Die Wasserinnendrucktechnik WIT bzw. das Wasserinnendruck-Spritzgießen ist ein Verfahren des fluidunterstützen Spritzgießens. Es eignet sich zur Herstellung funktional komplexer, hochintegrierter Kunststoffbauteile mit Hohlkörper-Konstruktion, größeren Durchmessern und langen Kanälen. M.TEC bildet die Wasserinjektionstechnik per Simulation ab, um Bauteilkonstruktion und Werkzeug optimal auszulegen.
Simulation mit Moldex3D
M.TEC nutzt die Simulationssoftware Moldex3D, um das Wasserinnendruck-Verfahren simulativ nachzubilden. Mit dem partnerschaftlichen Support durch die SimpaTec Simulation & Technology Consulting GmbH aus Würselen ist Moldex3D für M.TEC ein hervorragendes Simulationstool in der Entwicklung von WIT-Bauteilen.
Vorteile der Wasserinnendrucktechnik
Besondere Vorteile des Wasserinnendruck-Spritzgießens zur Herstellung von Kunststoffbauteilen:
Bauteilkonstruktion und Funktionalität
- Lange Hohlkörperkonstruktionen mit großem Durchmesser möglich
- Besonders torsionssteife/biegesteife Kunststoffbauteile möglich
- Glatte, geschlossene Oberflächen auch im Bauteilinneren (ideal für Medienleitungen)
- Weniger Bindenähte, keine Trennnähte
- Große Wandstärken möglich und gleichzeitig wenige/gar keine Einfallstellen
- Gesteuerte geringe Wandstärkenbildung wiederum ermöglicht Materialersparnis
- Besonders präzise Hohlkörper-Querschnitte umsetzbar per Projektilinjektionstechnik PIT
Produktion und Wirtschaftlichkeit
- Praktisch kein Materialausschuss (Masserückdrückverfahren: Kunststoffschmelze wird direkt in die Plastifiziereinheit zurückgeführt)
- Hohe Kühlwirkung durch Wärmekapazitätsaufnahme von Wasser, die auch im Inneren des Bauteils wirkt; Zykluszeit wird deutlich reduziert
- Weitere extreme Kühlwirkung möglich durch permanentes Durchströmen des ausgehöhlten Bauteils bis zur Entformung mithilfe spezieller Anlagensteuerungstechnik von PME fluidtec
Im Vergleich zur Gasinnendrucktechnik GIT
- Häufig höheres Steifigkeit-Gewicht-Verhältnis des Bauteils
- Meist größere Materialeinsparung
- Keine Kosten bzw. Lizenzkosten für Industriegase
- Gleichmäßigere Schwindung
Für WIT geeignete Bauteilkonstruktionen
Für eine Produktion mittels Wasserinnendrucktechnik geeignete Bauteilkonstruktionen weisen grundsätzlich einen Hohlkörper auf – Voraussetzung für das Kanalisieren des eingesetzten Wassers und sein Abfließen nach der Kühlphase. Der Hohlkörper kann dabei funktional sein.
Medienführende Bauteile
Beispiele für Bauteile mit funktionalem Hohlkörper sind fluidführende bzw. medienführende Leitungen (Medienleitungen, Kunststoffmedienleitungen). Sie lassen sich in der Regel effizient mittels Wasserinjektionstechnik produzieren. Die glatte, geschlossene Oberfläche im Bauteilinneren ist für Medienleitungen aus polymeren Werkstoffen (z. B. Wasserleitungen, Luftleitungen, Ölleitungen, Kraftstoffleitungen etc.) gut geeignet.
Ergonomie-Bauteile
Kunststoffbauteile mit ergonomischer Funktion werden ebenfalls häufig per WIT hergestellt, da im Wasserinnendruck-Spritzguss Bindenähte vermieden werden können. Beispielsweise Kunststoffgriffe und Tragebügel aus Kunststoff erfordern eine nahtfreie, haptisch angenehme Oberfläche.
Strukturbauteile
Sofern die Bauteilkonstruktion für die Verwendung des Innendruck-Spritzgießens geeignet ist werden auch Strukturbauteile mit der Wasserinjektionstechnik produziert.
Weiter für die Herstellung per Wasserinjektionsverfahren geeignet sind:
- Bauteile, bei denen Kerne durch einen Hohlraum ersetzt werden sollen
- Bauteile mit integrierten dickwandigen Bereichen
- Stabförmige Kunststoffbauteile
- Spritzteile mit großen Wandstärken, partiellen Versteifungen und Rippenkonstruktionen
- Strukturbauteile mit Langglasfaserverstärkung
Im WIT-Verfahren gefertigte Bauteile
Beispiele für Komponenten und Teilkomponenten, die mittels Wasserinnendruck-Spritzgießen gefertigt werden:
Bereich Automotive
- Autotür, Heckklappe
- Autodach, Dachreling
- Querträger
- Klimakanäle, Klimaanlagenbauteile
- Lampenträger
- Kühlwasserrohr
- Pedale/Pedalerie
- Autositz, Armlehnen
Weitere typische WIT-Bauteile
- Griffe / Handgriffe / Tragegriffe
- Bügel / Tragebügel
Restriktionen des WIT-Verfahrens
Grundvoraussetzung für den Einsatz der Wasserinjektionstechnik ist ein äußerlich dickwandig erscheinendes Bauteil und eine Hohlkörperkonstruktion. Darüber hinaus bestehen folgende mögliche Einschränkungen:
- Wasserablauf mittels Gravitation erforderlich (Lage im Werkzeug)
- Loch am Injektionspunkt; ggf. Nacharbeit durch Verschließen erforderlich, mögliches Risiko von Undichtigkeit
- Ggf. Investition in zusätzliche Anlagentechnik erforderlich
- Bei äußerlich eckigen Bauteilkonstruktionen verbleibt mehr Masse in den Eckbereichen, was zu höherem Materialverbrauch führt. Daher empfiehlt sich die Abrundung der äußerlichen Konturen (sofern konstruktionstechnisch möglich)