Kupferlegierungen: Der Schlüssel zu mehr Produktivität

Kupferbasislegierungen wie Aluminium Bronze und Beryllium Bronze sind die herausragende Lösung für das Spritzgießen, da sie eine Kombination aus hoher Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und hoher Zähigkeit mit herausragender Leitfähigkeit bieten.

Der Spritzgießprozess durchläuft vier Phasen: Einspannen, Einspritzen, Abkühlen und Auswerfen. Im Vergleich zu den anderen Phasen beansprucht die Abkühlphase zwar mehr Zeit, bietet jedoch die einzige Gelegenheit zur Verkürzung der Zykluszeiten und Steigerung der Produktionsrate. Doch was macht diese Phase so entscheidend?

Da die abzuführende Wärmeenergie bei jedem Zyklus nahezu konstant ist, hängt die zur Wärmeableitung benötigte Zeit von der Formkonstruktion und den Materialeigenschaften ab. Je schneller ein Material Wärme ableiten kann, desto kürzer sind die Zykluszeiten. Das Schlüsselwort hier ist "Wärmeleitfähigkeit."

Das Stichwort: Wärmeleitfähigkeit

Wärmeleitfähigkeit wird als die Geschwindigkeit definiert, mit der Wärme durch ein Material hindurchgeht. Je wärmeleitfähiger ein Material ist, desto schneller kann es Wärme abführen. Diese Eigenschaft ist von entscheidender Bedeutung, um den Abkühlungsprozess zu beschleunigen und somit die Gesamtzykluszeit zu reduzieren, was die Produktivität steigert.

Daher ist die Wärmeleitfähigkeit eine sehr nützliche und wichtige Eigenschaft, wenn es um die Kühlphase beim Kunststoffspritzguss geht. Denn sie ermöglicht es, den Abkühlungsprozess zu beschleunigen und die Gesamtmenge für einen Zyklus zu reduzieren. Dies führt zu einer insgesamt höheren Produktivität des gesamten Prozesses.

Legierungen, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen

Die Suche nach Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit gestaltet sich jedoch nicht so einfach, wie es zunächst scheinen mag. Die besten Wärmeleiter sind oft wertvoll, demzufolge teuer und für den Kunststoffwerkzeugbau ungeeignet. Diamant, Silber und kubisches Bornitrid sind herausragende Wärmeleiter, aber kostenintensiv. Kupfer hingegen ist eine kostengünstigere und dennoch hervorragende Alternative.

Bild: Gleichmäßige Wärmeabgabe dank AMPCOLOY®

Kupfer allein besitzt jedoch nicht die nötige Festigkeit, um als Spritzgussform zu dienen. Hier kommen speziell entwickelte Kupferlegierungen ins Spiel, die eine ideale Kombination aus Festigkeit, Härte und Leitfähigkeit bieten. Diese Legierungen übertreffen nicht nur die Wärmeleitfähigkeit herkömmlichen Stahls, sondern erreichen auch die Härte und Festigkeit von Stahlformen oder übertreffen sie sogar.

AMPCOLOY® - Ihr Partner für Kunststoffwerkzeuge

AMPCO METAL hat spezielle Kupferlegierungen namens AMPCOLOY® entwickelt, die optimal auf die Anforderungen des Kunststoffwerkzeugbaus zugeschnitten sind. AMPCOLOY® ist eine polierbare, harte Kupferlegierung, verfügbar mit und ohne Beryllium (AMPCOLOY® 83, AMPCOLOY® 88, AMPCOLOY® 89 und AMPCOLOY® 95) oder berylliumfrei (AMPCOLOY® 940, AMPCOLOY® 944 und AMPCOLOY® 972). Beide Varianten zeichnen sich durch außergewöhnliche Leitfähigkeit, hohe Festigkeit und einzigartige Verschleißfestigkeit aus, was sie zur besten Wahl für das Spritzgießen macht.

Die unbestreitbaren Vorteile von AMPCOLOY® umfassen:

• Steigerung der Produktivität um bis zu 40 % durch kürzere Kühlzeiten.
• Verbesserte Produktqualität mit minimalem oder keinem Verzug.
• Erhöhte Lebensdauer aufgrund geringerer thermischer Belastung und verminderter Anfälligkeit für thermische Rissbildung.

Praktische Beispiele für den Einsatz von AMPCOLOY®

AMPCOLOY® 83, AMPCOLOY® 940 und AMPCOLOY® 944 eignen sich besonders für Kerne und Einsätze. Beispielsweise haben Kernteile aus AMPCOLOY® 940 nachweislich die Zykluszeit bei der Herstellung von Abfalleimern erheblich reduziert. AMPCOLOY® 83-Kerne erzielten denselben Effekt in der Massenproduktion von Getränkeflaschen.

Wenn Sie mehr über das Kunststoffspritzgießen erfahren möchten und warum Kupferbasislegierungen die optimale Wahl für Ihre Kunststoffwerkzeuge darstellen, laden Sie unser kostenloses Technical Paper «A Rookies Guide to injection molding - How copper alloys add direct value to the plastic industry» herunter.