Kühlung von Spritzgießwerkzeugen – Termoregulierungssysteme und Optimierung 2025

Einführung - 60-70% der Zykluszeit entfällt auf die Kühlung

Kühlung von Spritzgießwerkzeugen ist das am meisten unterschätzte Element des Spritzgussprozesses für Kunststoffe. Sie macht 60-70% der gesamten Produktionszykluszeit aus, und dennoch widmen ihr viele Unternehmen minimale Aufmerksamkeit bei der Produktionsoptimierung.

Ein typisches Spritzgusswerk in Polen verliert jährlich 200.000-500,000 PLN durch ineffiziente Werkzeugkühlung. Das Problem ist auf den ersten Blick nicht erkennbar – die Werkzeuge funktionieren, die Teile kommen aus der Maschine. Doch die versteckten Kosten umfassen:

• Verlängerter Zykluszeit – 5-15 s Sekunden mehr pro Zyklus (bei 50.000 Zyklen monatlich = 70–210 Stunden verlorene Maschinenzeit)
• Thermische Defekte – Verzug, Einfallstellen, innere Spannungen – verursachen 25-40% aller Ausschussfälle
• Dimensionsinstabilität – Toleranzen ±0,15 mm statt ±0,05 mm, Reklamationen von Automotive-Kunden
• Höherer Energieverbrauch – ineffiziente Systeme verbrauchen 15-30% mehr Energie zum Kühlen

Gute Nachrichten? Unternehmen, die systematische Kühlungsoptimierung auf Spritzgießmaschinen Tederic umgesetzt haben, melden eine Reduktion der Zykluszeit um 25-45% und einen Rückgang thermischer Ausschussfälle um 60-80% innerhalb von 3-6 m Monaten. In diesem Leitfaden stellen wir konkrete Parameter, eine Fallstudie eines polnischen Unternehmens und eine Diagnosematrix für Kühlungsprobleme vor.

Was ist Werkzeugkühlung im Spritzguss?

Die Kühlung von Spritzgießwerkzeugen ist der kontrollierte Prozess der Wärmeabfuhr aus dem Kunststoff in der Kavität. Der Prozess basiert auf dem Durchfluss eines Kühlmediums (Wasser, Öl oder CO₂) durch ein Netz von Kühlkanälen in den Werkzeugplatten, die die Wärme des heißen Kunststoffs (180-350°C) aufnehmen und ableiten.

Wichtige Parameter der Kühlung:

• Werkzeugtemperatur – gesteuert im Bereich ±1-2°C für dimensionsgetreue Wiederholgenauigkeit
• Durchfluss des Kühlmediums – 10-60 l/min pro Kreis, turbulenter Fluss (Re > 10.000) für effizienten Wärmeaustausch
• Temperaturdifferenz ΔT – optimal 2-4°C zwischen Zu- und Rücklauf
• Kühlzeit – 50-70% des gesamten Zyklus, abhängig von Wandstärke und Auswurfstemperatur

Moderne Thermoregulationssysteme mit PID-Controllern (Proportional-Integral-Derivative) gewährleisten thermische Stabilität auch bei schwankenden Produktionsbedingungen – unterschiedliche Wandstärken, Umgebungstemperaturschwankungen, Druckschwankungen des Werks Wassers.

Arten von Kühlsystemen

Die moderne Spritzgussindustrie bietet 4 Hauptarten von Werkzeugkühlsystemen, die sich in Kühlmedium, Temperaturbereich und Betriebskosten unterscheiden.

Wasserkühlung – 70% aller Anlagen

Wasserkühlung ist das am häufigsten genutzte System, das demineralisiertes Wasser oder Glykol als Kühlmedium verwendet. Temperaturbereich: 5-90°C.

Vorteile:

• Höchste Kühlleistung – Wasser hat eine Wärmekapazität von 4,18 kJ kJ/kg·K (4-fach höher als Öl)
• Niedrige Betriebskosten – demineralisiertes Wasser 5-10 PLN/m³, Glykol 20-30 PLN/Liter
• Schnelle thermische Reaktion – niedrige Viskosität sorgt für turbulenten Fluss
• Sicherheit – nicht brennbar und ungiftig

Nachteile:

• Temperaturbegrenzung – maximal 90-95°C (Verdampfungsrisiko)
• Korrosion – erfordert Inhibitoren, Demineralisierung (Härtegrade < 5°dH), pH-Kontrolle (7,0–8,5)
• Ablagerungen und Verkalkung – regelmäßiges Spülen mit Zitronensäure erforderlich

Wann einsetzen: 80% Anwendungen – PP, PE, ABS, PS, PMMA, PC (bis 90°C). Ideal für Verpackungen, Haushaltsgeräteteile, Elektronik.

