ABS-Spritzgießen

Was ist ABS-Spritzgießen? Acrylnitril-Butadien-Styrol, besser bekannt als ABS, ist ein weit verbreitetes thermoplastisches Polymer für den Spritzguss, da es sich leicht formen lässt und relativ kostengünstig ist, was es für die Massenproduktion geeignet macht.
ABS ist bekannt für seine Festigkeit und Haltbarkeit sowie für seine glänzende, glatte Oberfläche, die es ästhetisch ansprechend macht. Aus diesem Grund wird ABS häufig in vielen Branchen verwendet, in denen Teile ausgestellt werden, z. B. in der Elektronik, in der Automobilindustrie, bei Spielzeug und Haushaltsgeräten. Ein Beispiel für ABS sind Lego-Steine.

Wo findet ABS Anwendung?

Werfen wir einen genaueren Blick auf die Bereiche, in denen ABS typischerweise eingesetzt wird/geeignet ist.

Welche Vorteile bietet spritzgegossenes ABS?

• Schlagzähigkeit: Aufgrund seiner hervorragenden Schlagzähigkeit eignet sich ABS für Anwendungen, bei denen Haltbarkeit und Zähigkeit gefordert sind.
• Festigkeit und Steifigkeit: Es hat gute mechanische Eigenschaften, einschließlich hoher Festigkeit und Steifigkeit. Aufgrund seiner Belastbarkeit eignet es sich für Strukturbauteile.
• Vielseitigkeit: ABS lässt sich leicht formen und gestalten.
• Chemische Beständigkeit: Es weist eine breite chemische Beständigkeit auf, einschließlich Säuren, Laugen und verschiedener Lösungsmittel.
• Elektrische Isolierung: Aufgrund seiner guten Isolationseigenschaften eignet sich das Material gut für elektrische Bauteile, Gehäuse und Schränke.
• Oberflächenbeschaffenheit: Es lässt sich leicht nachbearbeiten, um eine glatte und ästhetisch ansprechende Oberfläche zu erhalten.

 

Was sind die Nachteile von spritzgegossenem ABS?  

• Schlechte Witterungsbeständigkeit - ABS neigt dazu, sich zu zersetzen, wenn es dem Sonnenlicht und der UV-Strahlung ausgesetzt wird. Es kann mit der Zeit spröde werden und sich verfärben. Das bedeutet, dass seine Außenanwendungen begrenzt sind.  
• Entflammbarkeit - Es wird als brennbar eingestuft und hat eine relativ geringe Feuerbeständigkeit. Es neigt dazu, weich zu werden und zu brennen, wobei potenziell giftige Dämpfe freigesetzt werden. Obwohl flammhemmende Zusätze verwendet werden können, um seine Widerstandsfähigkeit zu verbessern.
• Begrenzte Hitzebeständigkeit - Das Material ist ein amorpher Thermoplast mit einer moderaten Glasübergangstemperatur von 105 °C. Bei höheren Temperaturen kann es sich verformen oder seine mechanischen Eigenschaften verlieren. Dies schränkt die Anwendungsmöglichkeiten ebenfalls ein.
• • Formbeständigkeit: ABS hat einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als andere technische Kunststoffe. Dies kann bei Temperaturschwankungen zu Maßänderungen führen. Daher kann es schwierig sein, Toleranzen einzuhalten.

 

Designüberlegungen für spritzgegossenes ABS

Bei der Konstruktion von Teilen, die mit ABS spritzgegossen werden sollen, gibt es einige Dinge zu beachten, um ein funktionierendes und herstellbares Teil zu gewährleisten.
Um mehr über das Spritzgießen im Allgemeinen zu erfahren, besuchen Sie unser Spritzguss-Toolkit.

• Materialfluss: ABS hat einen guten Materialfluss, aber selbst ABS kann bei langen, dünnen Teilen oder komplexen Geometrien Schwierigkeiten haben, und Teile wie diese erfordern wahrscheinlich eine zusätzliche Füllanalyse.
• Materialtrocknung: ABS ist hygroskopisch (absorbiert Feuchtigkeit), d.h. wenn es nicht richtig getrocknet wird, kann sich die Feuchtigkeit während des Formprozesses in Dampf verwandeln, was zu Verzug oder schwachen Teilen führen kann.
• Die Wanddicke sollte über das gesamte Teil gleichmäßig sein. Protolabs empfiehlt einen Wert zwischen 1,143 mm und 3,556 mm. Wenn eine Abweichung erforderlich ist, sollte der Übergang schrittweise erfolgen.
• ABS kann mit Additiven wie Flammschutzmitteln und Füllstoffen verarbeitet werden, die jedoch das Fließ- und Schwindungsverhalten beeinflussen können. Je nach Art des verwendeten Additivs müssen besondere Überlegungen angestellt werden. Beispielsweise können bei glasgefülltem ABS höhere Formtemperaturen und Drücke erforderlich sein.
  

