Konstruktionsleitfaden für das Spritzgießen

Das Spritzgießdesign ist entscheidend für die Herstellung hochwertiger Kunststoffteile und beeinflusst die Funktionalität und Herstellbarkeit in verschiedenen Branchen.

Die spritzgießgerechte Konstruktion optimiert Bauteil und Werkzeug mit Blick auf Fertigbarkeit und konzentriert sich auf Werkstoffwahl, Wanddicke¹ und Entformungsschrägen². Sie wird häufig in der Automobil-, Elektronik- und Verpackungsindustrie eingesetzt.

Das Verständnis der Feinheiten des Spritzgießdesigns kann die Produktqualität und die Fertigungseffizienz erheblich verbessern. Erfahren Sie mehr über Strategien zur Optimierung der Teileleistung und der Produktionsprozesse.

Warum für das Spritzgießen entwerfen?

Spritzgießgerechte Konstruktion ist die DFM-Disziplin, die Kunststoffteile vor Beginn des Werkzeugbaus fertigbar, reproduzierbar und kostenkontrollierbar macht.

Die Konstruktion für das Spritzgießen senkt die Produktionskosten und erhöht die Haltbarkeit, indem die Komplexität der Form und die Materialeigenschaften optimiert werden. Zu den Vorteilen gehören eine schnellere Fertigung, verbesserte Präzision und Skalierbarkeit, die für die Automobil-, Konsumgüter- und Elektronikindustrie von entscheidender Bedeutung sind.

Fertigungskomplexität bestimmen

Anhand des Entwurfs können Produktdesigner und Ingenieure vorhersagen, was bei der Herstellung schief gehen könnte. Der Entwurf sagt ihnen, was sie zu erwarten haben, sodass sie die Unsicherheit verringern können, bevor sie mit der Herstellung des Produkts beginnen.

Wenn sie wissen, wie kompliziert das Produkt ist, können sie auch besser einschätzen, wie die Form aussehen soll. Auf diese Weise können sie die richtige Form für das gewünschte Produkt entwerfen und herstellen.

Sicherstellung der Machbarkeit der Produktion

Wenn Sie Kunststoffteile entwerfen und produzieren, wissen Sie nicht, ob das von Ihnen entworfene Teil herstellbar ist. Das Spritzgießdesign kann Ihnen sagen, ob die Herstellungsmethode machbar ist.

So können Sie herausfinden, ob Sie Probleme bei der Herstellung haben werden, wenn das Teil in der Form stecken bleibt. Und was noch wichtiger ist: Sie sparen Zeit und Geld, so dass Sie Ihr Produkt billiger und schneller herstellen können.

Vorbeugung von Teilefehlern

Wenn Sie Ihre Spritzgussteile nicht korrekt konstruieren, funktionieren sie nicht richtig oder sehen mangelhaft aus. Aufgrund von Spritzgießfehlern oder anderen mechanischen Ausfällen erfüllen sie möglicherweise ihre vorgesehene Funktion nicht. Konstruktionsrichtlinien für das Spritzgießen helfen Ihnen, die richtigen Formparameter auszuwählen und schwerwiegende Probleme zu vermeiden, die die Funktion Ihrer Teile beeinträchtigen.

Was ist bei der Konstruktion von Spritzgussteilen zu beachten?

Überlegungen zum Design von Spritzgussteilen sind für die Gewährleistung der Produktfunktionalität, Herstellbarkeit und Kosteneffizienz von entscheidender Bedeutung.

Zu den wichtigsten Überlegungen für Spritzgussteile gehören Materialauswahl, Wandstärke, Entformungswinkel, Anschnittplatzierung und Rippendesign, die sich alle auf die strukturelle Integrität, die Herstellbarkeit, die Produktqualität und die Kosten auswirken.

Wanddicke der Kammer

Dies ist einer der wichtigsten Punkte, über die man nachdenken muss, wenn man ein Spritzgussteil entwirft. Die Wandstärke beeinflusst viele Aspekte eines Teils, z. B. wie es funktioniert, wie es aussieht und wie viel es kostet.

