In der Welt des Spritzgießens kann die Vernachlässigung der richtigen Werkzeugkonstruktion und -wartung zu Mängeln führen, die letztendlich Ihre Produktionsprozesse und die Qualität des Endprodukts beeinträchtigen können. In diesem Blog werden einige Probleme im Zusammenhang mit der Wartung und Konstruktion von Werkzeugen untersucht, insbesondere in Bezug auf Ursache, Wirkung und Prävention. Dazu gehören beispielsweise Mängel an der Oberfläche des Teils, Schweißnähte, Passungenauigkeiten und Kurzschüsse. Lesen Sie weiter, um mehr darüber zu erfahren, wie die Nachlässigkeit bei der Konstruktion von Werkzeugen zu kostspieligen Mängeln und Produktionsverzögerungen führen kann, und um praktische Hinweise zur Vermeidung dieser Probleme zu erhalten.
Was versteht man unter dem Begriff "Spritzgießfehler"?
Ein Spritzgießfehler ist eine Unregelmäßigkeit oder eine unerwünschte Markierungen, Unebenheiten oder Lücken auf dem fertigen Teil. Verschiedene Gründe wie unsachgemäße Entlüftung, Kühlung oder Angüsse, unzureichende Formschrägen und unzureichende Wandstärken können diese unerwünschten Schönheitsfehler verursachen.
Wie können sich Fehler beim Spritzgießen auf das Endprodukt auswirken?
Fehler beim Spritzgießen können sich in vielerlei Hinsicht auf ein Endprodukt auswirken. Am offensichtlichsten ist das kosmetische Erscheinungsbild Ihres Teils. Defekte wie Grate, Einfallstellen und Verzug können das optische Erscheinungsbild Ihres Teils beeinträchtigen. Aber Ihr Teil kann auch in anderer Hinsicht beeinträchtigt werden, z. B. in Bezug auf Maßgenauigkeit, mechanische Eigenschaften, Funktionalität, Haltbarkeit und vieles mehr.
Was sind die häufigsten Spritzgießfehler?
Gussgrat
Was ist ein Grat? Ein Gussgrat ist überschüssiger Kunststoff an Ihrem fertigen Teil, der aus der Kavität ausgetreten ist.
Erkennen von Gussgraten: Flash is easy to spot as it is excess material. It is typically found where the mould cavity seals, at parting lines, ejector pins, venting channels, etc.
Wie problematisch ist Grat? Grate sind in erster Linie ein kosmetisches Problem; ihre Beseitigung kann jedoch die Kosten erhöhen und möglicherweise die Konstruktionsgenauigkeit und -konsistenz beeinträchtigen.
Vermeidung von Gratbildung:
Gratbildung kann durch Probleme mit dem Werkzeug verursacht werden, z. B. durch einen Versatz zwischen den Werkzeughälften oder eine unzureichende Entlüftung. Aber auch das Bauteildesign kann eine Rolle spielen. Bei sehr dünnen Teilen ist ein höherer Einspritzdruck erforderlich, um den geschmolzenen Kunststoff in die Form zu drücken, was zu Gratbildung führen kann. Wenn die beiden Werkzeughälften so einfach wie möglich zusammengefügt werden können, erhöht sich auch die Wahrscheinlichkeit eines geeigneten Verschlusses zwischen den beiden Hälften. Dies kann erreicht werden, indem man versucht, die Trennlinie so flach wie möglich zu halten und Steilflächen zu vermeiden, die zu übermäßigem Verschleiß in der Form führen könnten, wenn sich die beiden Hälften gegeneinander öffnen und schließen.
Einfallstelle
Was ist eine Einfallstelle? Eine Einfallstelle ist eine Einbuchtung (oder Vertiefung) auf der Oberfläche eines fertigen Teils. Sie tritt typischerweise in Bereichen mit dickerem Material auf, in denen die Abkühlung uneinheitlich ist.
So erkennen Sie Einfallstellen: Einfallstellen sind auch ein offensichtlicher kosmetischer Fehler, da sie deutliche Vertiefungen auf der Materialoberfläche hinterlassen. Einfallstellen treten dort auf, wo sich ein dickerer Bereich auf dem Teil befindet. Der dickere Bereich des Kunststoffs braucht länger zum Abkühlen als die umliegenden dünneren Bereiche, so dass er sich stärker zusammenzieht, was dazu führt, dass die Oberfläche des Teils nach innen gezogen wird.
Wie problematisch ist eine Einfallstelle? Einfallstellen sind in der Regel nur ein kosmetisches Problem, aber sie können ziemlich unschön aussehen und das Teil qualitative minderwertig erscheinen lassen.
