Auswirkungen unterschiedlicher Farbbatches und UV-Schutzadditive in der Verarbeitung von PP

    Hallo zusammen,

    nach längerer Abwesenheit möchte ich mal wieder einen Beitrag verfassen und bin auf eure Erfahrungen und Empfehlungen gespannt.

    Bei einem unserer Spritzgusswerkzeuge wurde festgestellt, dass es problemlos möglich ist weiss gebatchte Teile zu spritzen und zu entformen, während blau gebatchte Teile bei gleichem Basismaterial kaum bis gar nicht entformt werden können. Die Teile werden überstülpt und bleiben komplett in der DS (es wird über die DS entformt!) hängen.
    Bei den weissen Teilen kann dieser Effekt ebenfalls in Verbindung mit UV-Schutzadditiven beobachtet werden. Ohne UV-Schutz laufen die Teile unauffällig.

    Meine Feststellungen:
    Während weisse Farbbatches die Kristallisation von PP deutlich beschleunigen & erhöhen, wird die Kristallisationsgeschwindigkeit und der Kristallsiationsgrad bei blauem Farbbatch eher reduziert. Daraus ergibt sich, dass die Steifigkeit und Wärmeformbeständigkeit der weiss gebatchten Teile deutlich erhöht ist ggü. den blau gebatchten Teilen.
    Dies muss m.E. Auswirkungen auf die Parametereinstellung und auf die Zykluszeit haben.

    Wie sind eure Erfahrungen hiermit?

    Fast die gleichen und auch bei verschiedenen Materialien. Wenn sich der Kristallgrad bei einem Material ändert, ändern sich alle Eigenschaften und das umfasst alles ab der Nachdruckphase. Hab aktuell ein Problem auf dem Tisch, wo bei einem POM-Artikel verschiedene Farben genutzt werden. Bei Natur gibt es die kleinsten Vakuolen und bei blau die größten. Die Artikel- und Werkzeugänderung sind in der Finalisierung um das Problem zu lösen.
    Das Verhalten ist aber stark davon abhängig, welche Pigmente verwendet werden und eine pauschale Antwort, dass blau zu mehr Problem führt als weiß, ist nicht möglich. Weiß wird über Titandioxid gelöst, während blau verschiedene Pigmentarten haben kann.

    Was bei euch helfen kann, ist die Wassertemperatur mal zu ändern. Mit der Abkühlgeschwindigkeit könnt ihr das Kristallwachstum beeinflussen.

    Hallo Juri,

    leider hängen bei uns alle Maschinen und Werkzeuge an einer zentralen Kühlmittelversorgung, die fix auf 21°C eingestellt ist. Unsere Produktion verfügt leider nicht über separate Temperiergeräte, um die Werkzeugtemperatur zu variieren.
    Aber du hast recht, die Pigmente beeinflussen das "Abfrieren" der Teile wesentlich und die Werkzeugtemperatur wäre eine gute Möglichkeit die Abkühlgeschwindigkeit zu steuern.

    Dann kann man da schlecht was kurzfristig machen. Das zeigt aber auf, dass die Artikelgeometrie auch auf diese Probleme abgestimmt gehört, aber kaum ein Artikelkonstrukteur weiß um diese Problematik.

    Hallo Plastikant , jede Farbe wirkt individuell wie ein Gleitmittel, daher ist folgendes wichtig:

    1. Statischer Mischer, damit die Einfärbung nicht mittels Staudruck optimiert wird, und der Druck immer auf gleicher Höhe (möglichst niedrig) bleibt.

    2. EINE Farbe, mit der das Produkt am besten läuft, als "Referenz" für die Massedruck-Masterkurve (Kurvengrafik) auswählen und die Masterkurve erstellen und mit Datensatz abspeichern.

    3. Beim Umfärben auf eine andere Farbe mus dann die Istkurve (Massedruck) mittels Zylindertemperaturen auf die Masterkurve (von Referenzfarbe) gebracht werden, dann diesen Datensatz mit Namen dieser Farbe abspeichern.

    Dieses für alle Farben gleichtun, damit ihr für jede Farbe einen eigenen Datensatz habt. Hintergrund ist das Ziel, dass bei allen Farben das Fließverhalten des Kunststoffes identisch ist, sonst wirkt der Nachdruck in der Kavität immer von Farbe zu Farbe unterschiedlich, was bei manschen Farben zu Überladungen führt, die das Entformen erschweren.

    Hallo Brauni,

    Danke für deinen Tipp.
    Das klingt auf jeden Fall nach einem sinnvollen Plan für jede Farbe ein eigenes Profil zu entwickeln. Die Profile dürfen m.Mn. aber nicht an der Düse enden, sondern müssen bis zur Entformung der Teile weitergeführt werden.

