Heißkanaldüsen Typ SLT/-DLT Kundeninformation

Heißkanaldüsen Kundeninformation Typ SLT/-DLT 

Nadelverschlusstechnik im Einsatz bei B. Braun 

Thema: Infusionslösungen 

B. Braun, setzt bei Umsetzung eines anspruchsvollen 

Projektes auf die innovative Nadelverschlusstechnik der 

GÜNTHER Heisskanaltechnik GmbH. 

Als einer der größten Infusionslösungshersteller in Europa, 

hat die B. Braun Melsungen AG, eine neue High- 

Tech-Fertigung für Infusionslösungen in Melsungen in 

Betrieb genommen. 

Unter dem Namen L.I.F.E. (Leading Infusion Factory 

Europe) hat Braun drei neue Produktionslinien für die 

Herstellung und Abfüllung von Infusionslösungen geplant 

und bis April mit der Inbetriebnahme der dritten 

Linie umgesetzt. 

Der gesamte Prozess läuft online: von der Herstellung 

der Flaschen aus Polyethylen über die Befüllung und 

des Verschließens der Flaschen bis hin zur automatischen 

Etikettierung, Verpackung und Lagerung. 

Auf die befüllte und verschlossene Flasche wird eine 

Kunststoffkappe aufgesetzt, die in einem anschließenden 

Spritzgießprozess mit PE umspritzt wird. Damit wird 

ein flüssigkeitsdichter Verbund zwischen Kappe und 

Flasche erzielt. 

Abb. Ecoflac Infusionslösungen aus der neuen 

High-Tech-Fertigung für Infusionslösungen 

Für das Umspritzen der Kappe/Flasche ist es notwendig, 

die Kavitäten sehr gleichmäßig mit Schmelze zu 

füllen. Ansonten könnte es zu einem Überladen einzelner 

Kavitäten kommen, was dann wiederum zum Ausschuss 

der schon befüllten Flasche führt. 

In Verbindung mit dem gleichmäßigen Füllen der 

Kavitäten bei geringem Spritzdruck werden außerdem 

sehr hohe Anforderungen an die Anspritzpunktqualität 

gestellt sowie auf eine hohe Prozesssicherheit 

und kurze Zykluszeiten Wert gelegt. Um diese anspruchsvollen 

Vorgaben umsetzen zu können, hat 

B. Braun ein Team gebildet, in dem Spezialisten der 

GÜNTHER Heisskanaltechnik GmbH, Frankenberg und 

dem Hersteller von Spritzgussmaschinen, der Firma 

Arburg aus Loßburg, vertreten waren. Als Produkt dieser 

Zusammenarbeit entstand eine speziellauf das 

Werkzeug abgestimmte Spritzgussmaschine und ein 

leistungsfähiges Heißkanalsystem. 

Die hohen optischen Anforderungen in Verbindung 

mit einem größeren Anspritzpunktquerschnitt und der 

geforderten Zykluszeitverkürzung erfordern hier den 

Einsatz eines Heißkanals mit Nadelverschlusstechnik. 

Die Vorgabe für das Heißkanalsystem war das Füllen 

der 24 Kavitäten mit je ca. 1g Polyethylen (PE) bei 

minimalem Druckverlust. In jeder der fünf Spezial- 

Spritzgießmaschinen befinden sich, aufgeteilt in zwei 

Reihen, jeweils vier 6-fach Werkzeuge, die separat 

ausgetauscht werden können. Die Teilung in vier Werkzeuge 

resultiert aus der Anforderung, bei Störung die 

entsprechende Einheit schnellstmöglich wechseln zu 

können. 

Zum Einsatz kommt bei dieser Anwendung der Düsentyp 

5NLT, der mit dem Verteiler verschraubt wird. 

Diese 230V-Nadelverschlussdüse eignet sich hervorragend 

für beengte Einbauverhältnisse. Die steckbaren 

Thermo- und Stromanschlüsse der Düse erlauben 

einen Austausch ohne komplette Demontage der Verdrahtung. 

Für die Nadelbewegung ist jedes dieser 6-fach Werkzeuge 

mit einer separat gesteuerten Antriebseinheit 

ausgestattet. Die Antriebseinheit “Schiebeverschluss”, 

die aus einer Hubplatte, speziell beschichteten Führungsleiste 

und einem pneumatischen Antriebszylinder 

besteht, gewährleistet ein exakt gleichmäßiges Öffnen 

und Schließen der Anschnittpunkte. Jeder Antriebszylinder 

erlaubt eine Demontage ohne Zerlegung des 

Werkzeugs. Eine Justierung der Nadelpositionen ist im 

montierten Zustand ebenfalls möglich. 

Fragen richten Sie bitte direkt an die Anwendungstechnik Telefon + 49 (0) 6451 5008-31 oder -63 

Die Angaben entsprechen dem heutigen Stand unserer Erkenntnisse und sollen über technische Hintergründe informieren. 

www.guenther-hotrunner.com 

4/09 Technische Änderungen vorbehalten 

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Heißkanaldüsen Typ SLT/-DLT Kundeninformation 



Die Verteilung der Schmelze erfolgt über eine Hauptverteilung 

ähnlich einer Etagenform, bestehend aus 

Verteiler, einem Anschlussstück und beheizten Übergabeelementen. 

Diese speziellen Übergabeelemente 

ermöglichen den problemlosen Austausch der einzelnen 

6-fach Werkzeuge. 

Die GÜNTHER Nadelverschlusstechnik zeichnet sich 

durch eine hohe Lebensdauer aus. Es werden kurze 

Zykluszeiten sowie eine hervorragende, überstandsfreie 

Angussqualität erzielt. Ein weiterer Vorteil ist, dass alle 

Verschleißteile ohne Schwierigkeiten auszutauschen 

sind. Somit können Probleme wie Zusetzen der Düsen, 

schlechte Teilefüllung, Fadenziehen und schlechte Angussqualität 

vermieden und kürzere Prozesszeiten erreicht 

werden. Im Vergleich zu der bisherigen Anlage 

konnte die Zykluszeit und damit auch die Prozesszeit um 

ca. 20 % reduziert werden. 

Abb. Blick in das Werkzeug 

1.5. 2 

Aufgrund der langjährigen guten Erfahrung, die 

B. Braun mit GÜNTHER Heisskanaltechnik hat, sowie 

den überzeugenden Vorteilen des Nadelverschlusssystems 

in Verbindung mit einem guten technischen 

Service wurden die Werkzeuge für das L.I.F.E. - Projekt 

mit GÜNTHER Heißkanälen ausgerüstet. 

Das Projekt L.I.F.E wurde ohne zeitliche Verzögerung 

umgesetzt. Im August 2002 war der Projektstart und 

im Februar 2004 wurden die ersten Flaschen befüllt. 

Die Vorgaben wie Zykluszeitverkürzung, Prozesssicherheit 

und hohe Qualität des Anspritzpunktes werden seit 

dem Start der Produktion ständig unter Beweis gestellt. 

GÜNTHER Heisskanaltechnik GmbH 

Dipl.-Ing. J. Essinger 

Leiter Anwendungstechnik 

Heißkanal 

Kavität 

Abb. Ein Segment des Werkzeugs 




Technische Änderungen vorbehalten 4/09




Abb. Transport der Behälter durch Prüfmaschine und 

Etikettierer bis zur Verpackung 

Abb. Antriebseinheit “Schiebeverschluss” 

gewährleistet ein exakt 

gleichmäßiges Öffnen und Schließen 

der Anschnittpunkte 

Abb. Detail Antriebseinheit 

“Schiebeverschluss” 

Abb. GÜNTHER Nadelverschluss- 

Düse 5NLT 





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Kleinste Nestabstände mit neuer Mikro-Flachdüse Typ SFT/NFT 

Eine hohe Kavitätenanzahl auf kleinstem Raum für Mikroartikel 

aus technischen Thermoplasten gehört immer 

mehr zu den Anforderungen, die heute durch moderne 

Spritzgießbetriebe umgesetzt werden. Um die 

Wirtschaftlichkeit in der Produktion solcher Kleinstartikel 

zu erhöhen, geht der Trend heute mehr und mehr 

zur Direktanspritzung mittels Heißkanal, um die im Vergleich 

zum Artikelgewicht hohen Angussmassen einzusparen 

und die vom Anguss bestimmte Zykluszeit 

zu reduzieren. 

GÜNTHER Heißkanalsysteme waren schon immer für 

solche Anforderungen aufgrund ihrer sehr guten Temperaturführung, 

der hervorragenden thermischen Trennung 

zwischen Heißkanalsystem und Werkzeug und der 

technischen Innovationen, besonders geeignet. Mit 

Einführung der Düsenreihe SFT/NFT ergibt sich noch 

eine Vielzahl weiterer Einsatzmöglichkeiten. Aufgrund 

ihrer etwas anderen Bauart wie herkömmliche Heißkanaldüsen 

lassen sich Nestabstände ab 7 mm für 

offene Heißkanalsysteme und ab 9 mm für Heißkanalsysteme 

mit Nadelverschlusstechnik realisieren. 

Die Flachdüsen der Baureihe SFT/NFT bestehen prinzipiell 

aus einem Materialrohr mit Spitze, offenem 

Durchgang oder Nadelführung, einem Thermofühler und 

einem Düsenkörper mit integrierten Heizelementen. Die 

konstant gute Temperaturführung dieser Düsen bei 

gleichzeitig hoher Heizleistung im Spitzenbereich wird 

durch den Einsatz einer speziellen Messinglegierung 

(CuZn) als Basismaterial für den Düsenkörper und zwei 

Heizpatronen, die über einen Regelkreis betrieben 

werden, erreicht. 