Ölkühlung – für hohe Temperaturen 90-300°C

Ölkühlung nutzt Thermöl und ermöglicht Betrieb im Bereich 90-300°C. Geeignet für kristalline Kunststoffe mit hohen Werkzeugtemperaturen.

Vorteile:

• Breiter Temperaturbereich – kein Verdampfungsrisiko
• Keine Korrosion – keine Inhibitoren nötig
• Thermische Stabilität – synthetische Öle behalten ihre Eigenschaften

Nachteile:

• Niedrigere Effizienz – Wärmekapazität 1,8-2,5 kJ kJ/kg·K (2-fach niedriger als Wasser)
• Hohe Kosten – Öl 25-50 PLN/Liter, Wechsel alle 2-3 l Jahre
• Brandrisiko – Zündtemperatur 200-320°C
• Höhere Energiekosten – Erwärmung auf 150-200°C erfordert 3-5 kW Dauerleistung

Wann einsetzen: POM (90-120°C), PA6/PA66 (80-110°C), PBT (90-130°C), PPS (130-160°C), PEEK (180-220°C). Technische Automotive-Teile, Lager, Zahnräder.

Conformal Cooling – Reduktion der Zykluszeit um 20-50%

Conformal Cooling ist eine revolutionäre Technologie, bei der die Kühlkanäle dem Konturverlauf der Spritzlinggeometrie exakt folgen und einen konstanten Abstand von 8-15 mm zur formenden Fläche einhalten. Umgesetzt durch 3D-Druck von Metallen (DMLS, SLM).

Dramatische Vorteile:

• 20-50% Verkürzung der Kühlzeit – gleichmäßige Wärmeabfuhr
• Eliminierung von Verzug um 50-80% – keine Schwindungsdifferenzen
• Bessere Oberflächenqualität – keine Kaltzonen
• Weniger innere Spannungen um 40-60%
• ROI 12-24 m Monate bei Produktion > 50,000 s Stück jährlich

Kosten: 3D-Druck metallischer Einsätze 30.000-150,000 PLN (5–10-fach teurer als konventionelles Bohren), aber Effizienzgewinne amortisieren die Investition in 1-2 l Jahr.

Diagnose von Kühlungsproblemen – Lösungsmatrix

Die folgende Diagnosematrix ermöglicht die schnelle Identifikation von Kühlungsproblemen und die Umsetzung geeigneter Lösungen. 85% thermischer Probleme fallen in diese 6 Kategorien.

Problem 1: Verlängerter Zyklus (> 40% des Zyklus)

• Symptome: Teil benötigt lange Kühlzeit, verzerrt sich bei früherem Auswurf
• Ursachen: Zu hohe Werkzeugtemperatur, ineffiziente Kanäle, zu niedriger Durchfluss
• Lösung Tederic: Werkzeugtemperatur um 10-15°C senken, Durchfluss um 20-30% erhöhen, ΔT prüfen (soll 2-4°C betragen)
• Parameter: Controller-Temperatur: -10°C von aktuell, Durchfluss: +5 l/min

Problem 2: Verzug (warpage) > 0,5 mm/100 mm

• Symptome: Teil verbiegt sich nach dem Auswerfen, asymmetrische Maße
• Ursachen: Ungleichmäßige Kühlung, unterschiedliche Temperaturen der Werkzeugseiten, zu kurze Nachdruckzeit
• Lösung Tederic: Balancieren Sie die Temperaturen von Kavität und Kern (Differenz max 5°C), verlängern Sie die Nachdruckzeit um 15-20%
• Parameter: T_Kavität: 55°C, T_Kern: 52°C (für PP), Nachdruck: +2-3 s Sekunden

