Elastomer-Spritzgießen

Das Spritzgießen von Elastomeren erfolgt auf Schneckenspritzgießmaschinen. Elastomere können in Form von rieselfähigen Pulvern oder bandförmig von einer speziellen Förderschnecke, die wenig Scherung in die plastifizierte Masse einbringt, eingezogen werden. Der Zylinder wird meist mit einer Flüssigkeit auf ca 80 °C temperiert(Wassertemperierung), um Überhitzung zu vermeiden, da ein zu heißer Spritzzylinder schon ein vorzeitiges ausvulkanisieren des Elastomers zufolge hätte. Weiters stellt auch das Gratfreie Spritzgießen von Elastomeren eine besondere Herausforderung dar, da Elastomere im Fließbereich (genau so wie Duroplaste) sehr dünnflüssig sind, so ist auch der Aufwand bei der Werkzeuggestaltung etwas höher als bei Thermoplastwerkzeugen. Von den genannten Besonderheiten abgesehen, verläuft der Spritzgießvorgang prinzipiell ähnlich wie beim Thermoplast-Spritzgießen ab. Die Schnecke knetet und mischt die Formmasse, die dadurch homogen aufbereitet wird. Dadurch lässt sich z. B. gegenüber dem Pressen, bei dem durch die Wärmezufuhr von außen eine inhomogene Temperaturverteilung entsteht, eine Qualitätsverbesserung der hergestellten Formteile erzielen. Der Vorgang verläuft auch relativ schnell. Beim Strömen in der Düse und in den Angusskanälen entsteht Reibungswärme. Dies verkürzt die Vulkanisierzeit. Dadurch wird der Spritzgießprozess besonders wirtschaftlich. Einige mechanische Eigenschaften können bis zu 30 % höher liegen als bei gepressten Elastomeren. Die hohe Materialviskosität macht relativ große Angussquerschnitte erforderlich. Sehr wirtschaftlich arbeiten so genannte Kaltläuferwerkzeuge. Dabei wird der Angusskanal im Werkzeug gekühlt. Man kann immer wieder durch die nicht vulkanisierende Masse im Kanal hindurchspritzen. Man verwendet beim Elastomerspritzgießen oft Spritzgießmaschinen mit mehreren Schließeinheiten für mehrere Werkzeuge und unterschiedlicher Teile, da die Vulkanisierzeit erheblich größer ist als die Aufbereitungszeit in der Spritzeinheit. Das macht das Elastomerspritzgießen besonders wirtschaftlich.

Der grundlegende Unterschied zwischen der Verarbeitung von Elastomeren (z. B. Naturkautschuk) und Thermoplasten (z. B. Polypropylen) auf Spritzgießmaschinen zeigt die Temperaturverteilung in der Maschine. Bei Thermoplasten ist die Schnecke relativ heiß um Material zu schmelzen. Das Werkzeug hingegen ist relativ kalt um das gerade entstandene Formteil abzukühlen. Die Formstabilität ist durch das Unterschreiten der Erweichungstemperatur gegeben. Bei Elastomeren ist die Schnecke relativ kalt. Das Werkzeug jedoch heißer um die Vulkanisation (Vernetzung/Formgebung) zu ermöglichen. Eine Ausnahme bilden die thermoplastischen Elastomere.