Diese thermische Trennung erfolgt durch einen Luftspalt 

und im Kontaktbereich der Spitze mittels eines 

speziellen Titanringes. Standardmäßig haben diese 

Düsen einen Materialkanaldurchmesser von 2,8 mm bis 

6 mm und sind in den Längen L mit 60 mm, 90 mm und 

110 mm verfügbar. Sonderlösungen aufgrund 

Anforderungen von Anwendungen sind selbstverständlich 

ebenfalls möglich. Hier empfehlen wir die 

Rücksprache mit einem Anwendungstechniker aus 

unserem Haus. 

Am Beispiel einer interessanten Anwendung werden die 

Vorzüge dieser Düsenreihe herausgestellt. 

Zu realisieren war eine Direktanspritzung eines Artikels 

aus PPS GF30 mit einem Gewicht von 0,1 g. Der Artikel 

ist ein Gehäuse eines elektronischen Bauelementes und 

muss aufgrund der Weiterverarbeitung auf einen 

Stanzstreifen gespritzt werden. Gewünscht war ebenso 

die separate thermische Regelung eines jeden 

Anspritzpunktes. 

Aufgrund der vorgegebenen Spritzgießmaschinengröße 

und der geforderten Anzahl von 64 Kavitäten war 

somit die Aufgabe des Heißkanalsystems klar 

definiert. 





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Die Verarbeitung dieses glasfasergefüllten Hochtemperatur-Kunststoffes 

erfordert den Einsatz einer Düsenspitze 

mit einer speziellen Hartmetalllegierung zur 

Reduzierung des Spitzenverschleißes und die Verwendung 

eines für Hochtemperatur-Anwendungen geeigneten 

Thermofühlers. 

1.5. 5



1.5. 6 

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Kleinste Nestabstände mit neuer Mikro-Flachdüse Typ SFT/NFT 

Zudem wird für Hochtemperatur-Anwendungen eine 

Vollisolation aus bis zu 600°C beständigem Material 

des Verteilers benötigt, welche die Wärmeabstrahlung 

des Verteilers minimiert. 

Aufgrund der vorgegebenen Abmessungen des Stanzstreifens 

und des Werkzeuges ergab sich ein Rastermaß 

mit einem Reihenabstand der Doppeldüsen von 

112 mm und einem Düsenabstand von 15 x 9,35 mm 

für die Position der Anspritzpunkte. 

Der geforderte Düsenabstand von 9,35 mm konnte problemlos 

umgesetzt werden, der Abstand von 15 mm 

zwischen einem Reihenpaar und die separate Regelung 

eines jeden Anspritzpunktes machte aber die Entwicklung 

einer “Twin-Flachdüse” 3SFT60S notwendig. 

Diese “Twin-Flachdüse” 3SFT60S besteht aus einem 

Düsenkörper, der zwei Materialrohre mit Hartmetallspitze 

und zwei separat geregelte Heizelemente aufnimmt. 

Auf eine Vollbalancierung des Verteilers wurde aufgrund 

des geringen Artikelgewichtes und einer damit 

verbundenen Erhöhung der Materialverweilzeit im 

HK-System verzichtet. Die durchgeführte Berechnung 

des Druckverlustes im teilbalancierten Heißkanalsystem 

ergibt aufgrund des geringen Artikelgewichtes 

und des minimalen Abstandes zwischen den Anspritzpunkten 

einen sehr geringen Druckunterschied, der auf 

den Fertigungsprozess keinen negativen Einfluss hat. 

Für dieses komplette Heißkanalsystem werden 66 

Regelstellen benötigt, 64 für die einzelnen Kavitäten, 

2 Regelstellen für den Verteiler. Als “Heiße Seite”, 

d. h. mit Aufspannplatte, Rahmenplatte und Formnesthalteplatte, 

wurde das System komplett verdrahtet, 

montiert und geprüft an den Kunden ausgeliefert. 




Sichere und materialschonende Verarbeitung von flammwidrig eingestellten Polyamiden mit 

GÜNTHER Heißkanaltechnik 

Firma Moeller GmbH, Bonn fertigt als weltweit führender 

Anbieter Komponenten und Systeme im Bereich 

Automatisierung, Befehls- und Steuergeräte. Bei diesen 

Systemen kommen diverse elektrische und elektronische 

Bauteile aus Kunststoff zum Einsatz. 

Abb. 1 Einsatz von Drucktasten in einem Befehls- und 

Steuergerät (Bild: Fa. Moeller) 

Für die angusslose Fertigung dieser Kunststoffteile setzt 

Moeller schon seit langer Zeit Werkzeuge mit Heißkanal 

ein. Der Vorteil der Heißkanaltechnik im Vergleich zu 

einem konventionellen Angusssystem besteht unter 

anderem darin, Material einzusparen und Zykluszeit zu 

reduzieren. 

Bei der Auswahl eines Kunststoffes für elektrotechnische 

Bauteile sind neben konstruktiven Anforderungen 

oftmals auch gesetzliche Vorgaben und Normen 

zu berücksichtigen. In der Elektronindustrie müssen 

beispielsweise Bauteile aus Kunststoff, die einen 

direkten Kontakt mit spannungsführenden Teilen 

haben, unter anderem den Vorgaben der IEC - Norm 

(International Electrotechnical Commission) 

entsprechen. Eine weitere Vorgabe ist die Fähigkeit des 

Kunststoffes, nach Beflammung zu verlöschen. Hier hat 

sich der Standard 94 der Underwriters Laboratories als 

maßgebliche Norm für die Einstufung der Flammwidrigkeit 

von Kunststoffen weltweit durchgesetzt. Beim 

Standard 94 der UL richtet sich die Einstufung nach 

Brenngeschwindigkeit, Verlöschungsdauer, Tropfenbildung 

und Nachglimmdauer. Je nach Funktion des 

Bauteils müssen folgende Kriterien erfüllt werden: 

UL94 V2: Prüfkörper vertikal; selbstverlöschend bis 30s 

nach Abzug der Flamme, brennende Tropfen zulässig; 

Nachglimmen max. 60s. 

UL94 V0: Prüfkörper vertikal; selbstverlöschend bis 10s 

nach Abzug der Flamme; keine brennenden Tropfen; 

Nachglimmen max. 30s 

Als Gehäusewerkstoff für elektrische oder elektronische 

Bauteile setzte Moeller überwiegend ein mit 

25% Glasfaser verstärktes PA66 mit Flammschutz 

ein. Dieser Materialtyp erfüllt unter anderem die Brennbarkeitsklasse 

UL 94 - V2. 

Viele Geräte der Firma Moeller werden auch in Bereichen 

eingesetzt, für die die Richtlinien der ATEX (ATEX = 

Atmospheres Explosibles = explosionsfähige Atmosphäre) gelten. 

Hier wurden die Anforderungen an die Entflammbarkeit 

zuletzt verschärft, so dass diese Bauteile nun die 

Brennbarkeitsklasse nach UL94 V0 erfüllen müssen. 

Aufgrund dieser Verschärfung musste Moeller für viele 

Bauteile den bislang eingesetzten Kunststoff-Typ durch 

einen adäquaten aber nach UL94-V0 eingestuften Typ 

ersetzen. 

Um einen Kunststoff flammwidrig einzustellen, sind je 

nach Polymer unterschiedliche Flammschutzsysteme 

notwendig. Bei dem hier eingesetzten PA66 erfolgt die 

Brandschutzausrüstung auf Basis des roten Phosphors. 

Die Brennbarkeitsklasse wird in der Regel über die 

Menge des eingesetzten Flammschutzsystems 

beeinflusst. Der hier verwendete rote Phosphor reagiert 

in Abhängigkeit der eingesetzten Menge mehr oder 

weniger stark auf Temperatur. So kann es durch 

Überhitzung während der Verarbeitung zu einer 

thermischen Schädigung des Flammschutzmittels 

kommen. Die hierdurch ent-stehenden Gase können 

über Belagsbildung zur Korrosion im Werkzeug führen. 

Im Einzelfall kannes sogar zum Entzünden dieser Gase 

kommen. 

Das ursprünglich von der Firma Moeller eingesetzte 

PA66 mit 25% Glasfasern (Brennbarkeitsklasse nach 

UL94-V2) hat sich problemlos mit einem bestehenden 

Heißkanalsystem verarbeiten lassen. Nach der Umstellung 

auf ein PA66-GF25 mit Brennbarkeitsklasse UL- 

V0 traten bei der Verarbeitung mit diesem Heißkanalsystem 

massive Probleme auf. 

Trotz materialgerechter Verarbeitungstemperaturen von 

275…295°C ist ein extrem starker Formbelag aufgetreten. 

Die Werkzeuge mussten alle 30…35.000 Schuss 

gereinigt werden. Zusätzlich zur Reinigung des Formbelags 

mussten die Formeinsätze nach 250.000 Schuss 

aufgrund von Korrosion ausgetauscht werden. Die 

Ursache dieser starken Belagsbildung bzw. der 

Korrosion im Werkzeug, war die deutliche Überhöhung 

der Temperatur in den Heißkanaldüsen in Verbindung 

mit dem höheren Anteil des roten Phosphors im PA66. 

Bei einer am Regelgerät eingestellten Düsentemperatur 

von 290°C wurden in den Düsen partiell Temperaturen 

von ca. 360°C gemessen. Die Folge war eine Reaktion 

des Flammschutzmittels. 