Problem 3: Einfallstellen (sink marks) Tiefe > 0,1 mm

• Symptome: Vertiefungen auf der Oberfläche über Rippen oder dicken Bereichen
• Ursachen: Zu schnelle Kühlung der Oberfläche, unzureichender Nachdruck, zu dicke Wände
• Lösung Tederic: Erhöhen Sie die Werkzeugtemperatur um 10°C, erhöhen Sie den Nachdruck um 10-15%, verlängern Sie die Nachdruckzeit
• Parameter: T_Werkzeug: +10°C, P_Nachdruck: von 400 bar → 450 bar, t_Nachdruck: +3 s

Problem 4: Bindenähte (weld lines) sichtbar

• Symptome: Sichtbare Linien auf dem Teil, wo Kunststoffströme zusammenlaufen
• Ursachen: Zu niedrige Werkzeugtemperatur, zu langsame Injektionsgeschwindigkeit
• Lösung Tederic: Erhöhen Sie die Werkzeugtemperatur um 15-20°C, erhöhen Sie die Injektionsgeschwindigkeit um 20%
• Parameter: T_Werkzeug: von 50°C → 65-70°C (für ABS), V_Injektion: von 80 mm/s → 100 mm/s

Problem 5: Innere Spannungen (Risse nach Montage)

• Symptome: Teil reißt nach Wochen/Monaten im Betrieb, besonders bei Ölen/Lösungsmitteln
• Ursachen: Zu niedrige Werkzeugtemperatur, zu kurze Kühlzeit, schnelle Auskristallisation
• Lösung Tederic: Erhöhen Sie die Werkzeugtemperatur um 20-30°C, verlängern Sie die Kühlzeit um 25%
• Parameter: T_Werkzeug: von 40°C → 60-70°C (für PC), t_Kühlung: +5-8 s

Problem 6: Dimensionale Instabilität (Abweichungen > ±0,1 mm)

• Symptome: Maße des Teils variieren zwischen Zyklen
• Ursachen: Werkzeugtemperaturschwankungen > ±3°C, instabiler Kühlmittelstrom
• Lösung Tederic: Überprüfen Sie den Temperaturregler (sollte ±1°C halten), wechseln Sie den Filter, prüfen Sie die Pumpen
• Parameter: Stabilität: ±1°C, Durchfluss: konstant (Rückdruck überwachen)

Optimierung der Parameter auf Tederic-Spritzgießmaschinen

Spritzgießmaschinen Tederic sind mit fortschrittlichen Systemen zur Überwachung und Steuerung der Temperatur ausgestattet, die eine präzise Optimierung der Kühlung ermöglichen. Hier Schritt für Schritt, wie Sie die Kühlung auf einer Tederic-Maschine optimieren.

Schritt 1: Audit des aktuellen Kühlsystems

• Messen Sie die Werkzeugtemperatur an 4-6 Punkten (IR-Thermometer oder Thermoelemente)
• Notieren Sie ΔT am Regler (Zulauf vs. Rücklauf)
• Messen Sie den Kühlmitteldurchfluss mit einem Durchflussmesser (l/min)
• Ermitteln Sie die aktuelle Kühlzeit und Gesamtzykluszeit
• Ziel: Abweichungen von Optimalwerten identifizieren

Schritt 2: Optimierung des Durchflusses (häufigstes Problem)

• Grundsatz: ΔT sollte 2-4°C betragen
• Bei ΔT > 5°C → Durchfluss um 20-30% erhöhen
• Bei ΔT < 1°C → Durchfluss reduzieren (Pumpenenergie sparen)
• Auf Tederic: Pumpendruck auf 4-6 bar einstellen, auf HMI-Bildschirm überwachen
• Typische Werte: 15-25 l/min für kleine Werkzeuge, 25-40 l/min für mittlere, 40-80 l/min für große

Schritt 3: Anpassung der Temperatur an den Kunststoff

• Konfigurieren Sie den Temperaturregler gemäß Tabelle aus Abschnitt „Parameter für 8 Kunststoffe“
• Am Tederic-Regler Toleranz ±1°C für kristalline Kunststoffe, ±2°C für amorphe einstellen
• HIGH/LOW TEMP-Alarm auf ±5°C vom Sollwert aktivieren
• Tederic-Funktion: Integrierte Temperaturprofile für gängige Kunststoffe nutzen