 

Häufige Fallstricke beim ABS-Spritzgießen

Viele der oben genannten Überlegungen können sich als Fallstricke erweisen, wenn sie nicht berücksichtigt und richtig umgesetzt werden, bevor das Teil in den Spritzgießprozess geht.

• Schrumpfung: ABS hat in der Regel eine Schrumpfung von 0,4 % bis 0,8 %, die bei der Konstruktion von Teilen mit engen Toleranzen berücksichtigt werden muss.
• Unzureichende Abkühlzeit: Wenn die Teile nicht ausreichend abkühlen können, kann dies zu Verzug und Verformung nach dem Entformen führen. Auf der anderen Seite verringern zu lange Abkühlzeiten die Produktionseffizienz.
• Materialschädigung: Wie bereits bei den Nachteilen erwähnt, kann ABS durch übermäßige Erwärmung geschädigt werden. Dies gilt auch für den Formgebungsprozess. Dies kann zu einer Verschlechterung der Materialeigenschaften oder zu Verfärbungen führen. 

Um mehr über Spritzgussfehler im Allgemeinen zu erfahren, lesen Sie unseren Blog über Spritzgussfehler und ihre Vermeidung.

Konstruktionsparameter für spritzgegossenes ABS bei Protolabs

Bei Protolabs gelten die gleichen Designparameter für spritzgegossenes ABS wie für jedes andere Kunststoffmaterial. Um mehr über unsere Möglichkeiten zu erfahren, besuchen Sie unsere Spritzguss-Webseite.

• Größe: Unser innovatives Geschäftsmodell ermöglicht es uns, mit einer großen Anzahl von Variablen umzugehen, was bedeutet, dass wir eine Vielzahl von Angeboten erstellen können. Und dank unseres digitalen Netzwerks können wir mehr Projekte als je zuvor abwickeln. Laden Sie einfach Ihre CAD-Datei für eine schnelle Bewertung hoch, und wir kümmern uns um den Rest.
• Toleranzen: Protolabs kann eine Bearbeitungstoleranz von +/- 0,076 mm einhalten. Abhängig vom gewählten Material kann die Kunststofftoleranz bis auf 0,002 mm/mm genau sein. Die Kunststofftoleranzen aller thermoplastischen Materialien sind jetzt in Ihren Angeboten sichtbar.
  Wenn Ihr Teil außerhalb der aufgeführten Toleranzen liegt, wenden Sie sich bitte direkt an uns, um zu besprechen, wie wir Ihnen helfen können.
• • Design: Wir haben auch einen Design-Tipp verfügbar, der das Thema Entwurf ausführlich behandelt. 

 

Vertikale Fläche	0,5°
Die meisten Situationen	2°
Mindestanforderung für einen Formschluss	3°
Mindestwert für leicht strukturierte Oberflächen (PM-T1)	3°
Mindestwert für stark strukturierte Oberflächen (PM-T2)	5°+

• Hinterschneidungen: Wir haben auch einen Design-Tipp, der sich ausführlich mit dem Thema der Hinterschneidungen befasst. 

 

 

Breite	Höhe	Zugkraft
450 mm	< 150 mm	< 200 mm

• Oberflächen: Wir haben auch einen Design-Tipp, der das Thema Oberflächen ausführlich behandelt. 

 

Oberfläche	Beschreibung
PM-F0	nicht kosmetisch, Standard
PM-F1	Gering kosmetische Oberflächenveredelung, Werkzeugabdrücke größtenteils beseitigt
SPI-C1	Stein, 600er Körnung
PM-T1	SPI-C1 + leichtes Perlstrahlen
PM-T2	SPI-C1 + mittleres Perlstrahlen
SPI-B1	Papier, 600er Körnung
SPI-A2	Diamantpolierscheibe, Grad Nr. 2

 

Für weitere Überlegungen steht Ihnen unser Toolkit für den Formbarkeitsentwurf zur Verfügung, das sich ausführlich mit der Formgebung bei Protolabs befasst und einige der Hinweise enthält, die in Ihrem Angebot erscheinen und wie Sie diese umgehen können.

Vergleich: Verfügbare ABS-Werkstoffe für das Spritzgussverfahren bei Protolabs Factory

 

	Zugfestigkeit ASTM D638/ISO 527	Dehnung ASTM D638/ ISO 527	Härte (R-Skala) ASTM D785	Wärmeformbeständigkeit ISO 75-2/A	Vorteile
Polylac PA-717C	42,1 MPa	30%	115	82°C	Mittlere Schlagfestigkeit RoHS-konform Gute mechanische Eigenschaften und Formstabilität
Polylac PA-727	45,06 MPa	40%	113	87°C	Mittlere Schlagfestigkeit Lösungsmittelbeständigkeit Gute mechanische Eigenschaften und Formstabilität
Polylac PA-758	39,7 MPa	40%	107	77°C	Klar/Transparent Gute Fließeigenschaften RoHS-konform
Polylac PA-765	38,1 MPa	15%	100	74°C	Flammhemmend RoHS-konform Gute Fließeigenschaften Hohe Widerstandsfähigkeit Flexibel
Novodur HD 15 ABS (Natural)	48 MPa	10%	105	99°C	Sterilisierbar Ausgewogene mechanische Eigenschaften Hervorragende Beständigkeit gegen chemische und Spannungsrisse

 

 

ABS-ähnliche Kunststoffe 

An erster Stelle ist hier ABS/PC zu nennen, eine Mischung aus ABS und PC. Es kombiniert die Vorteile beider Materialien zu einer vielseitigeren und haltbareren Option.