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1.5. 7



1.5. 8 

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Als Spezialist für die Verarbeitung sensibler Kunststoffe, 

bekam die Firma GÜNTHER Heisskanaltechnik GmbH 

von Moeller den Auftrag, ein optimiertes Heißkanalsystem 

zunächst für ein 2K-Bauteil zu testen. Für den 

Versuch wählten die verantwortlichen Mitarbeiter bei 

Moeller das Teil „Tastenführung “ für eine Drucktaste 

(Abb. 2. 3), das aus einem flammgeschützten PA66 

(mit 25% Glasfaser) und einem TPE hergestellt wird. 

Abb. 2 Tastenführung 

einer Drucktaste aus 

PA 66 GF25 (Fa. Moeller) 

Abb. 3 Drucktaste 

(Fa. Moeller) 

Die Vorgaben für die Auswahl der Heißkanaldüse waren 

folgende: 

� � �Verarbeitbarkeit eines PA66 mit Glasfasern und 

Flammschutz (roter Phosphor / UL94-V0) 

�konstantes Temperaturprofil über die Düsenlänge 

�Keine massive Temperaturüberhöhung in der 

Düse 

�geringe Scherbelastung der Schmelze im 

Heißkanal 

Die Wahl fiel auf die von GÜNTHER Heisskanaltechnik 

GmbH entwickelte und patentierte Heißkanaldüse mit 

zweiteiligem Schaft (Abbildung 4). 

Abb. 4 Düse mit Schaft 

(Bild: GÜNTHER Heisskanaltechnik GmbH) 

Diese Heißkanaldüse setzt Maßstäbe in Sachen Präzision 

und Wirtschaftlichkeit. Der zweistufige Schaft der 

Heißkanaldüse sichert mit unterschiedlichen konstruktiven 

Merkmalen eine hervorragende Isolierung im 

vorderen Bereich der Düse und ist Garant für geringste 

Wärmeverluste zwischen Heißkanaldüse und Kavität. 

Aufgrund dieser thermischen Trennung zwischen Heißkanaldüse 

und Werkzeug ist eine problemlose Verarbeitung 

von technischen Kunststoffen und HT-Polymeren 

möglich. 

Von kleinsten Schussgewichten, ab ca. 0,019 g bis hin 

zu Schussgewichten von ca. 5000 g kann mit dem 

Portfolio von GÜNTHER Heisskanaltechnik ein breites 

Spektrum von Anwendungen im Bereich des 

technischen und Präzisions-Spritzgusses abgedeckt 

werden. 






Abb. 5 Detail 

Düse mit Schaft und offenem Düsenstück (DHT-Düse) 

Durch die optimale thermische Trennung wird der Wärmeverlust 

der Düse durch Wärmeleitung minimiert. 

Hierdurch wird eine konstante Temperaturführung in der 

Düse gewährleistet und eine Temperaturüberhöhung, 

bei der die in der Düse gemessene Temperatur deutlich 

über der Solltemperatur liegt, vermieden. Eine Schädigung 

der Kunststoffschmelze bzw. von Additiven 

(Flammschutzmittel) aufgrund zu hoher Temperatur 

kann ausgeschlossen werden. 

Um die Scherbelastung der Schmelze so gering wie 

möglich zu halten, wurde bei der Auslegung der Düsen 

für die Fertigung der Tastenführung anstatt einer Düsenspitze 

ein offenes Düsenstück vorgesehen (Abb. 5). 

Damit ist ein ungehinderter Schmelzestrom durch die 

Düse und den Zwischenanguss in die Kavität möglich. 

Da die Teile über einen Zwischenanguss gefüllt werden, 

ist die Abrisshöhe am Anspritzpunkt, weniger von 

Bedeutung. Im Vergleich zu einer Düse mit Spitze wird 

der Restanguss bei dem Einsatz einer Düse mit offenem 

Düsenstück geringfügig höher ausfallen. 

Abb. 6 Höhenaufbau des Heißkanalsystems 

„Tastenführung“, Komponente 1 (PA66-GF25):4-fach, 

2x 5DHT50-Düse auf Unterverteiler 

Eine wichtige Voraussetzung für einen sicheren Prozess 

ist das Öffnungsverhalten der Düsen. Versuche 

haben gezeigt, dass beide Düsen mit offenem Düsenstück 

ein gleichmäßiges Füllbild bei gleicher Temperatur 

zeigen. Diese Füllbilder bei unterschiedlichem Füllgrad 

ausgeführt sind über eine Vielzahl von Zyklen reproduzierbar. 

In den nachfolgenden Abb. 7 und 8 wird 

das Ergebnis der Füllstudie bei einer 25%igen und 

einer 50%igen Füllung dargestellt. 





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1.5. 9



1.5. 10 

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Abb. 7 Füllbild mit 25%iger Formfüllung 

Abb. 8 Füllbild mit 50%iger Formfüllung 

Aufgrund der guten Isolation der eingesetzten 5DHT50 

B - Düse kann das Material mit einer Düsentemperatur 

von 265...270°C verarbeitet und damit die Ausgasungen 

des Flammschutzmittels deutlich reduziert werden. Die 

Intervalle für die notwendigen Wartungsarbeiten wurden 

von vormals < 35.000 Schuss auf jetzt > 50.000 Schuss 

verlängert. Waren die Einsätze bei dem vorherigen 

System nach ca. 250.000 Schuss durch Korrosion verschlissen, 

ist jetzt eine Fertigung mit dem GÜNTHER 

Heißkanalsystem mit mehr als 1,2 Mio Schuss ohne 

korrosiven Verschleiß möglich. 

Abb. 9 2K-Werkzeug für Tastenführung (4fach) 

Obwohl Düsen mit offenem Düsenstück eingesetzt werden, 

tritt kein Nachlaufen der Kunststoffschmelze während 

der Werkzeugöffnung auf. Ein Nachlaufen der 

Schmelze ist unter anderem auf eine ungenaue Temperaturführung 

in der Heißkanaldüse zurückzuführen. 

Durch zu hohe Temperaturen im Heißkanal kommt es 

zu einem Expandieren der Schmelze und Kunststoff tritt 

selbst bei sehr kurzen Öffnungszeiten des Werkzeuges 

aus. In der Praxis wirkt sich dies durch ein sehr enges 

Verarbeitungsfenster aus: oftmals liegen zwischen dem 

Einfrieren und dem explosionsartigen Öffnen der Düse 

und dem damit verbundenen Nachlaufen der Schmelze 

nur ca. 5K. 

Die Umstellung brachte einen weiteren Effekt mit sich: 

die Schlierenbildung um den Anspritzpunkt konnte 

durch den Einsatz dieser Heißkanaldüse vermieden 

werden. 

Mittlerweile wurde die Prozessfähigkeit des Heißkanalsystems 

von GÜNTHER Heisskanaltechnik seit 

mehr als einem Jahr unter Beweis gestellt. Moeller hat 

inzwischen zwei weitere Werkzeuge mit denen dieser 

PA-Typ (PA66 25% GF; UL-V0) verarbeitet wird, mit 

einem GÜNTHER Heißkanalsystem (5DHT50B - 

Düsen) ausgerüstet. Auch hier wird problemlos dieser 

Materialtyp verarbeitet. 

Frankenberg, 24. Juli 2006 

Jörg Essinger 



Kundeninformation 

Fließmarkierungen an Spritzgussteilen verhindern 

Die Anforderungen an Spritzgussteile im Sichtbereich 

sind hoch, ein sauberes Spritzbild ist unabdingbar. Dies 

gilt erst recht, wenn Bauteile hinterleuchtet werden, wie 

es zum Beispiel bei Leuchtenabdeckungen der Fall ist. 

Fließmarkierungen, hervorgerufen durch Schmelze- 

teilung in der Düse, verursachen hier oft Qualitätsprobleme. 

Beim Verarbeiter Werner Langer Metall- und 

Kunststoffverarbeitung sorgen Düsen mit Kombi-Steckspitze 

für Prozesssicherheit. 

Als Material für die Leuchtenabdeckung (zwischen den Werkzeughälften) 

kommt ein auf Transparenz und Schlierenfreiheit 

hin optimierter PMMA-Typ zum Einsatz. 

Drei verschiedene Leuchtenabdeckungen produziert der 

Kunststoffverarbeiter Werner Langer für den Leuchtenhersteller 

Simon & Schelle. Anfang 2007 startete die 

Produktion. “Der Qualitätsanspruch des Kunden und 

damit auch die Anforderungen an die Leuchtenabdeckungen 

waren klar definiert”, erinnert sich Werner 

Puppe, technischer Leiter bei dem Kunststoffverarbeiter 

aus Meschede-Berge; “sauberer Anspritzpunkt, keine 

Fließmarkierungen und Bindenähte, geringer Verzug, 

keinerlei Einfallstellen an den Seitenwangen der 

Abdeckungen und eine hochwertige Oberfläche; 

schließlich sollen die Leuchtenabdeckungen im 

Badbereich als Spiegelleuchten zum Einsatz kommen”. 

Konventionelle Düsen problematisch 

Handelsübliche Düsen mit eingeschraubter Spitze, die 

für die meisten Anwendungen ausreichen, halfen bei den 

Leuchtenabdeckungen nicht weiter, da mit deren Einsatz 

eine Schmelzeteilung verbunden ist. Bei den Leuchtenabdeckungen 

hätte dies Fließmarkierungen hervorgerufen, 

die bei der Hinterleuchtung der opaken Artikel 

sichtbar gewesen wären. Bei der Suche nach einer 

Lösung wandte sich der Spritzgießer an GÜNTHER 

Heisskanaltechnik. 

