Spritzgießwerkzeuge für Weiße Ware und Hausgeräte

Bauteile der Weißen Ware arbeiten unter heißem Wasser, Reinigungsmitteln, Feuchtigkeit und jahrelanger mechanischer Belastung. Der Rohstoff wird daher nach der Funktion des Bauteils im Gerät ausgewählt:

• PP-T20/PP-T40 und PP GF: Laugenbehälter von Waschmaschinen, Wasserbehälter von Geschirrspülern und Pumpengehäuse; Chemikalienbeständigkeit und Maßstabilität in heißem Wasser.
• ABS und HIPS: Bedienblenden, Abdeckungen und Kühlschrank-Innenzubehör; gute Oberflächenoptik und einfache Einfärbung.
• PC und SAN: Transparente Gemüsefachabdeckungen, Anzeigen und Leuchtenabdeckungen.
• POM und PA66: Zahnräder, Scharniere und Mechanikteile; geringe Reibung und hohe Verschleißfestigkeit.
• Flammgeschützte PP- und PA-Typen: Werkstoffe für Bauteile in der Nähe stromführender Verbindungen, die die Glühdrahtanforderungen (GWFI/GWIT) der IEC 60335-1 erfüllen.

Für Werkzeuge mit hohen Stückzahlen wird für Kavitäten und Kerne gehärteter 1.2343 bevorzugt, für große Gehäusewerkzeuge vorvergüteter 1.2738 mit gleichmäßiger Härte über den gesamten Querschnitt. Für hochglänzende transparente Teile kommt der hochglanzpolierbare, korrosionsbeständige 1.2083 (48–52 HRC) zum Einsatz.

Bei Werkzeugen für Weiße Ware besteht das zentrale Ziel darin, große, dünnwandige Bauteile mit kurzer Zykluszeit, verzugsfrei und über Hunderttausende Schuss in gleichbleibender Qualität zu produzieren.

• Heißkanal und Mehrpunktanspritzung: Verkürzen bei großen Teilen wie Laugenbehältern, Frontblenden und Schubladen die Fließwege und vermeiden Angussabfall.
• Kühlungsauslegung: In tiefen Kernen werden Umlenkbleche (Baffles) und Sprudler (Bubbler) eingesetzt; die Kühlung ist der wichtigste Faktor für die Zykluszeit.
• Entformung: Um bei tiefen, großflächigen Teilen die Bildung eines Vakuums zu verhindern, werden Luftventile und eine ausgewogene Auswerferanordnung vorgesehen.
• Gewinde und Hinterschnitte: Für Schlauchanschlüsse und Rastnasen kommen Schieber, Schrägauswerfer oder Ausschraubvorrichtungen zum Einsatz.
• Füllsimulation: Dient dazu, Bindenähte von Sichtflächen fernzuhalten und den Verzug vorherzusagen.

Für Lüftergehäuse, Luftauslässe und Kleinzubehör werden Mehrfach- oder Familienwerkzeuge in Betracht gezogen. Die Konstruktion berücksichtigt zudem die Steck- und Clipstoleranzen der Gegenteile.

Bei Weißer Ware bestimmen Frontblenden, Türen und Griffe, die der Nutzer täglich sieht, unmittelbar die Qualitätswahrnehmung des Produkts. Sichtflächen werden daher in der Werkzeugkonstruktion als A-Flächen definiert; Anschnitt-, Auswerfer- und Trennlinienpositionen werden außerhalb dieser Flächen geplant.

• Glänzende Oberflächen: Frontblenden und Zierleisten erhalten eine Politur nach SPI A2–A3; bei glänzenden schwarzen oder weißen Flächen wird die Werkzeugtemperatur präzise geregelt, um Fließlinien zu vermeiden.
• Matte und genarbte Oberflächen: Um Fingerabdrücke und Kratzer zu kaschieren, werden Erodierstrukturen im Bereich VDI 3400 21–30 oder feine Narbungen bevorzugt.
• Transparente Teile: Gemüsefachabdeckungen und Anzeigegläser erfordern eine Politur nach SPI A1–A2 und eine Anschnittgestaltung ohne sichtbare Spuren.
• Innenteile: Bei nicht sichtbaren Strukturteilen bieten Oberflächen der Klasse SPI C–D Kosten- und Zeitvorteile.

Lufteinschlüsse, die bei weißen und hellen Teilen zu Brandstellen (Dieseleffekt) führen, werden durch Entlüftungskanäle an der Trennebene und an den Auswerfern vermieden.

Bauteile der Weißen Ware werden meist zusammen mit anderen Kunststoff- und Blechteilen montiert. Die Toleranzplanung orientiert sich daher weniger an Einzelmaßen als an der Toleranzkette der Baugruppe und den Spiel- und Passungsbeziehungen.