Schritt 4: Balancieren der Kavität-/Kern-Temperaturen

• Bei asymmetrischen Teilen: Kavitätstemperatur 2-5°C höher als Kerntemperatur einstellen
• Verzug überwachen – bei Verbiegen zur Kavitätseite Kerntemperatur senken
• Auf Tederic: Zwei unabhängige Kühlsysteme nutzen (Multi-Zone-Option)
• Parameter für jedes Werkzeug im Maschinenspeicher sichern

Schritt 5: Optimierung der Kühlzeit

• Orientierungsformel: t_Kühl = (Wandstärke [mm])² × 2 s Sekunden (für PS, ABS bei 60°C)
• Von theoretischem Wert starten, alle 10 Zyklen um 1-2 s reduzieren
• Stoppen bei Verzug oder Ausfall des Teils aus dem Werkzeug
• Auf Tederic: „Cycle Time Optimization“-Funktion nutzen – automatische Vorschläge
• Typische Reduktion: 15-25% vom Ausgangswert

Schritt 6: Dokumentation und Überwachung

• Optimale Parameter im MES-System oder in Tabellenblatt speichern
• Automatische Alarme bei Abweichungen > ±3°C oder ΔT > 6°C einstellen
• Auf Tederic: OPC-UA-Protokoll für Integration ins Werksystem nutzen
• Wöchentliche Temperaturtrend-Analyse – Systemdegradation erkennen

Kühlparameter für 8 wichtige Kunststoffe

Die folgende Tabelle enthält konkrete Kühlparameter für die am häufigsten verarbeiteten Kunststoffe. Werte optimiert für Tederic-Spritzgießmaschinen mit industriellen Temperaturreglern.

PP (Polypropylen) - 35% Marktanteil im Spritzguss

• Werkzeugtemperatur: 40-80°C (typisch 50-60°C)
• System: Wasserkühlung mit 6-9 kW
• Durchfluss: 20-30 l/min pro Kreis
• Kühlzeit: 18-25 s für Wandstärke 3 mm
• ΔT optimal: 3-4°C
• Hinweise: Hohe Schwindmaß 1,5-2,5% – gleichmäßige Kühlung erforderlich, conformal cooling für große Teile empfohlen
• Tederic-Parameter: Regler 55°C ±2°C, Alarm ±5°C, Profil „PP Standard“

HDPE/LDPE (Polyethylen) - 25% des Marktes

• Formtemperatur: 20-50°C (niedriger als bei den meisten Kunststoffen)
• System: Wassrig mit Chiller bis 25-35°C
• Durchfluss: 40-60 l/min (hoch für schnelle Wärmeableitung)
• Kühlzeit: 10-18 s für 3 mm (kürzeste)
• ΔT optimale: 2-3°C
• Hinweise: Hohe Produktivität dank niedriger Formtemperatur
• Parameter Tederic: Temperaturregler 30°C ±2°C + Chiller, Profil „PE Fast Cycle“

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) - 15% des Marktes

• Formtemperatur: 50-80°C (typisch 60-70°C)
• System: Standard wassrig
• Durchfluss: 25-35 l/min
• Kühlzeit: 20-30 s
• ΔT optimale: 3-4°C
• Hinweise: Gleichmäßige Kühlung entscheidend für Oberflächenqualität, conformal cooling für esthetische Teile
• Parameter Tederic: Temperaturregler 65°C ±2°C, Profil „ABS Aesthetic“

PC (Polycarbonat) - 8% des Marktes

• Formtemperatur: 80-120°C (typisch 90-100°C)
• System: Wassrig bis 95°C oder ölig > 100°C
• Durchfluss: 20-30 l/min
• Kühlzeit: 30-50 s (lang)
• ΔT optimale: 3-4°C
• Hinweise: Präzise Regelung ±1°C verhindert innere Spannungen
• Parameter Tederic: Temperaturregler 95°C ±1°C, Profil „PC Optical“ für transparente Teile

PA6/PA66 (Polyamid) - 7% des Marktes

• Formtemperatur: 80-110°C
• System: Ölig für > 95°C oder wassrig bis 90°C
• Durchfluss: 25-35 l/min
• Kühlzeit: 25-40 s
• ΔT optimale: 3-5°C
• Hinweise: Höhere Temperatur = höhere Kristallinität und Festigkeit, niedrigere = kürzerer Zyklus
• Parameter Tederic: Ölerregler 95°C ±2°C, Profil „PA Technical“