“Da wir seit 1988 mit diesem Anbieter in Kontakt sind und 

die gute Beratung sowie den guten Service zu schätzen 

wissen, suchten wir auch für diese Anwendung die 

Zusammenarbeit. Wir stellten dem Heißkanalspezialisten 

dazu die 3-D-Konstruktionsdaten des 

Artikels zur Verfügung. Dieser machte daraufhin den 

Vorschlag, eine Düsenvariante mit Kombi-Steckspitze 

zu verwenden”. Bei dieser relativ neuen Entwicklung 

ermöglicht die Aufhängung der Spitze ein derartiges Vermischen 

der Schmelze, dass keine Fließmarkierungen 

mehr an den Spritzgussteilen zu sehen sind. Dabei hat 

die Kombi-Steckspitze in ihrer Art auf dem Markt ein 

Alleinstellungsmerkmal. 

„Durch das Konzept der Düsenspitze ergibt sich ein sehr 

geringes Scherungspotenzial“, so Walter Ehlert, 

zuständig für Beratung und Verkauf bei dem 

Heißkanalspezialisten. „Wettbewerbsprodukte haben 

zwar auch Konstruktionsprinzipien, die Fließmarkierungen 

vermeiden sollen; dies geht aber oftmals mit 

einer erhöhten Scherung in der Schmelze einher, was zu 

einem Abbau des Kunststoffmaterials führen kann. 

Sichtbar ist dies häufig durch Schlieren auf dem 

Spritzgussteil.“ Bei den Leuchtenabdeckungen kommt 

diese Problematik verstärkt zum Tragen: Das Spritzgussteil 

ist sehr lang, muss also schnell gefüllt werden. 

Die Kombi-Steckspitze ermöglicht dabei durch ihre 

weitestgehende Freistellung einen sehr geringen 

Druckverlust und damit eine sehr geringe Scherung. 





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Die neue Kombi-Steckspitze, hier zum Beispiel in einer Düse 

vom Typ SET60S, ermöglicht ein Vermischen der Schmelze in 

der Art, dass bei Spritzgussteilen keine Fließmarkierungen 

mehr auftreten. 

1.5. 11


Fließmarkierungen an Spritzgussteilen verhindern 

Außer dem Fehlen von Fließmarkierungen sind Puppe in 

der Produktion zwei weitere Qualitätsmerkmale besonders 

aufgefallen: „Dass bei der Teilelänge der 

Leuchtenabdeckungen so gut wie kein Verzug und keine 

Einfallstellen aufgetreten sind, ist schon ein Highlight. 

Mit konventionellen Düsen hätten wir dies nicht 

verwirklichen können.“ Nicht zuletzt ermöglicht das 

Düsenkonzept einen besonders schnellen Farbwechsel, 

da der Schmelzekanal der Düse sehr strömungsgünstig 

ohne Verweilstellen ausgeführt ist; ein optimaler 

Schmelzeverlauf ist die Folge. 

„Ohne eine Düsenkonstruktion mit 

Kombi-Steckspitze hätten wir bei 

dieser Anwendung mit einem Zweifach-Heißkanalverteiler 

arbeiten 

müssen,” ergänzt Puppe, „was die 

Kosten in die Höhe getrieben hätte. 

Die Kosten für eine Düse mit 

Kombi-Steckspitze liegen nur 

unwesentlich über denen einer kon- 

Werner Puppe ventionellen Düse. Zu den besseren 

Technischer Leiter, 

Werner Langer 

Metall- und Kunststoffverarbeitung, 

Meschede 

Produkteigenschaften addieren sich 

also auch noch reduzierte Prozess- 

kosten.“ 

Umrüsten vorhandener Werkzeuge möglich 

In erster Linie ist die Kombi-Steckspitze für Teile mit 

optischem Anspruch gedacht, zum Beispiel für PC- oder 

PMMA-, eventuell auch POM-Homopolymer-Anwendungen. 

„Anwendungen mit glasfaserverstärkten Kunststoffen 

haben wir bisher nicht realisiert. Diese sind aber 

möglich, wenn wir als Spitzenmaterial Hartmetall 

einsetzen“, so Ehlert. 

Der Kunde von Werner Langer hatte für die Leuchtenabdeckungen 

einen opaken Weißton vorgesehen, was 

die Materialauswahl von vornherein begrenzte. Als 

Material kommt ein PMMA-Typ zum Einsatz, den der 

Verarbeiter bei einem Compoundeur auf Transparenz 

und Schlierenfreiheit hin optimieren ließ. 

Da der Artikel auf einer Seite geschlossen und auf der 

anderen Seite offen ist, ergeben sich im Werkzeug 

unterschiedliche Fließwege. Um die exakte Düsenposition 

für eine gleichmäßige Formfüllung zu erhalten, 

führte der Verarbeiter eine Moldflow-Analyse durch, aus 

der sich eine außermittige Positionierung der Düse 

ergab. „In der Bemusterungsphase und auch beim 

Anfahren der Werkzeuge schließlich gab es hinsichtlich 

der Heißkanaldüse keinerlei Probleme“, erinnert sich 

Puppe. Als „Plug&Play“ bezeichnet er dementsprechend 

die Umstellung auf das neue Düsenkonzept. 

Eingebaut ist das Werkzeug in eine Engel- 

Spritzgießmaschine vom Typ 1050/200 mit 2 000 kN 

Schließkraft. Ein Linear-Handling auf der Maschine 

entnimmt die Teile und legt sie auf ein Förderband ab, 

woraufhin sie manuell verpackt werden. Umrüstungen 

vorhandener Werkzeuge auf die neue Düsenart sind 

möglich. Damit ist zwar ein kleiner Eingriff in die 

vorhandene Werkzeugkontur für den Düseneinbau 

verbunden. „Bei dem Austausch einer Heißkanaldüse 

aus unserem Hause sind allerdings nur sehr 

geringfügige Modifikationen nötig“, weiß Ehlert. 

Breites Anwendungsspektrum 

Entwicklungen wie die Kombi-Steckspitze, die erst seit 

relativ kurzer Zeit auf dem Markt sind, werden 

naturgemäß bei Anwendungen nicht sofort in die Breite 

gestreut. Zunächst gilt es, Erfahrungen zu sammeln und 

wesentliche Anwendungen in Langzeituntersuchungen 

zu ergründen. Seit etwa eineinhalb Jahren ist die Kombi- 

Steckspitze im Programm des Heißkanalanbieters. Die 

Markteintrittsphase ist abgeschlossen und Ehlert sieht 

große Anwendungsfelder beispielsweise in der 

Automobilindustrie und überall dort, wo optische Teile 

benötigt werden. 

Für Langer ist die Testphase, zumindest was die 

Leuchtenabdeckungen betrifft, bereits seit einiger Zeit 

abgeschlossen, die Produktion ein voller Erfolg. Puppe 

ist sicher: “Wir werden auch in Zukunft, was die 

Produktion optischer Teile angeht, auf die Düsen mit 

Kombi-Steckspitze setzen.” 



1.5. 12 

i 

Die Leuchtenabdeckungenproduziert 

der Verarbeiter 

auf einer 

Engel-Spritzgießmaschine 

vom 

Typ 1050/200 

mit 2.000 kN 

Schließkraft. 




Heißkanaltechnik für Medizinprodukte im 

Einsatz: Präzision in Millionenhöhe 

Mini-Spike und Transofix - so heißen zwei Produkte des 

Gesundheitsversorgers B.Braun. Die Medizinprodukte 

sind mit Schutzkappen versehen, die, präzise gefertigt, 

in Millionenstückzahlen pro Jahr benötigt werden. Um 

eine störungsfreie Produktion zu gewährleisten, setzt 

die Firma B.Braun auf Systeme von GÜNTHER 

Heißkanaltechnik. 

Das erste Produkt dient bei der Arzneimittelzubereitung 

als Entnahme- und Zuspritz-Spike für Mehrdosenbehälter, 

das zweite als Transferset für sterile 

Flüssigkeiten, beispielsweise beim Mischen von 

Lösungen und Medikamenten. 

Trotz der hohen Stückzahlen steht bei der Produktion 

der Schutzkappen Präzision an allererster Stelle. “Der 

Klemmsitz der Schutzkappen ist so zu fertigen, dass die 

Kappen einerseits beim Transport der Medizinprodukte 

nicht verloren gehen und sich andererseits trotzdem 

problemlos abziehen lassen”, weiß Stefan Moser, 

Projektingenieur bei der B.Braun Melsungen AG. “Und 

zwar auch dann, wenn der Anwender beispielsweise 

Latexhandschuhe trägt, die unter Umständen zudem mit 

Flüssigkeiten wie Lösungsmittel benetzt sein können”. 

Bis zur Produktionsumstellung Anfang 2007 fertigte 

B.Braun die Schutzkappen auf zwei konventionellen 

Mehrfachwerkzeugen mit Mehrfachdüsen. 

Abb. Trennebene 1 des Tandemwerkzeugs ist für die Fertigung der 

Mini-Spike-Schutzkappe, Trennebene 2 (im Bild) für die Fertigung der 

Transofix-Schutzkappe vorgesehen 

Auslöser für die Produktionsumstellung war, dass 

diese Werkzeuge auf Grund ihrer niedrigen Fachzahl 

zum einen die erforderlichen Stückzahlen nicht mehr 

erreichten und zum anderen das Mini-Spike- 

Werkzeug an der Verschleißgrenze angelangt war. 

