Die neuen innenbeheizten inmex-Düsen für Spritzguss-Plastifiziereinheiten führen zu einer gleichmäßigeren Temperierung und einem effektiveren Wärmeeintrag im Düsenbereich, dies wurde in einem Artikel des Fachmagazins „Plastverarbeiter“ (3/2021) bereits für einen Ø25 mm Düsenadapter des Herstellers Arburg gezeigt. Anstelle eines klassischen Heizbands, das den Düsenkörper von außen umschließt, kommt ein längliches Heizelement zum Einsatz, welches in eine spiralförmige Nut in der Düsenoberfläche eingewickelt wird. Auf diese Weise wird die Beheizung in die Düse integriert und der Wärmeübergang auf einfache Art stark verbessert.
Inzwischen liegen weitere Versuchsergebnisse für einen größeren Düsenadapter vor (Fabrikat: Arburg, SP400, Ø35 mm), welche die bisherigen Aussagen untermauern. Der Faktor der Temperaturerfassung, der meist bei der Auslegung der innenbeheizten Düsen von den inmex-Ingenieuren optimiert wird, spielt hier keine Rolle, da das Thermoelement bei der vorliegenden herstellerseitig vorgegebenen Bauform rückseitig schräg in die Düse eingeführt wird (siehe Querschnitt). Dieser Fühler (P1) ist maßgeblich für die Regelung der Düsentemperatur. Seine Position ist als vorteilhaft zu bewerten, da vergleichsweise weit in Richtung der Düsenspitze und im Inneren der Düse gemessen wird. Zusätzlich ist der Fühler vor Überspritzungen geschützt und es geht keine wertvolle beheizbare Oberfläche verloren. Die Unterschiede zwischen Standard- und Innenbeheizung sind demnach ausschließlich auf die Art der Beheizung zurückzuführen.
Die Düsenadapter wurden hinsichtlich ihres Aufheizverhaltens und der Reaktion auf werkzeugseitige Störgrößen untersucht. Der Aufheizvorgang von Raumtemperatur auf 270 °C fand auf einem Holzprüfstand ohne nennenswerte äußere Einflüsse statt. Mitgeschrieben wurden dabei die Düsentemperatur (P1), die Einschaltdauer und eine Referenztemperatur am vorderen (P2) und am hinteren Ende der Düse (P3).
Durch die direktere Beheizung steigt die Temperatur der inmex-Düse (P1) wesentlich schneller an als die der Standard-Variante mit Original-Heizband. Der Toleranzbereich (hier: ±5K) wird bereits nach 7:25 min erreicht, während der Standard 12:13 min benötigt, um auf 265 °C anzusteigen. Der Aufheizvorgang findet damit bei inmex rund 40 % schneller statt. Zudem erfolgt das Einregeln auf den Sollwert sichtbar feiner. Ähnliches gilt für die Temperatur an der Düsenspitze (P2), hier liegen beide untersuchte Varianten nach ca. 20 min in einem sehr ähnlichen Temperaturbereich. Anders verhält es sich am Messpunkt P3, an dem die inmex-Düse am Ende des Betrachtungszeitraums nach 45 min ganze 30 K heißer ist, als das Pendant des Original-Herstellers. Dies verdeutlicht die bessere axiale Temperaturverteilung mit Innenbeheizung.
Einen Zeitvorteil beim Aufheizen des Plastifizieraggregats bemerkt der Anwender in vielen Fällen dennoch nicht, da der Zylinder i.d.R. länger braucht, um auf Temperatur zu kommen, als die Düse. Sehr wohl lässt die Aufheizzeit aber auf die Regelstrecke und die Reaktion auf Störgrößen schließen, wie auch das folgende Messergebnis zeigt. Um die Reaktion der Düsenbeheizung auf eine werkzeugseitige Kühlung zu untersuchen, wurden die Düsenadapter auf eine frontal anliegende Kühlplatte geschraubt, die bei vollständig eingeregelter Temperatur für die Dauer von einer Minute von Wasser durchströmt wurde. Dabei wurden erneut die Düsentemperatur (P1), die Einschaltdauer der Heizung sowie Referenztemperaturen an der Anlagefläche der Düsenspitze (P2) und am Kühlblock (P3) erfasst.
Infolge der Kühlung sinkt die Düsentemperatur am Fühler P1 bei der inmex-Düse um 3 K ab, bei der Standardvariante um 8 K. Auf den ersten Blick macht dies keinen großen Unterschied, wenn man aber die Temperaturen an P2 (Düsenspitze) und P3 (Kühlblock) betrachtet, lässt sich erkennen, dass die innenbeheizte Düse wesentlich effektiver auf den Störeinfluss reagiert und schneller wieder ihre Ausgangstemperatur erreicht. Die Versuchsergebnisse bescheinigen der Innenbeheizung eine schnellere Aufheizzeit, eine gleichmäßigere Temperaturverteilung und eine effizientere Reaktion auf Störgrößen. Besonders zu empfehlen sind die innenbeheizten Düsen in Verbindung mit inmex-Zylindermodulen oder auch auf standardmäßigen Aggregaten, insbesondere bei „Problemfällen“ und tief ins Werkzeug eintauchenden Düsenspitzen.