POM (Delrin, Acetal) - 4% des Marktes

• Formtemperatur: 90-120°C (eine der höchsten)
• System: Ölig zwingend erforderlich
• Durchfluss: 20-30 l/min
• Kühlzeit: 35-60 s (lang)
• ΔT optimale: 3-4°C
• Hinweise: Sehr empfindlich gegenüber Ungleichmäßigkeiten – verursacht Risse
• Parameter Tederic: Ölerregler 105°C ±1°C, Profil „POM Precision“

PET (Polyethylenterephthalat) - 4% des Marktes

• Formtemperatur: 10-40°C (Flaschen) oder 120-140°C (Vorformlinge)
• System: Wassrig mit Chiller oder ölig
• Durchfluss: 80-120 l/min (Flaschen) oder 25-35 l/min (Vorformlinge)
• Kühlzeit: 12-20 s (Flaschen) oder 40-70 s (Vorformlinge)
• ΔT optimale: 2-3°C
• Hinweise: Sehr schnelle Zyklen bei Flaschen, Kühlung entscheidend
• Parameter Tederic: Temperaturregler 15°C + Chiller, Profil „PET Bottle Fast“

PEEK (hochleistungsfähig) - 2% des Marktes

• Formtemperatur: 180-220°C (höchste)
• System: Hochtemperatur-Ölkühlung ausschließlich
• Durchfluss: 15-25 l/min
• Kühlzeit: 60-120 s (sehr lang)
• ΔT optimale: 4-6°C
• Hinweise: Extreme Temperaturen, Energiekosten 3-5× höher, Luftfahrt, Medizin
• Parameter Tederic: Synthetischer Ölerregler 200°C ±2°C, Profil „PEEK High-Temp“

Fallstudie: Reduktion der Zykluszeit um 43% – Unternehmen aus Großpolen

Nachfolgend stellen wir einen realen Fall eines polnischen Unternehmens vor, das die Werkzeugkühlung an Tederic-Spritzgießmaschinen optimiert und dramatische Einsparungen erzielt hat.

Unternehmen: Hersteller von Kosmetikverpackungen aus der Region Großpolen
Produkt: PP-Gläschen 50m ml mit Deckel (2 Werkzeuge, je 8 Kavitäten)
Maschinen: 2× Tederic D120
Jahresproduktion: 2,400,000 s Mio. Stück

Ausgangssituation vor Optimierung:

• Zykluszeit: 28 s Sekunden (davon Kühlung 18 s = 64%)
• Formtemperatur: 45°C (Wasserregler ohne Optimierung)
• ΔT: 8°C (zu hoch – ineffiziente Kühlung)
• Durchfluss: 12 l/min (zu niedrig)
• Thermische Ausschussquote: 4,2% (Verzug, Einfallstellen)
• Monatliche Produktion: 154,000 s Stück (6000h / 28s × 8 Kavitäten)

Umgesetzte Maßnahmen:

Phase 1: Audit des Kühlsystems (Woche 1)

• Temperaturmessung des Werkzeugs an 8 Punkten – festgestellte Ungleichmäßigkeit ±8°C zwischen den Kavitäten
• Analyse der Kühlkanäle – Kalkablagerungen in 3 Kanälen festgestellt (Durchflussabfall 40%)
• Überprüfung des Reglers – PT100-Sensor mit Abweichung +3°C (fehlerhafte Anzeigen)

Phase 2: Wartung und Reparatur (Woche 2)

• Spülung der Kanäle mit Zitronensäure 10% über 6 Stunden – Ablagerungen entfernt
• Wechsel des Filtereinsatzes (verstopft auf 70%)
• Kalibrierung des PT100-Sensors (Abweichung < 0,5°C)
• Kosten: 2,500 PLN (Arbeit + Material)

Phase 3: Optimierung der Parameter Tederic (Woche 3)

• Erhöhung des Durchflusses: 12 l/min → 28 l/min (neue Pumpe 0,75 kW → 1,5 kW)
• Senkung der Werkzeugtemperatur: 45°C → 38°C (schnellere Auskristallisation von PP)
• ΔT nach Optimierung: 8°C → 3°C (effizienter Wärmeaustausch)
• Profil „PP Fast Cycle“ im Tederic-Regler einrichten
• Kosten: 3,800 PLN (Pumpe) + 1,200 PLN (Konfiguration)