Als Lösung für das “Stückzahlenproblem” bot sich die 

Tandemtechnologie an. Damit lassen sich auf einer 

Spritzgießmaschine in einem überlappenden 

Spritzgießzyklus zwei unterschiedliche Artikel auf 

einem mit zwei Trennebenen ausgestattetem 

Tandemwerkzeug separat und individuell spritzen. 

Dabei können Volumen sowie Stückzahl je 

Trennebene voneinander unterschiedlich sein. Das 

Verschluss-System des Tandemwerkzeugs besteht 

aus einem wechselseitigen Schieber mit 

Bajonettverschluss, bei dem jeweils eine Seite 

verriegelt und eine Seite zum Öffnen freigeschaltet 

wird. “Das System ist einfach aufgebaut, robust und 

unanfällig gegenüber Störungen”, berichtet Joachim 

Hammer, Maschineneinrichter und Güteprüfer beim 

Anbieter aus Melsungen. 





i 

Abb. Stefan Moser, Projektingenieur (links); Benjamin Koch, zuständig 

für die Maschinenoptimierung (Mitte) und Joachim Hammer 

1.5. 13

i Heißkanaldüsen Typ SLT/-DLT Kundeninformation 



Für die Anwendung der Tandem-Technologie ist eine 

Spritzgießmaschine mit relativ großer Werkzeug- 

Einbauhöhe und angepasster Programmierung 

erforderlich. B.Braun entschied sich für eine Maschine 

vom Typ Engel 200/90 V Electric mit elektrischer Spritzeinheit. 

“Highlight des Tandemwerkzeugs ist das Heißkanalsystem”, 

betont Stefan Moser. “Es garantiert nicht nur, 

dass die Kavitäten in den beiden Seiten des Werkzeugs 

gleichmäßig gefüllt werden, sondern auch, dass die 

Schutzkappen einen einwandfreien Anspritzpunkt 

aufweisen”. “Wegen der hohen Fachzahl von 24+48 im 

Tandemwerkzeug hatten wir seinerzeit zunächst ein 

24+48fach-Heißkanalsystem mit individuell geregelten, 

offenen Einfachdüsen im Fokus”, erinnert sich Walter 

Ehlert, zuständig für Beratung und Verkauf bei 

GÜNTHER Heißkanaltechnik. 

Seit mittlerweile etwa 20 Jahren setzt B.Braun auf Komponenten 

des Unternehmens aus Frankenberg. 

Abb. Offene Mehrfachdüse vom Typ 26ZHT - insgesamt 24 Düsen 

sind in den beiden Trennebenen des Werkzeugs verbaut: zwölf mit 

jeweils zwei Spitzen zur Minispike-Seite und zwölf mit jeweils vier 

Spitzen zur Transofix-Seite 

1.5. 14 

Abb. Mini-Spike für das Entnehmen und Zuspritzen an Mehrdosenbehältern 

(oben) und Tranferset Transofix (unten), jeweils mit Schutzkappen 

(grün): Gerade einmal 0,5 g wiegt so eine aus Polyethylen 

(Lupolen 3020K) gefertigte Schutzkappe 

“Allerdings wäre der Aufwand, solch ein System in dem 

kompakt geplanten Werkzeug unterzubringen, zu groß 

geworden”, erklärt Walter Ehlert weiter. Da in dem schon 

vorhandenen Schutzkappen-Werkzeug der Heißkanal 

mit Mehrfachdüsen gut funktionierte, rückte in der Folge 

diese technische Alternative ins Blickfeld. 

Die Vorteile von Mehrfachdüsen für die Tandemfertigung 

beschreibt Ehlert folgendermaßen: “Solche Düsen 

bauen sehr klein, lassen somit sehr kleine Raster im 

Werkzeug zu und halten den Regelungsaufwand 

gering”. Häufig ist der Einsatz von Mehrfachdüsen 

jedoch ein Kompromiss, weil auf vier Ausgänge nur eine 

Regelstelle kommt. Anwender können also nicht so 

gezielt auf den Prozess einwirken, wie mit 

Einfachdüsen. Allerdings lässt sich dieses Merkmal bei 

“einfachen” Materialien ohne Probleme kompensieren. 

Das Konzept für das Heißkanalsystem beinhaltet pro 

Trennebene zwölf offene Mehrfachdüsen; vom Typ 

ZHT18/2/67-S mit jeweils zwei Spitzen zur Minispike- 

Seite und vom Typ 26ZHT18/4/67-S mit jeweils vier 

Spitzen zur Transofix-Seite. Nadelverschlusstechnik 

war zunächst nur für den Anschluss-Schnorchel 

vorgesehen. Da das Werkzeug mit einem starren 

Schnorchel arbeiten sollte, der beim Öffnen von 

Trennebene 1 wegfährt, wurde allerdings neben dem 

Nadelverschluss im Schnorchel auch Nadelverschlusstechnik 

an der Spritzgießmaschine vorgesehen. 








Das hat auch den Vorteil, dass die Maschine noch 

fördern kann, wenn der Schnorchel abfährt, um 

Trennebene 1 auszuwerfen. 

“Mit dieser Konstellation gab es zu Beginn der 

Serienfertigung allerdings Probleme, den Druck schnell 

genug aus dem Heißkanalsystem zu evakuieren”, 

erinnert sich Moser. “Durch die Tandemtechnologie ist ja 

prinzipiell pro Spritzgussteil in der halben Zykluszeit das 

Material einzuspritzen, zu fördern und schließlich der 

Druck wieder aus dem System zu entfernen. Bei den 

Schutzkappen drückte das Material zur Spritzseite hin 

aus dem System heraus und die Artikel zogen anfangs 

noch extreme Fäden”. 

Das Problem wurde im wesentlichen durch folgende 

Maßnahmen gelöst: Tausch der Maschinen- 

Nadelverschlussdüse gegen eine offene Düse, 

Vergrößerung des inneren Querschnitts der Anschlussdüse 

und Optimierung des Maschinenprogramms. 

Die Zykluszeit der Einzelartikel ist heute um 

10% reduziert, wobei durch die Tandemtechnologie mit 

alternierendem Spritzen und Kühlen in der gleichen Zeit 

zwei Artikel hergestellt werden. 

Ein gutes Füllverhalten für alle Nester, kein Fadenzug, 

gutes Abrissverhalten - so lassen sich die Parameter 

zusammenfassen, für die das Heißkanalsystem des 

Frankenberger Unternehmens maßgeblich verantwortlich 

ist. 





i 

Abb. Heiße Seite mit Blick auf die Mehrfachdüsen 26ZHT mit vier 

Spitzen 

1.5. 15


Heißkanalsysteme für metall- und keramikpulvergefüllte 

Kunststoffe 

Mit der MIM (Metal Injection Moulding) und CIM 

(Ceramic Injection Moulding) Technologie lassen sich 

durch Spritzgießen Metall- und Keramikbauteile 

produzieren, die spanend gar nicht oder nur mit sehr 

großem Aufwand herstellbar wären. So entstehen 

nacharbeitsfrei in nur einem Arbeitsgang dreidimensionale 

Bauteile z. B. für Produkte der Medizintechnik. 

Ohne angepasste Heißkanaltechnik ist eine prozesssichere 

Fertigung nur schwer möglich. 

Metall- und keramikpulvergefüllte Kunststoffe kommen 

in unterschiedlichen Bereichen zum Einsatz. 

Anwendungsbeispiele für MIM sind Bauteile für 

Verbraucherprodukte wie Kugelschreiber oder für 

Produkte in der Medizintechnik. Mit CIM gefertigte 

Erzeugnisse sind dort gefragt, wo Keramiken zur 

Isolation, oft in Verbindung mit hohen Temperaturen, 

benötigt werden. Anwendungsbeispiele finden sich in 

der Leuchtenindustrie. Beide Verfahren sind relativ 

einfach in der Anwendung und ermöglichen die 

Produktion nacharbeitsfreier Produkte. So lassen sich 

komplex geformte Bauteile fertigen. 

Ein Anwendungsbeispiel für die MIM-Technologie ist 

eine implantierbare Infusionspumpe, die zur Schmerztherapie 

chronisch Kranker zum Einsatz kommt. Unter 

die Bauchdecke implantiert, gibt das Gerät stetig eine 

einstellbare Menge Schmerzmittel an den Körper ab. 

Die Basisplatte für diese Infusionspumpe wurde früher 

aus einer speziellen, relativ teuren Titanlegierung 

spanend hergestellt. Dieser Prozess war nicht nur 

zeitaufwendig, sondern wegen des entstehenden 

Späneabfalls auch teuer. Der Gedanke, dieses Bauteil 

durch MIM herzustellen, ließ sich aber zunächst nicht so 

leicht umsetzen. Zwar sind dreidimensionale Bauteile 

durch Spritzgießen im Allgemeinen einfach herzustellen, 

in diesem Fall kam aber erschwerend hinzu, dass die 

Basisplatte einen großen Durchmesser und sehr große 

Wanddickensprünge aufwies. 

Als Lösung für dieses Problem wird das Teil heute 

parallel über drei Heißkanaldüsen angespritzt. Kurze 

Fließwege und eine gleichmäßige Druckverteilung sind 

die Folge. Das Ergebnis ist ein nacharbeitungsfrei in nur 

einem Arbeitsgang gefertigtes Bauteil, das zudem durch 

geringere Herstellungskosten überzeugt. 

