6 Möglichkeiten, kosmetische Mängel bei der Injektion zu vermeiden

Lucas Tofteland, Produktmanager für Spritzguss bei Protolabs | 24. August 2023

Wir haben im Laufe der Jahre Hunderttausende Formen hergestellt! Mit so viel Erfahrung passt es in das Terrain, dass wir Designs gesehen haben, bei denen Spritzguss-Know-how offensichtlich ist, und andere Designs, die einfach keine funktionsfähigen Werkzeuge und Qualitätsteile produzieren. Lassen Sie uns über sechs vermeidbare ästhetische Probleme sprechen, die Designer beachten sollten und die bei Formteilen auftreten können: Einfall, Verformung, Widerstand, Verwirbelung, Bindelinien und Grate. Je mehr Sie darüber wissen, desto größer sind Ihre Chancen, strukturell einwandfreie und kosmetisch ansprechende Teile und Produkte zu erhalten.

Hier ist ein Beispiel für ein Waschbecken.

In gewisser Weise ähnelt das Formen von Teilen dem Backen eines Soufflés. Wenn sich das Innere nicht schnell verfestigt, fällt die Oberseite langsam in sich zusammen und Sie erhalten ein servierfähiges, aber bei weitem nicht so ästhetisch ansprechendes Dessert. Das Gleiche gilt für Formteile.

Das Waschbecken sieht aus wie ein Grübchen auf der Oberfläche eines Formteils. Die Ursache hierfür sind dickere Querschnitte als normal, ein uneinheitliches Teiledesign oder eine falsche Platzierung des Angusses – der Türöffnung, durch die heißer Kunststoff zuerst in den Formhohlraum gelangt. Sowohl Polypropylen als auch Acetal neigen zum Absinken. Wenn Sie sich für faser- oder glasfaserverstärkte Materialien entscheiden, sorgen diese für eine stärkere Bindung und neigen weniger zum Absinken. Aus gestalterischer Sicht besteht eine Möglichkeit, dieses Problem zu vermeiden, darin, unsere Wandstärkenempfehlungen für jedes Material zu befolgen. Diese empfehlen, dass die Mindestwandstärke eines Werkstücks nicht weniger als 40 bis 60 Prozent seines dicksten Abschnitts betragen sollte. Außerdem sollte der Materialfluss innerhalb der Form nach Möglichkeit von dick nach dünn verlaufen, sodass Sie möglicherweise den Formhohlraum neu ausrichten oder den Anguss in einem Bereich platzieren müssen, den Sie ursprünglich für eine kosmetische Oberfläche reserviert hatten.

Auch wenn dicke Strukturen sicherlich problematisch sein können, kann man auch in die andere Richtung zu weit gehen. Dünne Merkmale sind ein weiterer wichtiger Aspekt, den Sie beim Entwerfen von Teilen berücksichtigen sollten. Wenn Sie beispielsweise Rippen zur Unterstützung in Ihr Teil eingebaut haben, diese Rippen jedoch zu dünn sind, kühlen sie viel schneller ab als das umgebende Material. Diese beschleunigte Abkühlung macht sich ähnlich wie bei dicken Bereichen bemerkbar und erscheint als Einfall- oder Schattenspuren auf der Außenseite des Teils. Dünne Bereiche lassen sich auch nur schwer auswerfen, was bedeutet, dass es zu einer Verformung des Teils oder sogar zu einem Nadelstich kommen kann. Bereiche mit sehr dünnen Querschnitten lassen sich außerdem nur schwer füllen oder mit Kunststoff durchdrücken, was zu einer unvollständigen Füllung des Teils oder zu schwachen Bereichen führen kann, in denen die Schweißnähte nicht vollständig miteinander verbunden sind.

Ein Teil, das eine gleichmäßige Wandstärke aufweist, um ein Einsinken zu verhindern.

Vorhin haben wir erwähnt, dass faser- oder glasfaserverstärkte Materialien die Bindungen in den Materialien stärken und so ein Absinken verhindern. Der Nachteil besteht darin, dass Sie bei dieser Auswahl eher mit Warp zu kämpfen haben. Hier ist der Grund: Wenn das Teil abkühlt, neigen die Glasfasern dazu, sich in die gleiche Richtung auszurichten, wodurch innere Spannungen entstehen. Wenn Sie außerdem ein Teil konstruieren, dessen Wände für das Zielmaterial zu dünn sind, rollt es sich wahrscheinlich wie ein Kartoffelchip auf. Lecker? Nein. Das ist eine Verformung und lässt sich leicht vermeiden, indem man die gleichen Regeln befolgt wie beim Senken, nämlich die Einhaltung der allgemeinen Richtlinien für die Wandstärke. Teile mit internen Stützstrukturen – Zwickel zur Unterstützung dünner Wände oder Rippen großer flacher Flächen – sind am besten gegen Verformungen geschützt.