Bestimmen Sie die richtige Wanddicke anhand der geforderten Teilefunktion. Berücksichtigen Sie die zulässige Belastung und die erforderliche Lebensdauer, um die geringstmögliche Wanddicke festzulegen.

Die allgemeine Regel lautet, dass die Wandstärke im gesamten Spritzgussteil gleichmäßig sein sollte. Im Idealfall sollte die Wanddicke zwischen 1,2 mm und 3 mm liegen. Wenn die Wände zu dünn sind, ist ein hoher Kunststoffdruck erforderlich und es kommt zu Kavitation. Bei zu dicken Wänden verlängern sich die Zykluszeiten, und es wird mehr Material verbraucht, was wiederum mehr Geld kostet.

Wenn Sie ein Teil haben, dessen Wandstärke sich ändert, müssen Sie dafür sorgen, dass es einen schönen Übergang zwischen den Teilen gibt. Dies können Sie erreichen, indem Sie Ihre schrägen Kanten oder Ecken mit Fasen versehen. Ebenso stellen Sie durch die Verwendung von Verrundungen an den Ecken sicher, dass der geschmolzene Kunststoff die Form vollständig ausfüllt und gleichmäßig abkühlt.

Trennungslinie

An der Trennlinie³ treffen die beiden Formhälften zusammen, um das endgültige Produkt zu bilden. Abweichungen oder ein Versatz in der Trennliniengestaltung können Gratfehler am Formteil verursachen. Daher sollte die Trennlinie einfach und gerade ausgelegt werden, um solche Fehler zu minimieren. Einfache Trennlinien sind leichter herzustellen, erfordern weniger Wartung und können dem Endprodukt insgesamt eine bessere Oberflächengüte verleihen.

Wenn Sie eine Trennlinie entwerfen, ist es in der Regel am besten, sie auf einer scharfen Kante und nicht auf einer abgerundeten Oberfläche zu platzieren. So vermeiden Sie, dass Sie Formen mit engen Toleranzen verwenden müssen, was Ihre Produktionskosten in die Höhe treiben kann. Sie sollten sich auch Gedanken darüber machen, wie die Trennlinie auf dem fertigen Produkt aussehen wird.

Sie sollten sie so gestalten, dass sie so unsichtbar wie möglich ist und keine kritischen Oberflächen oder Merkmale wie Text oder Logos überdeckt. So können Sie sicherstellen, dass Ihr fertiges Produkt so aussieht, wie Sie es sich wünschen, und Sie können bessere Teile im Spritzgussverfahren herstellen.

Entwurfswinkel

Der Entformungswinkel an der Oberfläche eines Spritzgussteils ermöglicht eine einfache und beschädigungsfreie Entnahme aus dem Werkzeug. Der erforderliche Entformungswinkel hängt unter anderem von Wanddicke, Materialschwindung und den Anforderungen an die Nachbearbeitung ab.

Die durchschnittliche Zugtiefe sollte um 1 Grad pro Zoll Tiefe zunehmen, aber mindestens 1,5 bis 2 Grad sind für die meisten Teile sicher. Schwere Texturen können bis zu 5 Grad pro Zoll Tiefe erfordern. Ein unzureichender Verzug kann zu kosmetischen Mängeln wie Schleifspuren führen.

Bei der Konstruktion von Spritzgussteilen mit einem CAD-System können Sie Entformungsschrägen hinzufügen. Es ist jedoch am besten, dies in den letzten Phasen der Konstruktion zu tun, um die Komplexität zu minimieren.

Rippen und Bosse

Rippen werden zur Verstärkung der Wände von Teilen verwendet, bei denen zwei Wände in einem 90-Grad-Winkel aufeinandertreffen. Sie tragen dazu bei, dass das Teil stärker wird und mehr Gewicht tragen kann. Vorsprünge sind erhabene Bereiche an einem Teil, die zum Befestigen und Ausrichten anderer Teile dienen. Sie machen das Teil auch in Bereichen wie Schraubenlöchern und Schlitzen stärker.

Die Fußdicke der Stützrippen sollte höchstens zwei Drittel der Dicke der angrenzenden Wand betragen. Die Rippenhöhe sollte das 2.5-Fache der Nennwandstärke (2.5T) nicht überschreiten. Die Schwindung muss berücksichtigt werden. Um Einfallstellen zu vermeiden, sollte die Dicke des Doms 60% der gesamten Wandstärke nicht überschreiten.

