Formen mit mehreren Hohlräumen, auch bekannt als Formen mit mehreren Löchern, sind Formen mit mehreren Formhohlräumen auf einer einzigen Formbasis, mit denen mehrere Produkte gleichzeitig gepresst oder spritzgegossen werden können. Der Kern ihres Designs liegt in der Maximierung der Produktionseffizienz und der Reduzierung der Stückkosten bei gleichzeitiger Sicherstellung der Produktqualität durch eine rationelle Hohlraumanordnung, Angusskanal- und Angusssystemkonstruktion.
Die Anzahl der Kavitäten wird typischerweise durch die Produktionslosgröße und das Modell der verwendeten Spritzgießmaschine oder des verwendeten Extruders bestimmt. Eine gebräuchliche Bezeichnung ist „einer-von-vier“, um eine Form mit vier-Kavitäten anzuzeigen. Hohlraumlayouts werden hauptsächlich in ausgeglichene und unausgeglichene Layouts unterteilt. Ausgewogene Anordnungen sorgen für eine gleichmäßige Materialzufuhr in jede Kavität und sorgen so für gleichmäßige Kunststoffteile, allerdings sind die Angusskanäle länger. Unausgeglichene Layouts verfügen über eine kompakte Anordnung der Hohlräume, was Platz in der Form spart, aber möglicherweise zu unterschiedlichen Füllungen zwischen den Hohlräumen führen kann, was möglicherweise zu einer ungleichmäßigen Teilegröße oder -qualität führt. Beim Aluminium-Strangpressformendesign mit mehreren Kavitäten muss bei der Platzierung der Kavitäten die Festigkeit des Stahls berücksichtigt werden, wobei übermäßig große oder kleine Kavitätsabstände vermieden werden müssen. Im Allgemeinen wird ein symmetrisches Layout bevorzugt, wobei eine horizontale Platzierung empfohlen wird. Wenn eine vertikale Anordnung erforderlich ist, empfiehlt sich eine versetzte Platzierung.
Das Angusssystem ist entscheidend für das Erreichen einer ausgewogenen Füllung in Formen mit mehreren Kavitäten. Beim Spritzgießen mit mehreren Kavitäten wird häufig eine H-förmige Kanalstruktur verwendet, um einen ausgewogenen Fluss und eine gleichmäßige Füllung des geschmolzenen Harzes zu erreichen. Es ist jedoch wichtig, die potenziellen Probleme der Erzeugung von Strömungsscherwärme und einer ungleichmäßigen Schmelztemperaturverteilung im Zusammenhang mit dem „H“--förmigen Angusskanal zu beachten. Bei Prozessen wie der Gummi-Injektionsvulkanisation wird die Kaltkanalkonstruktion aufgrund ihrer materialsparenden und qualitätsverbessernden Eigenschaften häufig eingesetzt. Sein Design erfordert die Überprüfung der Machbarkeit der Füllung mehrerer Hohlräume mithilfe von Flüssigkeitsmodellen (z. B. pseudoplastischen Flüssigkeitsmodellen). Bei Aluminium-Extrusionsformen mit mehreren Kavitäten ist das Verteilerdesign in zwei Formen unterteilt: individuelle Verteilerzuführung und integrierte Verteilerzuführung. Verteiler und Schweißkammern werden in der Regel mithilfe von CNC-Zentren bearbeitet, um Präzision zu gewährleisten.
Der Anschnitt sollte dort angebracht werden, wo er sich am einfachsten vom Teil entfernen lässt und das Erscheinungsbild möglichst nicht beeinträchtigt. Seine Position sollte sicherstellen, dass der Abstand zu allen Teilen des Hohlraums so gleichmäßig wie möglich ist (gleiche Fließlänge gewährleistet), um eine ausgewogene Füllung zu ermöglichen. Bei der Konstruktion sollte auch berücksichtigt werden, dass das Entweichen von Gas aus der Kavität erleichtert wird und verhindert wird, dass der geschmolzene Kunststoff direkt auf schwache Kerne, Einsätze oder Schieber trifft, um eine Verformung des Teils zu verhindern.
Anzahl und Lage der Trennfugen müssen anhand der spezifischen Struktur des Kunststoffteils bestimmt werden. Für Kunststoffteile mit komplexen Strukturen, hohen Anforderungen an die Qualität des Erscheinungsbilds oder hoher Montagegenauigkeit kann ein Oberflächendesign mit mehreren -Hohlräumen und mehreren -Partitionen eingesetzt werden. Beispielsweise erfordern einige komplexe Teile möglicherweise drei oder mehr Trennflächen.
Der Formstoff muss gute Eigenschaften besitzen. Aluminium-Strangpressformen mit mehreren Löchern erfordern Stahl mit guter Zähigkeit, und die Wärmebehandlungshärte wird typischerweise zwischen 48-50 HRC gehalten. Die Bearbeitungsanforderungen für kritische Teile wie Hohlräume sind extrem hoch, und normalerweise wird langsames Drahtschneiden verwendet, um die Rechtwinkligkeit, Parallelität und Oberflächengüte der Arbeitszone sicherzustellen [14-15]. Bei ultrapräzisen Multi-{9}Loch-Array-Formen (z. B. BGA-Verpackungsformen) kann die Mikro-{13}}Lochbearbeitung mithilfe der Technologie ultrafeiner Elektrodendrähte (z. B. Draht mit 0,02 mm Durchmesser) in Kombination mit einem hochpräzisen Positionierungssystem erreicht werden.
Die Temperaturkontrolle ist entscheidend für die Gewährleistung einer stabilen Produktion von Mehrlochformen. Am Beispiel von Aluminium-Extrusions-Mehrlochformen wird die Formtemperatur typischerweise zwischen 430 und 480 Grad kontrolliert, die Temperatur des Barrenzylinders wird zwischen 410 und 440 Grad kontrolliert und die Auslasstemperatur muss streng zwischen 520 und 580 Grad kontrolliert werden. Aluminiumstäbe werden typischerweise mit einer stufenweisen Abkühlungsmethode von hoch nach niedrig erhitzt. Die Aufheizzeit der Matrize sollte im Allgemeinen innerhalb von 6 Stunden liegen, um eine gleichmäßige Wärmedurchdringung zu gewährleisten. Während der Extrusion sollte die Zeit vom Entfernen der Matrize aus dem Ofen bis zum Beginn der Extrusion 3 Minuten nicht überschreiten und die Extrusionsgeschwindigkeit wird normalerweise auf 30–40 m/min geregelt. Während der Produktion muss das Abschrecken (Luftkühlung oder Wasserkühlung) streng nach den Prozessanforderungen durchgeführt werden und unerklärliche Stillstände sollten vermieden werden.
