4 Methoden zum Entwerfen von Kanälen im Teiledesign

Es gibt viele Gründe dafür, Kanäle in ein Kunststoffteil einzubauen. Kanäle, Tunnel und Löcher können Flüssigkeiten, Gase oder in manchen Fällen sogar Feststoffe befördern und kommen häufig in Teilen für medizinische Geräte vor. In Spritzgussteilen aus Kunststoff werden Kanäle mithilfe von Kernen oder Stiften geformt, die aus einer Formhälfte oder Nocke herausragen. Bei Protomold können diese Stifte aus dem Formblock herausgefräst oder es kann ein robusterer Stahlstift nach dem Fräsen eingesetzt werden. Wenn zwei Kanäle innerhalb des Körpers eines Teils aufeinandertreffen, entsteht ein interessantes Problem. Die Herausforderung liegt darin, am Berührungspunkt der beiden Stifte einen zuverlässigen Formschluss zu bilden. Die in Abbildung 1 gezeigte Methode scheint am Logischsten.

Das Problem bei diesem Ansatz ist, dass an den Berührungspunkten der Stifte hauchdünne Kanten zurückbleiben. Bei derart filigranen Merkmalen besteht das Risiko, dass sie beim normalen Einsatz der Form und der Einspritzung von Kunststoff unter Druck beschädigt werden. Wenn diese dünnen Kanten beschädigt werden, kann Kunststoff in den sich zwischen den Stiften ergebenden Raum gelangen und "Grate" hinterlassen, die besonders schwer zu entfernen sind, da sie sich auf einer Innenfläche befinden.

Natürlich legen Sie beim Entwerfen eines Teils nicht explizit fest, wie die Stifte für die Bildung der Kanäle eingesetzt werden, doch bei sich schneidenden Kanälen, wie in Abbildung 1 dargestellt, wäre genau diese Art von Formschluss notwendig. Wenn Sie versehentlich einen solchen problematischen Formschluss erstellen, wird Ihnen dies in der ProtoQuote^® Designanalyse angezeigt. ProtoQuote erkennt nicht speziell Kanalschnittpunkte, sucht dafür aber nach unzulässigen dünnen Kanten; die Software weist Sie - wie in Abbildung 2 dargestellt - darauf hin, dass Sie eine "Klinge" in der Form erstellt haben und zeigt den zu korrigierenden Bereich an. Sie müssen das Problem beheben, bevor Sie fortfahren können; zum Glück gibt es ein paar einfache Wege, um einen solchen Formschluss zu überarbeiten und das Problem zu beseitigen.

Seitenkanal verjüngen

Wie in Abbildung 2 gezeigt, können Sie den Stift verjüngen, indem Sie den Kanal so formen, dass die dünnste Kante seiner konkaven Fläche statt der maximalen Ausmaße nur die Seite des Hauptkanals berührt. Die dünnen Kanten der konkaven Spitze werden dadurch reduziert und sind daher robuster und in der Lage, den Drücken beim Spritzgießen standzuhalten.

Durchmesser des Seitenkanals reduzieren

Das gleiche Ergebnis erhalten Sie, indem Sie den gesamten Durchmesser des Seitenkanals kleiner konzipieren als den des Hauptkanals (siehe Abbildung 4). Wie im vorigen Beispiel werden dadurch die dünnsten Teile der konkaven Fläche reduziert, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung beim Spritzgießen abnimmt.

Die dünnen Kanten der konkaven Fläche abschrägen

Abbildung 4 zeigt, wie sich extrem dünne Kanten am konkaven Ende eines Stiftes vermeiden lassen, wenn beide Kanäle den gleichen Durchmesser besitzen und eine Verjüngung nicht in Frage kommt. In diesem Fall wird eine Abschrägung zwischen der Außenfläche des Stifts für den Seitenkanal und seiner konkaven Fläche gefräst. Dadurch werden die dünnen Kanten der konkaven Spitze abgestumpft, indem sie von der oberen und unteren Oberfläche des anderen Stifts weggenommen werden, ohne den Durchmesser des Seitenkanals zu verringern.

Übergroßen Seitenkanal erstellen

Wenn Ihr Design keine Einschränkung des Durchgangs vom Seitenkanal zum Hauptkanal zulässt, können Sie schließlich den Seitenkanal vergrößern und anschließend eine der oben genannten Methoden verwenden. Die volle Größe des Durchgangs von einem Kanal zum anderen wird dadurch beibehalten. Im Wesentlichen müssen Sie einen ovalen Durchgang erstellen, der über die Breite des Hauptkanals schmaler, jedoch über dessen Länge breiter ist (siehe Abbildung 5).

Wie immer helfen Ihnen die technischen Kundenberater von Protolabs bei Problemen gerne telefonisch unter der Rufnummer +49 (0)6261 6436947 weiter.