Formschrägen wie die hier gezeigten sind für den Teileauswurf von entscheidender Bedeutung.

Eines der erfreulichsten Dinge, die man beim Spritzgießen von Teilen beobachten kann, ist, wenn die Auswerferstifte die Teile herausspringen lassen, ohne dass sie hängen bleiben. Sie können dies sicherstellen, indem Sie ausreichend Tiefgang hinzufügen. Es gibt einen Grund, warum sich Kuchenformen nach oben hin ausdehnen: Dadurch kommt Ihr Dessert leichter in einem Stück heraus. Das ist ein Entwurf, und er ist ein wichtiger Bestandteil jeder Formenkonstruktion. Vertikale Wände – solche mit Oberflächen parallel zur Richtung des Formbetriebs – sollten einen Entformungswinkel von mindestens 1/2 Grad haben. Möchten Sie wirklich sicher sein? Zwei Grad sind sogar noch besser und stark strukturierte Oberflächen benötigen möglicherweise fünf Grad oder mehr, um das zufriedenstellende Herausspringen Ihrer Teile zu erzielen. Ohne die richtige Formschräge wird das Auswerfen der Teile schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, und hässliche Schleif- oder Kratzlinien können die Ästhetik Ihrer Teile beeinträchtigen.

Blitz entlang der Trennlinie.

Sie haben gerade das perfekte PB&J gemacht. Du nimmst es, hältst das Brot in deinen Händen und beißt hinein, nur um zu sehen, wie der beste Teil des Sandwiches auf deinen Schoß fällt und dir den Tag ruiniert. Flash ist so ähnlich. Ein weiteres Beispiel: Schauen Sie sich einen Gummi-O-Ring genau an und Sie werden eine dünne Linie sehen, die ihn umgibt. Dieses zusätzliche Material, Trennlinie genannt, entsteht dort, wo die beiden Hälften der Form zusammenkommen, um Ihr Teil zu formen, und auf die Peripherie gedrückt werden. Bei frei fließenden Materialien tritt dieses Problem häufig auf. Wenn es ein Problem darstellt, müssen Sie jedes Teil nach dem Abkühlen zuschneiden. Bei Teilen wie diesem wird es etwas Gratbildung geben, aber bei orthogonalen Teilen können Sie bei der Platzierung Ihrer Nähte strategisch vorgehen, um offensichtliche Grate zu vermeiden.

Das Hinzufügen von Farbe zu einem Teil verdeckt wirbelnde Linien.

Niemand möchte, dass seine Teile wie ein Marmorkuchen aussehen. Um dies zu vermeiden, fügen Sie Ihren Teilen Farbe hinzu. Wir haben mehr als 40 Standardfarbstoffe auf Lager, die vor dem Formvorgang mit Naturharzpellets gemischt werden. Die Kombination kommt der Zielfarbe normalerweise recht nahe, das Endprodukt kann jedoch aufgrund des verwendeten Polymers, der Textur und Politur des Werkzeugs sowie der Verwirbelung während des Mischvorgangs variieren. Wenn Sie eine identische Farbübereinstimmung für Ihre Teile wünschen, kaufen Sie am besten farblich abgestimmtes, vorgemischtes Harz von einem externen Anbieter. Wir akzeptieren die meisten vom Kunden bereitgestellten Harze, die uns zugesandt werden.

Stricklinien erfordern möglicherweise einen Verstärkungsbuckel, um ein Brechen bei Belastung zu verhindern.

Wenn zwei Ströme geschmolzenen Kunststoffs in einer Form aufeinandertreffen, ist es unwahrscheinlich, dass sie friedlich miteinander verschmelzen. Stattdessen ist es wahrscheinlicher, dass sie durch eine Trennlinie getrennt bleiben. Sie sehen sie häufig am Rand eines Lochs oder eines anderen Kernelements. Meistens sind Stricklinien rein kosmetischer Natur, aber genau wie zwei an einer Kante zusammengeklebte Holzstücke kann diese Stelle versagen, wenn sie erheblicher Belastung ausgesetzt ist, beispielsweise durch eine Schraube. In diesem Fall ist es eine gute Vorsichtsmaßnahme, rund um das Loch einen Verstärkungsvorsprung zu entwerfen, oder Sie lassen das Loch einfach ganz aus und bohren es anschließend.

Weitere Informationen zu Textformaten