Kühlzeit-Rechner
Berechnen Sie die Kühlzeit beim Spritzguss.
Einführung
Der Kühlzeit-Rechner prognostiziert die Kühlzeit beim Spritzgießen auf Basis anerkannter Wärmeübertragungsformeln – ein entscheidendes Werkzeug für deutsche Kunststoffverarbeiter, da die Kühlzeit 60–80 % der gesamten Zykluszeit ausmacht. Bereits 1 mm mehr Wanddicke kann die Kühlzeit vervierfachen. Präzise Vorhersagen sind damit die Grundlage für belastbare Serienkalkulationen und Maschinenauslastungsplanung. Das Tool enthält Wärmediffusivitätsdaten und Entformungstemperaturen für ABS, PP, PC, PA66 und PMMA.
Funktionsweise
Grundformel: t = (s² / (π² × α)) × ln[(4/π) × (Tm − Tw) / (Te − Tw)] (s: Wanddicke mm, α: Wärmediffusivität mm²/s, Tm: Schmelzetemperatur, Tw: Werkzeugtemperatur, Te: Entformungstemperatur). Der Anwender gibt Wanddicke, Kunststoffsorte, Werkzeugtemperatur (typisch 40–80 °C), Einspritztemperatur und Entformungstemperatur ein; der Rechner liefert sofort die theoretische Kühlzeit sowie einen Vergleich bei unterschiedlichen Wanddicken.
Anwendungsszenarien
- 2-mm-ABS-Kfz-Bauteil: Kühlzeit 18 s berechnen und als Kerngröße für die Gesamtzykluszeit-Kalkulation verwenden.
- Dünnwand-PP-Becher 1 mm, 6-fach-Kavität: 1-Sekunde-Kühlzeitverkürzung – Einfluss auf Tagesproduktion quantifizieren.
- PC-Optikteil 5 mm, Verzug nach Entformung: theoretische Kühlzeit prüfen, ob Unterschreitung die Ursache ist.
- Kunststoffe für eine Kostensenkung vergleichen: die höhere Diffusivität von PA6 (0,113 mm²/s) kühlt bei gleicher Geometrie deutlich schneller als POM (0,095 mm²/s).
- Eine realistische Basis vor einer Kühlkreislauf-Optimierung setzen, um zu beziffern, wie weit der aktuelle Prozess vom wärmeleitungsbegrenzten Minimum entfernt ist.
Häufig gestellte Fragen
Warum dominiert die Wanddicke das Ergebnis?
Die Wärmeleitung durch das Bauteil skaliert mit s², daher wächst die Kühlzeit mit dem Quadrat der Wanddicke. Eine Halbierung der Dicke viertelt die theoretische Kühlzeit – der stärkste Hebel im Bauteildesign.
Welche Entformungstemperatur soll ich verwenden?
Verwenden Sie die auf der Wärmeformbeständigkeit basierende Entformungstemperatur aus dem Datenblatt – die Temperatur, bei der das Bauteil steif genug ist, um die Auswerferkräfte ohne Markierung oder Verzug aufzunehmen.
Ist der Kühlzeit-Rechner für alle Kunststoffe geeignet?
Das Tool ist universell konzipiert; die Ergebnisse sollten stets mit den Datenblättern des Kunststoffherstellers abgeglichen werden.
Kann ich diese Werte für Konstruktionsdokumente verwenden?
Die Werte sind sehr genau; bei sicherheitskritischen Anwendungen empfiehlt sich die Überprüfung durch einen qualifizierten Ingenieur.