Phase 4: Optimierung der Zykluszeit (Woche 4)

• Schrittweise Reduktion der Kühlzeit: 18 s → 14 s → 10 s (Qualitätsüberwachung)
• Anpassung des Nachdrucks: +8% Druck zur Vermeidung von Einfallstellen bei kürzerer Kühlzeit
• Neue Zykluszeit: 28 s → 16 s (Reduktion 43%)
• Thermische Mängel: 4,2% → 0,8% (Reduktion 81%)

Ergebnisse nach 6 m Monaten:

• Zykluszeit: 28 s → 16 s (Reduktion 43%)
• Monatliche Produktion: 154.000 → 270,000 s Stk. (+75%)
• Ausschuss: 4,2% → 0,8% (Einsparung 81,600 PLN/Jahr an Material)
• Energie: Anstieg um 12% (neue Pumpe), aber Stückkosten -38%

ROI der Investition:

• Gesamtkosten: 7,500 PLN (Wartung + Pumpe + Konfiguration)
• Zusätzliche Produktion: 116,000 s Stk./Monat × 0,35 PLN Marge = 40,600 PLN/Monat
• Ausschussreduktion: 6,800 PLN/Monat
• Gesamteinsparung: 47,400 PLN/Monat = 568,800 PLN/Jahr
• ROI: 7.500 / 47.400 = 0,16 m Monate = 5 Tage

Wichtige Erkenntnisse:

• Oft erfordert das Problem keinen neuen Maschinenpark – Wartung und Parameteroptimierung reichen aus
• ΔT > 5°C ist ein Alarmsignal – ineffiziente Kühlung
• Durchfluss ist wichtiger als Temperatur – turbulenter Durchfluss gewährleistet effizienten Wärmeaustausch
• Dokumentation und Tederic-Profile beschleunigen die Optimierung bei Folgewerkzeugen

Wie wählt man das Kühlsystem aus? Entscheidungsbaum

Die Auswahl des richtigen Kühlsystems für Spritzgießwerkzeuge hängt von vielen Faktoren ab. Der folgende Entscheidungsbaum hilft Ihnen bei der richtigen Entscheidung.

Frage 1: Welche Werkzeugtemperatur ist erforderlich?

• < 90°C → Wasserkühlung (zu Frage 2)
• 90-150°C → Standard-Ölkühlung
• > 150°C → Hochtemperatur-Ölkühlung (synthetische Öle)

Frage 2: Wie hoch ist die jährliche Produktionsmenge?

• < 10,000 s Stk. → Traditionelle Kühlung (gebohrte Kanäle)
• 10.000-100,000 s Stk. → Conformal Cooling für kritische Teile in Betracht ziehen
• > 100,000 s Stk. → Conformal Cooling wirtschaftlich gerechtfertigt (ROI 12-24 m Monate)

Frage 3: Welche Qualitätsanforderungen gibt es?

• Standard (±0,1-0,2 mm) → Wasserregler 6-9 kW, Präzision ±3°C
• Streng (±0,05 mm) → Regler mit PID-Regelung, Präzision ±1°C
• Ultrapräzise (±0,02 mm) → Conformal Cooling + Multipoint-Überwachung + Regler ±0,5°C

Frage 4: Welches Investitionsbudget steht zur Verfügung?

• Basis (8.000-15,000 PLN) → Wasserregler 6 kW einzonig
• Mittel (15.000-40,000 PLN) → Ölregler 12 kW mit Kommunikation
• Hoch (60.000-150,000 PLN) → Mehrkanal + Conformal-Cooling-Einsätze

Frage 5: Welches Kunststoffmaterial dominiert in der Produktion?

• PP, PE, PS, ABS → Standard-Wasserkühlung, Regler 6-12 kW
• PC, PMMA (transparent) → Wasserkühlung mit Präzision ±1°C
• PA, POM, PBT (technisch) → Ölkühlung empfohlen
• PEEK, PPS, LCP (hochleistungsfähig) → Synthetische Ölkühlung zwingend erforderlich

Empfehlung für ein typisches Werk in Polen:

• 80% Anwendungen: Wasserregler Tederic 9 kW mit PID-Regelung, Bereich 10-90°C, Kosten 12.000-18,000 PLN
• 15% Anwendungen: Ölregler Tederic 12 kW, Bereich 90-200°C, Kosten 25.000-35,000 PLN
• 5% Anwendungen: Conformal Cooling für hochvolumige Präzisionsproduktion

Wartung und Pflege – Zeitplan

Richtige Wartung der Kühlsysteme gewährleistet Prozessstabilität und lange Lebensdauer. Vernachlässigte Wartung führt zu Zykluszeitsteigerungen um 15-30% und vorzeitigem Verschleiß der Komponenten.