Teilkristalline Werkstoffe wie PP weisen eine hohe Schwindung auf (je nach Füllgrad etwa 1,0–2,0 %), die zudem von der Fließrichtung abhängen kann. Bei kritischen Maßen wird deshalb ein Aufmaß im Werkzeug („steel safe“) vorgesehen, um nach der ersten Abmusterung feinjustieren zu können. Bei langen Paneelen wird der Verzug über Temperaturunterschiede im Werkzeug, Anschnittlage und Kühlbalance beherrscht. In Bereichen, die mit Blechteilen verbunden werden, sind Spaltmaße für die unterschiedliche Wärmeausdehnung von Kunststoff und Metall bereits in der Konstruktion vorzusehen.

Werkzeuge für Weiße Ware haben meist große Plattenabmessungen und tiefe Kerne. Die CNC-Bearbeitungsstrategie wird im CAM-System so geplant, dass auch in diesen tiefen Bereichen vibrationsfrei reproduzierbare Oberflächen entstehen.

• Schrupp- und Schlichtfräsen: Kavitäten für Laugenbehälter, Paneele und Türen werden in einer Oberflächenqualität gefertigt, die den Polieraufwand reduziert.
• Tieflochbohren und Kühlkanäle: Die Kühlkanäle in Kernen und Platten werden exakt an den konstruktiv vorgesehenen Positionen gebohrt.
• Senkerodieren: Gitteröffnungen, dünne Rippen sowie Details wie Logos oder Symbole werden mit Elektroden bearbeitet.
• Drahterodieren: Schieberführungen, Auswerferbohrungen und Einsätze werden präzise geschnitten.

Da die CAD-CAM-Daten archiviert werden, lassen sich Ersatzteile für verschlissene Einsätze in der Großserie schnell und maßgleich nachfertigen; Stillstände in der Serienproduktion bleiben so kurz. Im Rahmen der Lohnfertigung können zudem Vorrichtungs- und Hilfsteile für Montagelinien der Hausgeräteindustrie auf CNC-Maschinen gefertigt werden.

Bei Werkzeugen für Weiße Ware ist die Abmusterung nicht nur eine Maßkontrolle, sondern die Validierung des Werkzeugs hinsichtlich Optik, Montagepassung und Zykluszeit.

• T0-Abmusterung: Füllbalance, Temperatureinstellung der Heißkanalzonen sowie Auswerfer- und Schieberbewegungen werden geprüft.
• T1-Muster: Werden dem Kunden zusammen mit dem Messbericht vorgelegt; auf Sichtflächen werden Fließlinien, Einfallstellen und Bindenähte bewertet.
• Montageversuch: Die Muster werden mit den Gegenteilen verbaut, um Clips- und Steckpassungen zu prüfen.
• Zykluszeitoptimierung: Durch Anpassung von Kühlzeit und Werkzeugtemperatur wird die kürzeste Zykluszeit ohne Qualitätseinbußen angestrebt.
• Prozessfenster: Die freigegebenen Parameter werden dokumentiert und in die Serienfertigung übernommen.

Farbige oder glänzende Teile werden mit dem vom Kunden freigegebenen Farb- und Glanzmuster verglichen. Mit der Freigabe der Erstmusterprüfung (FAI) ist das Werkzeug serienreif. Bei Bedarf werden zusätzliche Muster für Kundentests unter Heißwasser- und Reinigungsmittelbedingungen bereitgestellt.

Für Hersteller von Weißer Ware bedeutet Konsistenz, dass Maß und Optik über Hunderttausende Teile hinweg gleich bleiben. Unser Qualitätsansatz zielt auf genau diese Reproduzierbarkeit; Maß- und Sichtprüfungen werden während der gesamten Serienfertigung in festgelegten Intervallen wiederholt.

• Messberichte: Muster und periodisch entnommene Serienteile werden gegen die technische Zeichnung vermessen; bei komplexen Gehäusen sind Koordinatenmessverfahren wie KMG (CMM) oder 3D-Scan branchenüblich.
• Sichtprüfung: Kratzer, Farbabweichungen und Fließlinien auf A-Flächen werden anhand freigegebener Grenzmuster bewertet.
• Rückverfolgbarkeit von Werkstoff und Farbe: Chargennummern von Rohstoff und Masterbatch werden in den Fertigungsaufzeichnungen erfasst.
• Werkzeug-Wartungsprotokoll: Anhand der Schusszahl wird die vorbeugende Wartung geplant; Verschleißteile werden rechtzeitig erneuert.

Für Kunden mit Lieferantenanforderungen auf Basis der ISO 9001 erstellen wir die entsprechende Dokumentation. Bei Bauteilen, für die Prüfungen wie die Glühdraht- oder Brennbarkeitsprüfung gefordert sind, werden die Prüfnachweise des Rohstoffherstellers der Dokumentation beigefügt.