Bei den MIM- und CIM-Prozessen wird ein Metall- bzw. 

Keramikpulver zusammen mit einem Binder, oftmals 

Polyethylen oder Polyoxymethylen, und einem 

speziellen Wachs gemischt und granuliert. 

Dieses “Feedstock” genannte Gemisch lässt sich wie ein 

ganz normaler Kunststoff durch Spritzgießen 

verarbeiten. 

Bei dem sich so ergebenden Formteil, Grünling genannt, 

wird der Kunststoff durch Erhitzen herausgelöst. Dieses 

entbinderte Bauteil mit einer durch das Herauslösen des 

Kunststoffs porigen Struktur wird Bräunling genannt. 

Beim Sintern dieses Bräunlings backen die Metall- bzw. 

Keramikbestandteile zusammen, woraus ein Bauteil mit 

einer homogenen Struktur entsteht, das sich in der 

Dichte und Festigkeit nicht von einem konventionell 

hergestellten Stahl- oder Keramikbauteil unterscheidet. 

Die Vorteile z. B. eines Metallbauteils, wie hohe 

Festigkeit und Leitfähigkeit, lassen sich mit einer relativ 

einfachen Art der Herstellung verbinden. 





i 

Abb. Die aus einer Titan-Legierung bestehende Basisplatte (unten) 

einer implantierbaren Infusionspumpe wurde früher aufwendig 

spanend hergestellt. Heute ermöglicht die MIM-Technologie die 

nacharbeits- und abfallfreie Fertigung (Bild: TiJet) 

1.5. 16



Kunststoffe 

Konventionelle Spritzgießmaschinen sind für CIM und 

MIM grundsätzlich geeignet. Sollte ein Verarbeiter aber 

längerfristig dieses Verfahren einsetzen wollen, sind 

entsprechend verschleißgeschützte Zylinder sowie 

Schnecken und Rückstromsperren einzusetzen, da 

diese Komponenten durch Metall- und noch stärker 

durch Keramikpulver einer erhöhten Abrasion 

ausgesetzt sind. Gespräche mit Feedstock-Herstellern 

und den Kunststoffverarbeitern haben ergeben, dass 80 

bis 90 % der mit MIM und CIM hergestellten Teile über 

Kaltkanal mit Angussstange gefertigt werden. Diese 

lässt sich zwar zu einem großen Teil wiederverwenden, 

trotzdem besteht großes Interesse, diesen Produktionsschritt 

durch den Einsatz von Heißkanalsystemen zu 

vermeiden. 

Die Anforderungen an die Heißkanaltechnik betreffen 

eine sehr homogene Temperaturführung im Heißkanal, 

da die Materialien ein enges Verarbeitungsfenster 

haben. Temperaturschwankungen führen zu 

Entmischungen zwischen Binder und Pulver, was 

Schwindungsunterschiede und beim Sintern auftretende 

Risse im Bauteil zur Folge hat. 

Die GÜNTHER Heisskanaltechnik GmbH empfiehlt für 

diese Anwendungen ihre Heißkanaldüsen, beispielsweise 

vom Typ _HT, die für erhöhte Anforderungen 

ausgelegt sind. 

Der patentierte zweistufige Schaft der Düsen sichert 

eine hervorragende Isolierung im vorderen Schaftbereich 

und sorgt für einen geringen Wärmeverlust 

zwischen Heißkanaldüse und Kavität sowie für eine 

homogene Temperaturverteilung in der Düse. Bei den 

Heißkanaldüsen bildet zudem erstarrter Kunststoff eine 

“Kappe” um die Düse herum und ermöglicht eine 

thermische Trennung zwischen Heißkanaldüse und 

Kavität. 

1.5. 17 

Materialrohr 

(25 W/mK) 

Heizung 

Luft 

(0,04 W/mK) 

Erstarrter 

Kunststoff 

(0,2...1,2 W/mK) 

Schmelze 

Schaft aus 

Titanlegierung 

(7 W/mK) 

Wärmeleitspitze 

(100 W/mK) 

Abb. Der zweiteilige Schaft der SHT-Düse sowie erstarrter Kunstsoff, 

der eine “Kappe” um die Düse herum bildet, führen zu einer optimierten 

Isolation zur Kavität hin und bewirken dadurch ein gleichmäßiges 

Temperaturprofil in der Düse. 

Bei metallpulvergefüllten Kunststoffen wird dieser Effekt 

allerdings durch die Leitfähigkeit des Metallpulver ins 

Gegenteil verkehrt. Das Kunststoff-Metallpulver- 

Gemisch würde in diesem Fall die Wärme aus der Düse 

abziehen. Bei den im MIM-Verfahren eingesetzten 

Düsen des Anbieters sorgen deswegen spezielle 

Isolierkappen aus einem hochtemperaturbeständigen 

Kunststoff wie Polyetherketon (PEEK) oder Polymid (PI) 

für die thermische Trennung. Durch eine zusätzlich um 

die Heißkanaldüse platzierte Titanhülse wird die 

Isolierwirkung noch verbessert. 

Die Produkte von Firma GÜNTHER Heisskanaltechnik 

bieten hier eine Besonderheit, da die meisten 

Heißkanaldüsen im Markt keinen zweigeteilten Schaft 

aufweisen und zum Teil direkt metallisch mit dem 

Materialrohr im Werkzeugeinsatz abdichten. Dies hat 

einen großen Wärmeverlust zur Folge, der durch eine 

höhere Temperatur in der Heißkanaldüse ausgeglichen 

werden muss. Die Folge sind sowohl Temperaturüberhöhungen 

als auch - schwankungen in den 

Heißkanaldüsen, was dazu führt, dass sich die 

Materialien nicht prozesssicher verarbeiten lassen. 

Bei der MIM-Technik werden die Teile sehr oft nicht über 

einen Zwischenanguss, sondern direkt angespritzt. 

Trotzdem ist hier mit einem relativ großen Anspritzpunkt 

zu arbeiten, um einerseits den nötigen Durchfluss zu 

erhalten und andererseits ausreichend Wärme in den 

Anspritzpunkt hineinzubringen. Dies ist erforderlich, da 

durch das metallpulvergefüllte Material Wärme in die 

Kavität hinein abgeleitet wird, und die Schmelze 

aufgrund des hohen Füllstoffgehalts schnell erstarrt. 

Bei der CIM-Technik hingegen wird oft über einen 

Zwischenanguss gearbeitet. Auch hier ist ein großer 

Anspritzpunkt wichtig, um möglichst wenig Scherung zu 

verursachen und die Schmelze möglichst schnell in die 

Kavität zu bringen. 

Hinsichtlich der Verschleißfestigkeit bestehen hohe 

Anforderungen an die Heißkanaltechnik sowohl bei MIM 

als auch bei CIM. Düsenspitzen aus einer Hartmetalllegierung 

ermöglichen bei den Produkten von Günther 

Heisskanaltechnik einen robusten Verschleißschutz. 

Damit sind hohe Standzeiten möglich, ohne einzelne 

Komponenten der Düse auswechseln zu müssen. 

Eine weitere Qualitätssteigerung lässt sich durch 

fluidbeheizte Heißkanaldüsen und -verteiler erreichen. 







Kunststoffe 

Bekanntermaßen ist für die Verarbeitung insbesondere 

von CIM-Feedstock eine sehr homogene Temperaturführung 

erforderlich, um Entmischungen und Inhomogenitäten 

in der Schmelze zu vermeiden. Dies könnte 

sonst zu Lunkerbildungen im Bauteil führen. Im 

Vergleich zu einer elektrisch beheizten Heißkanaldüse 

zeichnet sich eine fluidbeheizte Düse aufgrund der 

Trägheit des Fluids durch ein noch konstanteres 

Temperaturverhalten aus. 

Dipl.-Ing. Jörg Essinger 

Leitung Anwendungstechnik 





i 

Abb.Fluidbeheizte Heißkanaldüsen heizen Düse und Verteiler deutlich 

gleichmäßiger als elektrische Beheizungen auf und halten so die Temperatur 

wesentlich konstanter. 

1.5. 18


Heißkanalsysteme für hohe Einspritzgeschwindigkeiten 

Für schnelle Fälle 

Sind filigrane Teile mit dünnen Wanddicken und langen 

Fließwegen gefragt, ist schnelles Einspritzen das A und 

O für eine prozesssichere Fertigung. Aber auch bei 

großvolumigen Teilen sind schnelle Einspritzvorgänge 

oft unerlässlich. Eine angepasste Heißkanaltechnik 

ermöglicht hier einwandfreie Prozesse und Produkte. 

Können schon bei konventionellen Spritzgießprozessen 

oft hohe Einspritzgeschwindigkeiten erforderlich sein, so 

gibt es zwei Verfahren, die hier besonders hohe 

Anforderungen stellen: Expansionsspritzgießen und 

physikalisches Schäumen. 

Beim Expansionsspritzgießen wird die Schmelze im 

Schneckenvorraum oder im Heißkanal komprimiert und 

somit als Druckspeicher genutzt. Gemäß pvT-Diagramm 

lässt sich Kunststoffschmelze bei einem Druck von etwa 

2000 bar rund 10 % komprimieren. Dieses Verhalten 

wird beim Expansionsspritzgießen genutzt. Randbedingung 

für einen reproduzierbaren Prozess ist 

jedoch, dass das vorgespannte Schmelzevolumen 

konstant bleibt. Dazu ist die Schnecke nach dem 

Verdichten exakt in Position zu halten, da sie sonst beim 

Öffnen der Verschlussdüse unter der hohen 

Druckbeaufschlagung vorfahren und so das Werkzeug 

mit Schmelze überladen würde. Diese Voraussetzung 

erfüllen elektromechanisch angetriebene Spritzgießmaschinen. 