Täglich (5 m Min.):

• Visuelle Kontrolle auf Leckagen an den Werkzeuganschlüssen
• Überprüfung des Füllstands im Tank (zwischen MIN und MAX)
• Überprüfung der Anzeigetemperatur – hält sie ±2°C
• Kontrolle des Pumpendrucks – stabil bei 4-6 bar

Wöchentlich (15 m Min.):

• Reinigung des Einlasssiebes des Temperaturreglers
• Überprüfung der Schnellkupplungsverbindungen
• Test des HIGH TEMP- und LOW LEVEL-Alarms
• Kontrolle der flexiblen Schläuche (Risse, Abnutzungen)

Monatlich (1-2 Stunden):

• Austausch oder Reinigung des mechanischen Filtereinsatzes
• Kontrolle des pH-Werts des Wassers (7,0-8,5) – außerhalb des Bereichs Korrosionsrisiko
• Dichtigkeitstest der Werkzeugkanäle (Druck 6 bar, Abfall < 0,2 bar/10 m Min)
• Überprüfung der Genauigkeit der PT100-Sensoren (Abweichung > 2°C → Rekalibrierung)

Vierteljährlich (4-6 Stunden):

• Reinigung des Plattenwärmetauschers mit Zitronensäure 5%
• Kontrolle des Pumpengeräuschpegels (Anstieg um 10 dB → Problem)
• Überprüfung des Zustands der flexiblen Schläuche
• Analyse der Temperaturtrends der letzten 3 m Monate

Jährlich (vollständige Inspektion – 1-2 Tage):

• Kompletter Austausch des Kühlmediums (Wasser jährlich, Öl alle 2-3 l Jahre)
• Spülung der Werkzeugkanäle mit Zitronensäure 10% für 4-8 Stunden
• Rekalibrierung des Reglers durch autorisierten Service
• Inspektion der Umwälzpumpe (Laufrad, Dichtung, Lager)
• Kontrolle der Heizelemente (Isolationswiderstand > 2 MΩ)
• Elektrische Inspektion (Anzug der Klemmen, Thermografie, FI-Schalter)

Verschleißteile mit regelmäßigem Austausch:

• Filtereinsätze: alle 3-6 m Monate, Kosten 50-150 PLN
• O-Ringe der Schnellkuppler: alle 3-6 m Monate, Kosten 3-8 PLN/Stk.
• Pumpendichtung: alle 3-5 l Jahre, Kosten 200-600 PLN
• PT100-Sensoren: alle 3-5 l Jahre, Kosten 150-400 PLN
• Heizelemente: alle 5-8 l Jahre, Kosten 800-2000 PLN
• Flexible Schläuche: alle 3-5 l Jahre, Kosten 80-200 PLN/mb

Jährliche Wartungskosten: 3.000-8,000 PLN pro Regler (inkl. Teile + Arbeit), was 2-5% der Kosten ineffizienter Kühlung (200.000-500,000 PLN jährlich) entspricht.

ROI der Werkzeugkühlungsoptimierung – Kalkulationen

Optimierung der Werkzeugkühlung ist eine der kosteneffizientesten Investitionen in der Spritzgussproduktion. Im Folgenden präsentieren wir detaillierte ROI-Berechnungen für typische Szenarien.