    Leider bin ich inzwischen zu der Überzeugung gekommen, dass wir unser aktuelles Problem eher über die Abkühlrate bzw. Kühlzeit in den Griff bekommen müssen.
    Nach meinen Informationen wirken die TiO2-Pigmente des weissen Farbbatches extrem nukleierend auf unser PP-Copolymer, so dass sich die Kristallisationseigenschaften insgesamt ggü. andersfarbig (hier blau) gebatchtem Material deutlich unterscheiden.
    Eine höhere Kristallisation und Kristallisationstemperatur führt zu höheren Festigkeiten, höherer Wärmeformbeständigkeit und zu kürzeren Kühl- und Zykluszeiten gegenüber einem wenig nukleierenden Farbbatch.
    Unser PP-Copolymer hat eine Wärmeformbeständigkeit von 76°C (HDT/B), die Entformtemperatur bei weiss gebatchten Teilen ist (ermittelt per Thermographie) ganz knapp unter 70°C.
    Ich gehe deshalb davon aus, dass blau gebatches Material bei gleichem Parametersatz noch viel zu "weich" und instabil zur Entformung ist, und deshalb das Problem entsteht.

    Nächste Woche gibt´s dazu eine große Besprechungsrunde mit wahrscheinlich nachfolgender Bemusterung. Dann werden wir sehen, ob ich mit meiner Vermutung richtig liege...

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    Quote from Plastikant

    Hallo Juri,

    leider hängen bei uns alle Maschinen und Werkzeuge an einer zentralen Kühlmittelversorgung, die fix auf 21°C eingestellt ist. Unsere Produktion verfügt leider nicht über separate Temperiergeräte, um die Werkzeugtemperatur zu variieren.
    Aber du hast recht, die Pigmente beeinflussen das "Abfrieren" der Teile wesentlich und die Werkzeugtemperatur wäre eine gute Möglichkeit die Abkühlgeschwindigkeit zu steuern.

    Habt ihr die Möglichkeit, euch bei einer Partnerfirma, einem Lieferanten oder einem Institut ein Temperiergerät zu leihen/mieten und damix zu experimentieren? Dann könntet ihr a) prüfen, ob das Abhilfe schafft und falls ja b) nachweisen woran die Probleme liegen und wie man sie abstellen könnte.

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    Hallo zusammen,

    vielleicht interessiert es den einen oder anderen, was bei unserer Besprechung herausgekommen ist:

    Wir nähern uns der Problematik von verschiedenen Seiten an.

    • Die Konstruktion prüft, ob das Werkzeug hinsichtlich Temperierungsführung optimiert werden kann (ja, zu spät, ich weiß! Trotzdem besser als gar nicht).
    • Über die Messtechnik (CT) vergleichen wir die Bereiche der Spritzteile aus allen Schwesterwerkzeugen, die nicht maßrelevant sind, wie Übergänge, Radien, Fasen usw. auf ggfs. unterschiedliche Wandstärken und Materialansammlungen, da sie u.U. die Enformung beeinflussen
    • Im Werkzeugbau werden alternative Möglichkeiten untersucht, bei der Wartung die Rückstände von den UV-Schutzadditiven vom formgebenden Bereich besser & nachhaltiger zu entfernen
    • Ebenfalls werden alle Werkzeugoberflächen und alle entformungsrelevanten Wandstärken an den Teilen verglichen . Es sind dabei Kerne aus Stahl und aus Ampcoloy im Einsatz, mit und ohne Beschichtung im Einsatz. Da gibt´s 100%ig Unterschiede im Entformungsverhalten!
    • Die Fertigung prüft Optimierungen hinsichtlich Schmelze & Parameter
    • Eine Zufallsentdeckung vor 2 Tagen brachte ausserdem die Enthüllung eines Schmierungsproblems auf der düsenseitigen Abstreiferplatte. Nachdem alles gereinigt und frisch gefettet und eingestellt war, gab es schlagartig keine überstülpten Teile mehr.

    Trotzdem sind wir sicher, dass es nicht nur daran liegt, sondern bedingt ist durch eine Verkettung mehrerer Umstände , die siehe oben, nach und nach geprüft und abgearbeitet werden. Dass die Gefahr besteht die Ursache nicht zu finden, wenn zeitgleich an mehreren Stellschrauben gedreht wird vermute ich nicht. Wir haben von ein und demselben Artikel insgesamt 6 Werkzeuge im Einsatz und nur eines davon (das neueste) zeigt die anfangs beschriebene Problematik.

    Grüße & schöne Feiertage

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    Danke fürs Update und viel Erfolg bei der weiteren Fehlersuche!
    Ich habe auch schon so viele Root Cause Analysen mitgemacht und in der Hälfte der Fälle verschwand der Fehler irgendwann, ohne das eine eindeutige Ursache festgestellt werden konnte.
    Einfach zu viele Einflussfaktoren und zu viele Wechselwirkungen! :disguised_face:

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    Danke für das Update Plastikant!

    aber genau so ist es richtig und nachhaltig - ich drücke euch die Daumen, dass auch alle Gewerke am Ball bleiben!
    Oft ist es bei Fehlern, die nicht eindeutig zuzuordnen sind, so, dass mehrere Fehlerquellen zusammen wirken. Beim ersten Fehler passiert noch nix, den zweiten Fehler kann der Einrichter noch ausgleichen, bei dritten oder vierten "knallt's" dann.

    Wenn dann quick und dirty nur die offensichtlichste oder günstige Baustelle behoben wird, dauerts oft nicht lang, bis der Ärger wieder klingelt.

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