Hiermit lässt sich die Schnecke 

systembedingt axial beliebig positionieren und auch bei 

hohem Druck in dieser Position exakt halten. 

Kommt ein Heißkanalsystem beim Expansionsspritzgießen 

zum Einsatz, so wird dort ein Druck bis zu 

2500 bar aufgebaut und über eine definierte Zeit 

gehalten. Dies gewährleistet einen gleichmäßigen 

Druck an allen Kavitäten. 

Für den erfolgreichen Einsatz des Expansionsspritzgießens 

ist ein absolut gleichmäßiges Öffnen der 

Nadeln unabdingbar. Die im Heißkanal vorgespannte 

Schmelze kann nach dem Öffnen der Nadeln 

explosionsartig expandieren und füllt gleichmäßig die 

Kavitäten. Somit lassen sich sehr dünnwandige Bauteile 

füllen. 

Beim physikalischen Schäumen zum Beispiel mit dem 

MuCell-Verfahren wird dem System ein physikalisches 

Treibmittel zugeführt, das zunächst in der unter Druck 

stehenden Schmelze gelöst ist. Beim Einspritzen in die 

Kavität verringert sich der Druck, das Treibmittel 

expandiert und schäumt die Schmelze auf. Auch hier ist 

es notwendig, die Schmelze mit hohen Geschwindigkeiten 

in die Kavität einzuspritzen, um das Teil 

gezielt in der Kavität schäumen zu können. 





i 

Es entsteht ein leichtgewichtiges Bauteil mit 

geschlossener Außenhaut und geschäumtem Kern. Mit 

dem Verfahren lassen sich auch Schaumstrukturen mit 

Wanddicken unter einem Millimeter realisieren. Der 

durch den Schäumprozess entstehende interne Druck 

wirkt an allen Stellen des Bauteils, wodurch er zu einem 

gewissen Anteil die Aufgabe des Nachdrucks übernimmt 

und so Einfallstellen, Schwindung und Verzug 

ausgleichen oder zumindest reduzieren kann. 

Für beide Verfahren sind die Spritzgießmaschinen an 

die veränderten Anforderungen anzupassen. Beim 

Expansionsspritzgießen ist für das exakte Dosieren und 

Einspritzen eine elektrische Spritzgießmaschine 

erforderlich. Das MuCell-Verfahren erfordert eine 

spezielle Schnecke und spezielle Aggregate, um das 

Treibmittel im so genannten superkritischen Zustand in 

die Schmelze eindüsen zu können. Beide Verfahren 

lassen sich – bis auf wenige Ausnahmen – mit allen 

gängigen Polymeren betreiben. So ist LCP im MuCell- 

Verfahren nicht verarbeitbar, wohingegen das Material 

für das Expansionsspritzgießen sehr gut geeignet ist. 

Nadelverschlusssysteme unabdingbar 

Bei beiden Verfahren sind Nadelverschluss- 

Heißkanalsysteme einzusetzen, um den erforderlichen 

Druck im Heißkanalsystem aufbauen und halten zu 

können. Beim Expansionsspritzgießen muss das 

Heißkanalsystem nicht nur sehr hohen Drücken 

standhalten, es muss zudem sichergestellt sein, dass 

bei einem Mehrkavitätenwerkzeug alle Nadeln exakt 

und gleichzeitig öffnen. Diese gleichmäßige 

Nadelbewegung ermöglicht eine Hubplatte, die nach 

dem Prinzip der schiefen Ebene arbeitet. Hierbei wird die 

axiale Bewegung des Hydraulikkolbens über eine 

Kulissenführung in die Hubbewegung der Platte und 

damit der Nadeln umgesetzt. 

Abb. Ein Schiebeverschluss, 

pneumatisch oder hydraulisch 

angetrieben über einen außen 

liegenden Zylinder, ermöglicht 

die gleichzeitige Betätigung 

aller Nadeln 

1.5. 19


Heißkanalsysteme für hohe Einspritzgeschwindigkeit 

Bei einem X-Melt-Versuch in Zusammenarbeit mit dem 

Spritzgießmaschinenhersteller Engel beaufschlagte die 

GÜNTHER Heisskanaltechnik GmbH, Frankenberg, ein 

Zweikavitätenwerkzeug eine halbe Sekunde lang mit 

einem Druck von 2800 bar und prüfte das System auf 

Dichtigkeit. Die Spritzversuche wurden mit einem aus 

verschiedenen Materialien bestehenden Teststreifen mit 

einer Wanddicke von 0,5 mm durchgeführt. Die Zeit für 

das Einschießen der Schmelze in die Kavität variierte 

von Material zu Material und lag beispielsweise für 

Polystyrol bei 0,1 s und für LCP bei 0,04 s. Folgende 

Ergebnisse resultierten aus dem Versuch: Das 

Heißkanalsystem hielt bei 2800 bar vollständig dicht. Es 

trat keine Schmelze aus den Nadelverschlussdüsen 

aus. Beide Kavitäten wurden gleichzeitig gefüllt. Es ließ 

sich eine sehr hohe Reproduzierbarkeit erzielen. 

Ein Anwendungsbeispiel für das Expansionsspritzgießen 

ist die so genannte Reibungsscheibe. 

Abb. Für das Expansionsspritzgießen der Reibungsscheibe kommt 

ein Achtfach-Heißkanalsystem mit Flachdüsen vom Typ 4NFT60LA 

zum Einsatz. 

Abb. Die 0,02 g schwere Reibungsscheibe aus LCP lässt sich prozesssicher 

ausschließlich mit dem Expansionsspritzgießverfahren fertigen. 

(Foto: Schiebl) 



1.5. 20 

Reibungsscheibe 

Material 

Teilegewicht 

Wanddicke 

Anspritzpunkt-ø 

Heißkanal 

HK-Düse 

Stichmaß 

LCP 

0,02 g 

0,15 mm 

0,8 mm 

8-fach NV 

4NFT60 LA 

14 mm 

Diese lässt sich, wie Versuche gezeigt haben, 

prozesssicher ausschließlich mit dem Expansionsspritzgießen 

fertigen. In der Anwendung wird ein 

Kunststoffteil auf einen als Träger dienenden 

Metallstreifen aufgespritzt. Die Scheibe besteht aus 

LCP, hat ein Gewicht von 0,02 g und eine Wanddicke von 

0,15 mm. Die Herausforderung bei diesem Projekt war 

es, die sehr geringe Materialmenge prozesssicher 

einzuspritzen. 

Auf Grund des kleinen Schussgewichtes können hier nur 

Nadelverschlusssysteme zum Einsatz kommen. 

Ausgewählt wurde eine spezielle für die LCP- 

Verarbeitung ausgelegte Heißkanaldüse Die Düse ist im 

Materialrohrdurchmesser reduziert, um durch die 

höhere Scherung die Viskosität des LCPs entsprechend 

zu verringern. 

Abb. 8-fach Heißkanalsystem NV - Reibungsscheibe aus LCP 

Gewichts- und Kostenreduktion erreicht 

Wichtig beim physikalischen Schäumen ist es, dass die 

Schmelze erst in der Kavität expandiert und nicht schon 

im Heißkanal. Deshalb müssen die Heißkanaldüsen 

nach dem Einspritzen der Schmelze und dem folgenden 

Schließen den Druck im System soweit halten, dass das 

Treibmittel in der Schmelze gelöst bleibt. Versuche 

konnten dies bestätigen. 

Ein Anwendungsbeispiel ist ein Türschlossgehäuse mit 

einer Wanddicke von 1,1 mm aus POM für einen Pkw, 

das mit der MuCell-Technologie gefertigt wird. Die Ziele 

des Kunden lauteten Kostenreduktion durch weniger 

Materialeinsatz und kürzere Zykluszeit sowie Reduktion 

von Verzug und Einfallstellen. Durch das in der 

Schmelze befindliche Gas sank die Schmelzeviskosität, 

wodurch schneller eingespritzt werden 

konnte. Durch den mikrozellularen Schaum ließ sich ein 

homogenes Schwindungsverhalten erreichen, was 

gerade bei größeren Wanddicken ein Vermeiden von 

Einfallstellen ermöglicht. Als Heißkanaldüse kam eine 

Düse vom Typ 8NLT80 des Anbieters zum Einsatz, als 

Nadelansteuerung dienten hydraulisch betätigte 

Einzelnadelventile. 




Heißkanalsysteme für hohe Einspritzgeschwindigkeit 

Abb. Dieses PKW-Türschlossgehäuse aus POM wird mit der MuCell- 

Technologie hergestellt. (Foto: ITW) 

Türschloss-Gehäuse 

Verfahren Mucell-Technologie 

Material 

Teilegewicht 

Wanddicke 

Anspritzpunkt-ø 

Heißkanal 

Nadelansteuerung 

Gewichtsreduktion 

POM 

49,0 g 

1,1 mm 

2,0 mm 

8NLT80 





Einzelnadelventile (hydraulisch) 

10 % 

Je nach Anzahl der Kavitäten werden beim Einsatz des 

physikalischen Schäumens die Nadeln über 

Einzelnadelventile bewegt. Durch die MuCell- 

Technologie ließ sich eine Gewichtsreduktion des 

Türschlossgehäuses von 10 % erreichen. 