Szenario 1: Wartung und Paramteroptimierung (minimaler Aufwand)

• Investition: 5.000-10,000 PLN (Spülung der Kanäle, Filteraustausch, Kalibrierung, neue Pumpe)
• Effekte: Reduktion der Zykluszeit um 15-25%, Rückgang thermischer Ausschuss um 40-60%
• Jährliche Einsparungen (bei 100,000 s St./Jahr): 80.000-150,000 PLN
• ROI: 1-2 m Monate

Szenario 2: Neuer Temperaturregler

• Investition: 12.000-35,000 PLN (wasser- oder ölbasierter Regler Tederic)
• Effekte: Präzision ±1°C statt ±5°C, Prozessstabilität, Eliminierung von Qualitätsschwankungen
• Jährliche Einsparungen: 50.000-120,000 PLN (Ausschussreduktion + bessere Reproduzierbarkeit)
• ROI: 3-6 m Monate

Szenario 3: Conformal cooling (strategische Investition)

• Investition: 50.000-150,000 PLN (3D-gedruckter Einsatz)
• Effekte: Reduktion der Zykluszeit um 30-50%, Eliminierung von Verzug um 50-80%
• Jährliche Einsparungen (bei 200,000 s St./Jahr): 120.000-250,000 PLN
• ROI: 12-24 m Monate

Vergleich mit anderen Investitionen:

• Neue Spritzgießmaschine Tederic: 400.000-800,000 PLN, ROI 3-5 l Jahre
• Werkzeugkühlungsoptimierung: 10.000-50,000 PLN, ROI 1-6 m Monate
• Kosteneffizienz: Kühlung liefert 10-20x schnelleren ROI bei 10-fach niedrigeren Investitionen

ROI-Berechnungsformel:

• Zusätzliche Produktion = (Aktuelle Produktion × Zykluszeitreduktion [%]) × Stückmarge
• Ausschussreduktion = Aktueller Ausschuss [%] × Reduktion [%] × Jährlicher Produktionswert
• ROI [Monate] = Investition / (Zusätzliche Produktion + Ausschussreduktion) / 12

Zusammenfassung und nächste Schritte

Werkzeugkühlung im Spritzguss ist ein grundlegender Prozesselement, der für 60-70% der Zykluszeit verantwortlich ist und die Qualität der Spritzteile bestimmt. Effiziente Kühlsysteme sind eine strategische Investition in Leistungsfähigkeit, Qualität und Wettbewerbsfähigkeit der Produktion.

Wichtige Erkenntnisse aus dem Leitfaden:

• 60-70% der Zykluszeit entfällt auf Kühlung – größtes Optimierungspotenzial
• Systemtypen: wasserbasiert (5-90°C, 70% Installation), ölbasierend (90-300°C), conformal cooling (20-50% Zykluszeitreduktion)
• ΔT = 2-4°C ist die Goldene Regel – höhere Werte deuten auf Ineffizienz hin
• Diagnose: 85% thermischer Probleme fallen in 6 Kategorien mit konkreten Lösungen
• Case Study: Zykluszeitreduktion um 43%, ROI in 5 Tagen, zusätzlich 568,800 PLN/Jahr
• Wartung: 3.000-8,000 PLN/Jahr verhindert Verluste von 200.000-500,000 PLN/Jahr
• ROI der Optimierung: 1-6 m Monate (10-20x schneller als neue Spritzgießmaschine)

Nächste Schritte:

1. Audit des aktuellen Systems – messen Sie die Temperatur an 4-6 Punkten, notieren Sie ΔT, prüfen Sie den Durchfluss
2. Problemerkennung – nutzen Sie die Diagnosematrix aus diesem Leitfaden
3. Wartung – Spülung der Kanäle, Filteraustausch, Sensorenkalibrierung
4. Parameteroptimierung – passen Sie Temperatur und Durchfluss an den Kunststoff an
5. Dokumentation – speichern Sie optimale Parameter für jedes Werkzeug im Tederic-System
6. Überwachung – verfolgen Sie Temperaturtrends, erkennen Sie Systemdegradation

Wenn Sie die Optimierung des Spritzgussprozesses oder die Modernisierung Ihres Maschinenparks planen, kontaktieren Sie die Experten von TEDESolutions. Als autorisierter Partner Tederic bieten wir:

• Kostenlosen Audit des Kühlsystems (für Tederic-Kunden)
• Auswahl von Temperaturreglern abgestimmt auf die Produktionsspezifika
• Schulung der Operatoren zur Optimierung der Kühlparameter
• Technischen Support bei der Einführung von conformal cooling

Lesen Sie auch unsere Artikel zu Spritzgussdefekten und deren Beseitigung, Spritzgießwerkzeugen und Präzisionsspritzguss sowie TCO und Energieeffizienz von Spritzgießmaschinen.