

Spritz­präge­werkzeug

Beim Spritzprägen wird die Einspritzphase mit einer gezielten Werkzeugbewegung kombiniert. Es gibt u. a. zwei Ausführungen:

• Positives Spritzprägen: Die Kavität wird zunächst nicht vollständig geschlossen (größer als die Endwandstärke). Der Kunststoff wird eingespritzt, anschließend fährt die Maschine den Prägehub bis zur Endposition und erreicht die Endwandstärke.

• Negatives Spritzprägen: Das Werkzeug wird zunächst enger als die spätere Endwandstärke zusammengefahren. Der Kunststoff wird eingespritzt, danach öffnet das Werkzeug kontrolliert auf die Endwandstärke. Diese Variante wird häufig in Verbindung mit thermoplastischem Schäumen (MuCell/TSG) eingesetzt.

Positives Spritzprägeverfahren – Vorteile

Das positive Spritzprägeverfahren ermöglicht deutlich niedrigere Einspritzdrücke als das herkömmliche Kompaktspritzgießen. Dadurch sinkt die Belastung für das Werkzeug und die Maschine, während gleichzeitig die Verzugsneigung der Bauteile erheblich reduziert wird. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, Bauteile mit wesentlich geringeren Wandstärken zu realisieren, als es im klassischen Spritzgießverfahren möglich wäre.

Negatives Spritzprägen – für Thermoschäumen

Beim negativen Spritzprägen kann der Kunststoff in einer zunächst kleineren Kavität unter höherem Druck eingespritzt werden. Das anschließende kontrollierte Öffnen auf die Endwandstärke sorgt für eine gleichmäßige Materialverteilung auch bei komplexen Geometrien. Diese Variante eignet sich besonders in Verbindung mit thermoplastischem Schäumen (MuCell/TSG), da sie eine gezielte Steuerung des Schäumprozesses ermöglicht und dadurch eine homogene Zellstruktur im Bauteil begünstigt.

Hybrid-Werkzeug

Organoblech-Umspritzung

Bei der Organoblech-Umspritzung werden Einlegeteile – wie Organobleche, Metallbleche oder Gewindebuchsen – direkt im Werkzeug mit Kunststoff umspritzt. Die Einlegeteile werden vom Maschinenhandling in das Werkzeug eingelegt, dort präzise positioniert und prozesssicher fixiert. Anschließend erfolgt das Umspritzen mit Kunststoff, sodass die Einlegeteile fest in das Bauteil integriert werden. Dieses Verfahren kombiniert die Eigenschaften unterschiedlicher Materialien in einem Bauteil und ermöglicht funktionale sowie strukturelle Verstärkungen.

Folien­hinter­spritzen

Das Folienhinterpritzen – auch Thermoformen oder In-Mould-Labeling (IML) genannt – basiert auf der Verwendung erhitzter thermoplastischer Folien, sogenannter Labels. Diese Folien werden vor dem Spritzgießprozess in das Werkzeug eingelegt und dort in Form gebracht. Beim anschließenden Einspritzen des Kunststoffs verbinden sich Folie und Bauteil dauerhaft, ohne dass eine zusätzliche Klebeschicht erforderlich ist. So entsteht das fertige Bauteil bereits mit integrierter Dekoration oder Funktionsschicht direkt im Produktionsprozess.

IMD: In-Mould-Decoration

Beim In-Mould-Decoration-Verfahren wird eine bedruckte Folie mithilfe eines Handlinggeräts präzise in das geöffnete Spritzgießwerkzeug eingelegt. Nach dem Schließen des Werkzeugs wird die Folie mit Kunststoff hinterspritzt. Dabei verbindet sich die Folie dauerhaft mit dem eingespritzten Kunststoff, sodass die Dekoration direkt in die Bauteiloberfläche integriert ist.

Insert-Moulding

Beim Insert-Moulding wird eine vorgeformte, bedruckte Folie in das geöffnete Spritzgießwerkzeug eingelegt. Nach dem Schließen des Werkzeugs wird die Folie – wie beim In-Mould-Decoration-Verfahren (IMD) – mit Kunststoff hinterspritzt. Dadurch verbindet sich die Folie dauerhaft mit dem eingespritzten Kunststoff. Die Vorformung der Folie ermöglicht die Umsetzung von dreidimensionalen Designs und komplexen Oberflächenstrukturen.

Kaskaden-Spritzgießen

Beim Kaskaden-Spritzgießen sind die beheizten Heißkanaldüsen mit einzeln steuerbaren Verschlussnadeln ausgestattet. Diese Nadeln können pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigt werden. Dadurch lässt sich jede Düse zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Spritzgießzyklus öffnen oder schließen. Die gezielte Ansteuerung ermöglicht eine kontrollierte Füllung der Kavität in mehreren Fließfrontenabschnitten und wird vor allem bei großflächigen oder komplexen Bauteilgeometrien eingesetzt.

Vielfalt dank Einzelansteuerung

Die Möglichkeit, jede Düse einzeln anzusteuern, erlaubt die gezielte Gestaltung des Füllbilds. Bei langen Bauteilen kann beispielsweise zunächst die mittlere Düse geöffnet werden, während die nächste Düse erst beim Überströmen aktiviert wird. Dies verhindert die Bildung von Bindenähten. Neben der reinen Auf- und Zu-Bewegung der Verschlussnadeln lässt sich auch deren Bewegungsgeschwindigkeit steuern. Eine aktive Nadelhubsteuerung beugt optischen Fehlern vor, die durch Druckabfall beim Öffnen weiterer Düsen entstehen können – ein Effekt, der als „Schallplatteneffekt“ bekannt ist.