Homogene Temperaturführung wichtig 

Sowohl für das Expansionsspritzgießen als auch für das 

physikalische Schäumen ist die Nadelverschluss- 

Heißkanaldüse mit Schaft (N_T-Düse) von GÜNTHER 

Heisskanaltechnik sehr gut geeignet. Die Vorteile der 

Düse liegen in der exakten Temperaturführung. 

Insbesondere bei technischen Polymeren – teilkristalline 

Kunststoffe mit engem Verarbeitungsfenster – ist eine 

homogene Temperaturführung über die gesamte Länge 

der Düse unerlässlich. Im Sinne eines homogenen 

Temperaturprofils haben die Düsen zur Isolierung einen 

zweigeteilten Schaft, der im vorderen Bereich aus einer 

Titanlegierung besteht. 

i 

Generell ist es bei allen Nadelverschlusssystemen 

wichtig, dass die Nadel beim Schließen exakt zentriert 

wird und in den Anspritzpunkt eintaucht, ohne dass der 

abdichtende Bereich der Nadel Berührung mit der 

Nadelführung hat, was dem Verschleiß des Systems 

entgegenwirkt. Die Nadelführung bei den Systemen von 

GÜNTHER Heisskanaltechnik besteht aus einem 

pulvermetallurgischen Stahl, der eine sehr hohe Härte 

und Festigkeit aufweist. 

Abb. Für die Fertigung des Pkw-Türschlossgehäuses ist ein Vierfach- 

Heißkanalsystem mit Düsen vom Typ 8NLT80 vorgesehen. 

Sollten einzelne Komponenten einmal verschlissen 

sein, so lassen diese sich einzeln austauschen. Da die 

Nadelführung bis zur Artikelkante eintaucht, muss bei 

einem Verschleiß nur die Führung gewechselt werden, 

Arbeiten am Werkzeugeinsatz sind nicht erforderlich. 

Dipl.-Ing. Jörg Essinger, Leitung Anwendungstechnik, 

GÜNTHER Heisskanaltechnik GmbH, Frankenberg 

1.5. 21


Vliesolen - bambusverstärkte Kunststoffe 

Die Firma PMG Geotex aus Chemnitz compoundiert 

Kunststoffe mit exotischen Füllstoffen. 

Zur Modifikation der Eigenschaftsprofile von zum 

Beispiel Polypropylen oder Polyethylen werden anstatt 

der üblichen Glasfasern spezielle Bambusfasern 

eingesetzt. Die Bambusfaser kann je nach Länge in 

verschiedenen Bereichen zum Einsatz kommen. So 

werden beispielsweise längere Fasern in Estrich oder 

Beton eingemischt, um Rissbildung beim Trocknen zu 

vermeiden. Die kürzeren Bambusfasern werden als 

Verstärkungs- bzw. Füllstoff in Kunststoffe eingearbeitet. 

Durch die Fasern, die mit dem Polymer chemisch 

gekoppelt sind, wird die Festigkeit gegenüber einem 

unverstärkten Kunststoff deutlich angehoben. Auch wirkt 

sich dieser Füllstoff auf den Preis des Produktes aus. 

Das Eigenschaftsprofil eines mit 30% Bambusfasern 

modifizierten PP liegt zwischen einem unverstärkten 

und einem mit ca. 20% glasfaserverstärktem 

Polypropylen. 

Die konventionelle Verarbeitung dieser Kunststoffe mit 

Kaltkanal ist ohne Probleme machbar. Immer mehr 

Interessenten fragen aber nach der Möglichkeit, dieses 

Material auch mit Heißkanal zu verarbeiten. 

Die Versuche, die PMG zusammen mit GÜNTHER 

Heisskanaltechnik GmbH durchgeführt hat, zeigen, 

dass diese bambusfasergefüllten Kunststoffe auch mit 

Heißkanal zu verarbeiten sind. 

Für den Verarbeitungsversuch standen drei Kunststoffe 

(PP, PE–LD /PE-HD) mit jeweils 30% Bambusfasern zur 

Verfügung: 

- Vliesolen BF30, natur (PP-2/30-HM1) 

- Vliesolen BF30, schwarz (LDPE-2/30-HS2) 

- Vliesolen BF30 (HDPE-1/30-HM1) 

Diese Materialien wurden in einem Testwerkzeug 

(2-fach: Scheibe 1g), das wahlweise mit 

- Heißkanaldüsen mit Spitze (5SHT50S) oder 

-Heißkanal-Nadelverschlussdüsen (5NHT50LA 

ausgerüstet war, getestet. 

Aufgrund der im Vergleich zur Glasfaser längeren 

Bambusfaser sind kleine Anspritzpunkte nicht geeignet. 

Es besteht die Gefahr, dass sich der Anspritzpunkt durch 

die Faser zusetzt. Die Versuche haben gezeigt, dass mit 

einem Anspritzpunktdurchmesser von 1,6 mm bei der 

5SHT50-Düse und bei einem Anspritzpunktdurchmesser 

von 1,4 mm bei der 5NHT50LA-Düse die genannten 

Materialtypen ohne Einschränkung verarbeitet werden 

konnten. 

Die im Versuch eingesetzten Heißkanal-Düsen zeichnen 

sich unter anderem durch den zweigeteilten Schaft im 

vorderen Bereich der Düse aus. Durch diesen Aufbau 

wird eine hervorragende thermische Isolation zwischen 

Heißkanal-Düse und Werkzeug erzielt. Diese 

thermische Trennung wirkt sich auch positiv auf die 

Temperaturführung innerhalb der Düse aus. Die 

Heißkanaldüsen eignen sich für die Verarbeitung von 

Standard-, technischen und hochtemperaturbeständigen 

Kunststoffen. Bei gefüllten Materialien bieten 

Düsenspitzen aus einer Hartmetalllegierung mit guter 

Wärmeleitung einen sehr guten Verschleißschutz. 





Materialrohr 

(25 W/mK) 

Heizung 

Luft 

(0,04 W/mK) 

Erstarrter 

Kunststoff 

(0,2...1,2 W/mK) 

i 

Abb. Standard-Heißkanaldüse 

5SHT50 mit zweistufigem 

Schaft (patentiert). Düse mit 

hervorragender Isolierung im 

vorderen Schaftbereich. 

Schmelze 

Schaft aus 

Titanlegierung 

(7 W/mK) 

Wärmeleitspitze 

(100 W/mK) 

Abb. Der zweiteilige Schaft der SHT-Düse sowie erstarrter Kunstsoff, 

der eine “Kappe” um die Düse herum bildet, führen zu einer optimierten 

Isolation zur Kavität hin und bewirken dadurch ein gleichmäßiges 

Temperaturprofil in der Düse. 

Um überstandsfreie Anschnitte am Bauteil zu erzielen, 

sind Nadelverschlussdüsen zu empfehlen. Diese Düsen 

sind so ausgelegt, dass sie sich durch eine hohe 

Lebensdauer auszeichnen und im Betrieb kurze 

Zykluszeiten erzielen. 

1.5. 22


Vliesolen - bambusverstärkte Kunststoffe 

Ein weiterer Vorteil ist, dass alle Verschleißteile ohne 

Schwierigkeiten austauschbar sind. Deshalb können 

Probleme, wie ein Zusetzen der Düsen, mangelhafte 

Teilefüllung, Fadenziehen und schlechte Angussqualität 

vermieden und kürzere Prozesszeiten erreicht werden. 

Durch den Einsatz einer Nadelverschlussdüse kann die 

Zykluszeit je nach Anwendung bis zu 20% reduziert 

werden. 

Abb. Musterteile, gefertigt mit einer Düse 5SHT50 

Durch die optimierte Temperaturführung in den 

Heißkanal-Düsen konnte das Material mit den vom 

Hersteller empfohlenen Temperaturen verarbeitet 

werden. Die Spritzdrücke schwankten je nach 

Basispolymer und Düsenart zwischen 700 bar und 1100 

bar. 

Der Gesamteindruck der Teile ist überzeugend. Die 

Musterteile, die mit Düse mit Spitze gefertigt wurden, 

zeigen eine gute Anschnittqualität. Es ist trotz des 

Faseranteils von 30% eine maximale Abrisshöhe von ca. 

0,15 mm realisierbar. Mit den Nadelverschlussdüsen 

sind erwartungsgemäß optimale Angussqualitäten auch 

mit diesen Materialtypen erreichbar. 

Abb. Mopphalter aus Vliesolen 

1.5. 23 

Die thermische Beständigkeit der bambusfaserverstärkten 

Polymere ist relativ hoch; nach einer 

simulierten Maschinenstillstandszeit von 10 Minuten 

lassen sich die genannten Materialien mit den beiden im 

Test befindlichen Heißkanaldüsen problemlos wieder 

anfahren. Eine Erhöhung der Düsentemperaturen ist 

nicht notwendig. Die Teile zeigen auch keinen 

thermischen Abbau. 

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass sich die 

drei getesteten Kunststoffe mit Bambusfaserverstärkung 

ohne Probleme mit dem Heißkanalsystem 

von GÜNTHER Heisskanaltechnik haben verarbeiten 

lassen. Damit ist eine wirtschaftliche Fertigung für ein 

Produkt mit gutem Preis-Leistungsverhältnis möglich. 

GÜNTHER Heisskanaltechnik GmbH 

Dipl.-Ing. J. Essinger 

Leiter Anwendungstechnik

Heißkanaldüsen Typ SLT/-DLT Kundeninformation

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