Wie man Einfallstellen vermeidet: Einfallstellen können durch Probleme beim Gießprozess entstehen, z. B. durch die Verwendung der falschen Schmelztemperatur, Pack- und Haltezeit oder Formtemperatur. Aber wie der Grat kann auch das Design des Teils eine Rolle spielen. Die beste Möglichkeit, Einfallstellen zu vermeiden, ist die Vermeidung von Schwankungen in der Wandstärke. Versuchen Sie, dickere Bereiche zu entkernen, um eine gleichmäßige Wanddicke zu erhalten. Wenn Sie dies im Rahmen der Konstruktion berücksichtigen, erhöhen sich die Werkzeugkosten kaum oder gar nicht. Achten Sie auch darauf, dass Rippen und Nocken keine dicken Bereiche erzeugen. Als allgemeine Regel gilt, dass die Wandstärke nicht weniger als 40-60 % der Dicke der angrenzenden Wände betragen sollte.
Schweißnähte
Was sind Schweißnähte? Schweißnähte werden auch als Schweißlinien bezeichnet, wenn sich zwei getrennte Ströme geschmolzenen Kunststoffs in der Mitte treffen. Diese Verbindung wird als "Schweißnaht" bezeichnet.
So erkennen Sie Schweißnähte: Sie sind auf Ihrem Kunststoffteil an der Stelle sichtbar, an der sich die Materialströme getroffen haben. Sie sehen manchmal wie Kratzer aus und verlaufen vom Anschnitt aus hinter Hindernissen wie Löchern und Schlitzen.
Wie problematisch sind Schweißnähte?Sie können ein rein kosmetisches Problem sein oder im schlimmsten Fall ernsthafte strukturelle Probleme verursachen (strukturelle Probleme durch Schweißnähte sind wahrscheinlicher, wenn sich die Schwißnaht hinter einem Vorsprung* befindet).
Wie kann man Schweißnähte verhindern? Das verwendete Material kann einen großen Einfluss darauf haben, wie ausgeprägt die Schweißnähte sind. Leichter fließende Materialien erzeugen weniger ausgeprägte Nähte. Versuchen Sie daher, gefüllte Materialien zu vermeiden, wenn das Teil viele Schweißnähte verursacht. Sie können auch versuchen, die schweißnahtverursachenden Merkmale, wie z. B. Vorsprünge und Löcher im Teil, von vornherein zu vermeiden. Wenn sie jedoch unvermeidbar sind, hilft es, sie so weit wie möglich von den Kanten des Teils zu entfernen.
Kurzschuss
Was ist ein Kurzschuss? Ein Kurzschuss liegt vor, wenn ein spritzgegossenes Teil oder Merkmal nicht vollständig geformt ist. Dies geschieht, wenn der geschmolzene Kunststoff abgekühlt und erstarrt ist, bevor er die Kavität des Werkzeugs vollständig ausgefüllt hat.
Wie erkennt man einen Kurzschuss?Kurzschuss ist leicht als ein ungeformtes/unfertiges Teil oder Merkmal zu erkennen.
Wie problematisch ist ein Kurzschuss: Wenn ein Teil oder ein Merkmal nicht vollständig geformt ist, kann es seine vorgesehene Aufgabe nicht erfüllen. Das Teil muss dann wahrscheinlich nachgespritzt werden.
Wie lässt sich ein Kurzschuss vermeiden? Wie bei Schweißnähten hängt die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschusses vom verwendeten Material ab. Bei einem leichter fließenden Material ist das Risiko eines Kurzschusses geringer als bei einem zäheren, wie z. B. einem glasgefüllten Material. Auch die Teilegeometrie spielt eine Rolle. Vermeiden Sie es, Ihr Teil zu dünn zu gestalten und halten Sie die Wandstärke so gleichmäßig wie möglich. Auch die Spritzgussmaschine spielt eine entscheidende Rolle. Sie ist für die ausreichende Entlüftung des Werkzeugs entscheidend, damit eingeschlossene Gase entweichen können, die andernfalls verhindern könnten, dass der Kunststoff den Hohlraum vollständig ausfüllt.
Hohlraum
Was sind Hohlräume?Hohlräume sind Bereiche mit eingeschlossenem Gas oder Lufteinschlüssen im Kunststoff.
So erkennen Sie einen Hohlraum:Wenn sie sich nicht an der Oberfläche befinden oder ein durchsichtiges Material verwendet wird, sind Hohlräume mitunter schwer zu erkennen. Wenn sie sich im Inneren des Teils befinden und Ihr Teil nicht klar ist, können Sie Flecken, Unebenheiten oder Wölbungen auf der Oberfläche Ihres Teils feststellen. Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob Ihr Teil Hohlräume aufweist, können Sie es an einem dicken Abschnitt aufschneiden, um zu sehen, ob welche vorhanden sind.
Wie problematisch sind Hohlräume?Wie bei nicht vollständig geformten Teilen können Hohlräume kosmetisch problematisch sein. Sie können auch die mechanischen Eigenschaften des Teils beeinträchtigen und es schwächen.
Wie lassen sich Hohlräume vermeiden?Hohlräume entstehen, wenn die äußeren Schichten des Teils schneller abkühlen als die inneren Schichten. Daher ist es hilfreich, dicke Bereiche zu vermeiden und die Wandstärke konstant zu halten. Auch die Verarbeitung kann einen großen Einfluss haben. Die richtige Trocknung des Materials und die Erhöhung des Einspritz- und Nachdruckes sind hilfreich.