 

	Zugfestigkeit ASTM D638/ ISO 527	Dehnung ASTM D638/ ISO 527	Härte (R-Skala) ASTM D785	Wärmeformbeständigkeit ISO 75-2/A	Vorteile
Bayblend FR3010 Schwarz/Natural	60 MPa	50%	122	100°C	Flammhemmend Verbesserte chemische Beständigkeit und Spannungsrissbeständigkeit Erhöhte Hitzebeständigkeit
Bayblend T65 XF Schwarz/Natural	54 MPa	50%	115	122°C	Gute Fließfähigkeit Erhöhte Hitzebeständigkeit Hohe Schlagfestigkeit
Gebablend 85 (Repro) > 90% recycelter Inhalt Schwarz (rPC/rABS)	50 MPa			128°C	Hohe Schlagfestigkeit Recyclinganteil Gute Fließfähigkeit

 

In Bezug auf Eigenschaften und Anwendungen gibt es mehrere Materialien, die dem ABS ähnlich sind:

1. Polystyrol (PS): Ähnlich wie ABS ist es transparent, leicht zu verarbeiten und preiswert. Es hat jedoch eine geringere Schlagfestigkeit und mechanische Festigkeit. Typische Anwendungen sind Verpackungen, Einwegbesteck und Isolierungen.
2. Polypropylen (PP): Gute chemische Beständigkeit, hohe Wärmebeständigkeit und geringe Dichte, jedoch geringere Schlagfestigkeit und Steifigkeit als ABS. Häufige Verwendung: Automobilteile, Verpackungen, Behälter und Haushaltswaren
3. Polycarbonat (PC): Ähnliche Schlagfestigkeit wie ABS, aber im Allgemeinen teurer. PC ist bekannt für seine hohe Schlagfestigkeit und ausgezeichnete Transparenz. Es wird häufig für Anwendungen verwendet, die optische Klarheit erfordern, wie z. B. Fahrzeugbeleuchtung, Schutzbrillen und elektronische Bildschirme.
4. Polyethylen (PE): Bekannt für seine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und geringe Reibung, hat PE eine geringere Schlagfestigkeit und Steifigkeit als ABS. Häufige Anwendungen sind Verpackungen, Rohre, Behälter und verschiedene Haushaltsprodukte.
5. Polyamid (Nylon): Stark und haltbar mit guten mechanischen Eigenschaften. Es ist schlagfester als ABS, aber auch teurer. Es wird häufig für Teile verwendet, die eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit erfordern, z. B. Getriebelager und Automobilteile.

 

 

Alternativen zu ABS

• PSU: Eine Alternative zu ABS, wenn höhere Temperaturbeständigkeit, chemische Beständigkeit und mechanische Eigenschaften erforderlich sind.
• ASA: Ähnlich wie ABS, aber mit verbesserter Witterungsbeständigkeit. Dadurch ist es eine ausgezeichnete Wahl für Außenanwendungen.
• COC: Wird im Allgemeinen in Betracht gezogen, wenn Transparenz, chemische Beständigkeit und Leistung bei niedrigen Temperaturen erforderlich sind.
• PPO: Eine Option, wenn höhere Temperaturbeständigkeit, chemische Beständigkeit und mechanische Eigenschaften erforderlich sind.
• ABS-ähnlich für Stereolithographie: Es ist leicht zu bearbeiten und eignet sich für die Herstellung komplexer Formen und komplizierter Details, wobei Änderungen und Anpassungen möglich sind.
• ABS für die CNC-Bearbeitung: Lässt sich gut bearbeiten und eignet sich für die Herstellung komplexer Formen und komplizierter Details und ermöglicht Änderungen und Anpassungen.

ABS ist ein vielseitiger und zuverlässiger Werkstoff für Spritzgussteile. Seine Schlagfestigkeit, Formbeständigkeit, chemische Beständigkeit und Kosteneffizienz machen es zu einem beliebten Material für eine Vielzahl von Produkten und Bauteilen, die in zahlreichen Anwendungen in unterschiedlichen Branchen zum Einsatz kommen. Wenn Sie weitere Fragen zu ABS oder Spritzguss haben, wenden Sie sich bitte an einen unserer Vertriebsmitarbeiter oder Anwendungstechniker unter +49 (0)89 90 5002 0 oder per E-Mail an [email protected].