TCU-Größentabelle für Spritzguss

Warum die richtige TCU-Größe wichtig ist

Eine zu kleine Temperaturregelungseinheit kann keine stabilen Formtemperaturen aufrechterhalten, was zu längeren Zykluszeiten, uneinheitlicher Teilequalität und erhöhten Ausschussraten führt. Eine überdimensionierte Einheit verschwendet Kapital und Energie. Die richtige Dimensionierung ist entscheidend für die Produktionseffizienz und die Kapitalrendite.

Dieser Leitfaden führt Sie durch die wichtigsten Parameter, die Sie vor der Auswahl einer TCU für Spritzgussanwendungen festlegen müssen.

Schritt 1: Bestimmen Sie Ihren erforderlichen Temperaturbereich

Die erforderliche Formtemperatur hängt vom zu verarbeitenden Polymer ab. Übliche Bereiche sind: ABS und Polycarbonat erfordern in der Regel 60–90 °C, sodass eine Standard-Wasser-TCU (z. B. Boe-Therm TEMP 95) ideal ist. Technische Polymere wie PEEK oder PEI erfordern möglicherweise 140–180 °C, sodass ein Druckwassersystem (TEMP 140 oder TEMP 160) oder eine ölbasierte TCU erforderlich ist. Standard-Polyolefine (PP, PE) werden häufig bei 20–60 °C verarbeitet, sodass eine einfachere Wassereinheit mit Kühlturmausgang ausreicht.

Entwerfen Sie immer für die höchste Temperatur, die Sie möglicherweise benötigen, nicht nur für Ihre aktuelle Produktion. Dies bietet Flexibilität für zukünftige Materialänderungen, ohne dass neue Geräte erforderlich sind.

Schritt 2: Erforderliche Heizleistung berechnen

Die benötigte Heizleistung (in kW) hängt von der thermischen Masse der Form, der Zieltemperatur, den Umgebungsbedingungen und davon ab, wie schnell Sie die Betriebstemperatur erreichen müssen. Ein vereinfachter Ansatz verwendet die Formel: Q = m × c × ΔT / t, wobei Q die Heizleistung in kW, m die Masse der Form und der Wärmeträgerflüssigkeit in kg, c die spezifische Wärmekapazität (für Stahl ca. 0,5 kJ/kg·K), ΔT die Temperaturdifferenz zwischen Umgebung und Sollwert und t die gewünschte Aufheizzeit in Sekunden ist.

Für die meisten Spritzgussanwendungen mit Formen zwischen 200 und 2000 kg sind Heizleistungen von 9 bis 36 kW typisch. Größere Formen oder schnellere Aufheizvorgänge können bis zu 48 kW oder mehr erfordern.

Schritt 3: Ermitteln Sie die erforderlichen Durchflussraten

Eine ausreichende Durchflussrate durch die Kühlkanäle der Form ist für eine gleichmäßige Temperaturverteilung unerlässlich. Für eine effektive Wärmeübertragung ist eine turbulente Strömung (Reynolds-Zahl über 4000) erforderlich. Bei typischen Formkühlkanälen mit einem Durchmesser von 8 bis 12 mm sind dafür Durchflussraten von etwa 5 bis 15 Litern pro Minute und Kreislauf erforderlich.

Die Gesamtdurchflussmenge hängt von der Anzahl der Kühlkreisläufe in Ihrer Form ab. Eine Form mit 4 bis 6 parallel laufenden Kreisläufen erfordert eine TCU-Pumpenkapazität von 30 bis 80 Litern pro Minute. Boe-Therm TCUs bieten Pumpenoptionen von 40 bis über 100 Litern pro Minute, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden.

Schritt 4: Ermitteln Sie den Kühlleistungsbedarf

Beim Spritzgießen muss die TCU die vom geschmolzenen Polymer eingebrachte Wärme abführen. Der Kühlbedarf hängt vom Schussgewicht, der Materialart, der Zykluszeit und der Schmelztemperatur ab. Die Kühlleistung muss mindestens der vom Prozess eingebrachten Wärme entsprechen, um stabile Temperaturen aufrechtzuerhalten.

Wählen Sie zwischen direkter Kühlung (schnellere Reaktion, einfacheres Design, geeignet bei guter Wasserqualität im Werk) und indirekter Kühlung (schützt die TCU vor Verunreinigungen, besser für langfristige Zuverlässigkeit bei schlechter Wasserqualität). Für kritische Anwendungen wird eine indirekte Kühlung mit einem Plattenwärmetauscher empfohlen.

Schritt 5: Kontrolle und Kommunikation berücksichtigen

Moderne Spritzgussverfahren erfordern TCUs, die sich in das gesamte Produktionssystem integrieren lassen. Zu den wichtigsten Funktionen gehören eine PID-Temperaturregelung mit einer Genauigkeit von ±0,1 °C, Kommunikationsschnittstellen (OPC-UA, Modbus, Profinet) für die Integration in Ihre Spritzgussmaschine, programmierbare Sollwertprofile für die mehrstufige Temperaturregelung und ein Alarmmanagement mit automatischer Abschaltung für mehr Sicherheit.

Boe-Therm TCUs verfügen über Touchscreen-Bedienelemente mit umfassenden Kommunikationsfunktionen, wodurch die Integration unabhängig vom Hersteller Ihrer Maschine unkompliziert ist.

Schnellübersicht zur Größenbestimmung für gängige Szenarien

Kleine Formen (unter 500 kg), Standardpolymere: TEMP 90 oder TEMP 95 mit 9–12 kW Heizleistung, Standardpumpe.

Mittlere Formen (500–1500 kg), technische Kunststoffe: TEMP 120 oder TEMP 140 mit 18–24 kW Heizleistung, Option für Hochleistungspumpe.

Große Formen (über 1500 kg) oder Hochtemperaturpolymere: TEMP 160 oder ölbasiertes TEMP 300 mit 36+ kW Heizleistung, maximale Pumpenleistung.

Dies sind Ausgangspunkte. Jede Anwendung hat einzigartige Anforderungen, und der beste Ansatz ist es, Ihre spezifischen Prozessparameter mit einem TCU-Spezialisten zu besprechen. Wenden Sie sich an das Ingenieurteam von Boe-Therm, um eine detaillierte Größenempfehlung auf der Grundlage Ihrer genauen Anwendung zu erhalten.