Jetting
Was ist Jetting? Jetting wird in der Regel verursacht, wenn das Material zu schnell in die Kavität eingespritzt wird und zu erstarren beginnt, bevor die gesamte Kavität gefüllt ist.
Woran erkennt man Jetting? Das Jetting hinterlässt Spuren auf der Kunststoffoberfläche, die einer Schlange ähneln und in der Regel im Bereich des Angusses beginnen.
Wie problematisch ist Jetting? Auch wenn es rein kosmetisch erscheinen mag, kann es zu strukturellen Schwächen führen.
Wie man Jetting verhindert: Jetting ist ein Problem, das durch die Verarbeitung an der Druckmaschine verursacht wird und verhindert werden kann. Die drei Hauptursachen für Jetting hängen mit dem Fluss des Kunststoffs in die Kavität des Werkzeugs, der Geschwindigkeit der Einspritzung und der Temperatur des Kunststoffs zusammen. Wenn sichergestellt wird, dass der Kunststoff beim Eintritt in die Kavität auf eine entsprechende Fließfläche trifft, wird verhindert, dass er zu stark abkühlt, bevor er richtig durch die Form geflossen ist. Auch eine Verringerung der Geschwindigkeit, mit der der Kunststoff in die Form eintritt, kann helfen. Schließlich kann durch eine Verlangsamung der Abkühlung des Materials in der Form verhindert werden, dass es zu Jetting kommt, was wiederum durch die richtige Temperatur der Form beeinflusst werden kann.
Verzug
Was ist Verzug? Unter Verzug versteht man die Verformung eines Kunststoffteils, z. B. durch Biegen und Verdrehen.
Wie erkennt man Verzug? Wie die meisten Defekte ist auch dieser recht einfach zu erkennen: Das Teil verzieht sich, verbiegt sich oder verdreht sich.
Wie problematisch ist Verzug?Verzug kann zu Problemen führen, insbesondere bei Teilen, die montiert werden müssen, da sich die Teile nicht wie geplant zusammenfügen lassen.
Wie kann man Verzug verhindern? Verzug kann durch verschiedene Aspekte des Formgebungsverfahrens, wie Werkzeug- und Zylindertemperaturen, Angussgröße und -platzierung, bekämpft werden. Er kann auch durch das Design der Teile und die Wahl des Materials verursacht werden. Wie bei vielen der besprochenen Mängeln ist es sehr wichtig, eine gleichmäßige Wandstärke einzuhalten, da Verzug auftreten kann, wenn ungleichmäßige Wandstärken eine ungleichmäßige Schrumpfung verursachen. Einige Materialien sind auch anfälliger für Verformungen als andere. Zum Beispiel neigen glasgefüllte Materialien viel eher zum Verzug als ungefüllte Materialien.
Brandmarke
Was sind Brandmarken? Brandmarken sind gebräunte oder geschwärzte Flecken auf der Oberfläche eines Kunststoffteils.
Wie erkennt man Brandmarken: Brandmarken sind aufgrund ihrer schwarz-braunen Verfärbung der Kunststoffoberfläche unverkennbar.
Wie problematisch sind Brandmarken?Auch wenn sie wie ein einfaches kosmetisches Problem aussehen, kann die Verschlechterung des Materials zu Problemen mit der strukturellen Integrität und Funktionalität führen.
Vermeidung von Brandmarken: Brandmarken sind in der Regel das Ergebnis einer suboptimalen Verarbeitung. Sie sind in der Regel am Ende des Füllvorgangs zu finden und werden durch eine zu hohe Einspritzgeschwindigkeit verursacht. Sie können auch auf eine schlechte Entlüftung der Form zurückzuführen sein, wodurch es zu Lufteinschlüssen kommt.
Schlieren
Was sind Schlieren? Schlieren sind Streifen, die auf der Oberfläche eines Kunststoffteils zurückbleiben.
Wie erkennt man Schlierenbildung: Schlieren zeigen sich in Form von Streifen auf der Oberfläche des Teils und sind relativ leicht zu erkennen.
Wie problematisch ist die Schlierenbildung? Da die Schlierenbildung in der Regel auf überschüssige Feuchtigkeit im Material zurückzuführen ist, kann es mehr als nur ein kosmetisches Problem sein; es kann auch die mechanischen Eigenschaften des Materials beeinträchtigen.
Wie man Schlierenbildung verhindert: Die häufigsten Ursachen für Schlierenbildung sind Feuchtigkeit, übermäßige Hitze und Verzug. Es liegt in der Verantwortung des Verarbeiters, die Ursache zu ermitteln und geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um dies zu verhindern.
Dies sind nur einige der gängigsten Spritzgießfehler, wie man diese erkennt und wie man sie am besten vermeidet. Wenn Sie jedoch weitere Fragen haben oder mehr über einen bestimmten Fehler wissen möchten, können Sie gerne einen Termin mit einem unserer Experten vereinbaren.