Standort und Arten von Gates

Der Anschnitt beim Spritzgießen ist ein sehr wichtiges Teil, das direkt mit dem Kunststoffteil verbunden ist und den Fluss des geschmolzenen Kunststoffs in die Kavität steuert. Größe, Form und Position des Anschnitts haben einen großen Einfluss auf das fertige Produkt. Sie beeinflussen die Festigkeit und das Aussehen des Produkts.

Es gibt vier gängige Arten von Anschnitten, die bei verschiedenen Arten von Spritzgießwerkzeugen verwendet werden: Rand, Unterseite, heiße Spitze und Anguss. Wie der Name schon andeutet, befinden sich Randanschnitte an der Kante eines flachen Teils und hinterlassen eine Narbe an der Trennebene.

Anschnitte sind weit verbreitet und werden in verschiedenen Varianten angeboten, z. B. als Bananenanschnitte, Smiley-Anschnitte und Tunnelanschnitte. Sie erfordern Auswerferstifte für den automatischen Beschnitt und tragen dazu bei, die Position des Anschnitts für eine bessere Befüllung von der Trennebene weg zu verlagern.

Heißkanalanschnitte werden nur bei Heißkanal-Spritzgießwerkzeugen verwendet. Sie befinden sich bei runden oder konischen Geometrien in der Regel am oberen Ende des Werkzeugs. Andererseits sind Anschnitte ideal für große zylindrische Einzelkavitätenwerkzeuge. Sie hinterlassen in der Regel große Narben an den Kontaktpunkten, sind aber einfach herzustellen und zu warten.

Welches Design und welche Art von Anschnitt Sie verwenden, hängt von der Konstruktion des Teils, dem gewählten Material, den benötigten Abmessungen und dem gewünschten Aussehen des Teils ab. Eine Sache, die Sie beachten sollten, ist, dass Sie den Anschnitt an einer Stelle anbringen, an der er keine große Belastung oder Beschädigung des Teils verursacht.

Außerdem möchten Sie vermeiden, dass Sie das Teil vom Anguss abschneiden müssen, und setzen den Anschnitt an der dicksten Stelle des Teils ein, damit er sich gut ausfüllt. Manchmal braucht man mehr als einen Anschnitt, je nachdem, wie groß das Teil ist, welche Form es hat und welche Art von Kunststoff man verwendet.

Auswerferstifte

Dies ist ein wichtiger Teil der Spritzgießeinrichtung und hilft, das Teil aus der Form zu drücken, nachdem es ausreichend abgekühlt ist. Sie hinterlassen oft Spuren auf dem Teil. Daher müssen sie auf einer Ebene konstruiert werden, die senkrecht zur Bewegungsrichtung der Stifte liegt.

Bauteilform, Entformungsschräge, waDer Anschnitt beim Spritzgießen ist ein sehr wichtiger Bereich, der direkt mit dem Kunststoffteil verbunden ist und den Fluss des geschmolzenen Kunststoffs in die Kavität steuert. Größe, Form und Position des Anschnitts haben großen Einfluss auf das fertige Produkt. Sie beeinflussen seine Festigkeit und sein Erscheinungsbild.

So erfordert beispielsweise ein klebrigeres Harz eine höhere Entformungskraft. Ebenso erfordert ein weicheres Kunststoffpolymer breitere oder mehr Stifte, um die Entformungskraft zu verteilen und Formfehler zu vermeiden.

Hinterschneidungen und Gewinde

Hinterschnitte und Gewinde sind zurückgesetzte oder überhängende Merkmale, die das Auswerfen eines Kunststoffteils aus dem Werkzeug mit einer geradlinigen Bewegung erschweren. Die Konstruktion sollte gewährleisten, dass das Teil in einer einzigen Richtung ausgeworfen werden kann. Dies trägt dazu bei, die Spritzgießkosten niedrig zu halten. Daher sollten Gewinde und Hinterschnitte bei der Konstruktion von Spritzgussteilen möglichst vermieden werden.

Um Hinterschneidungen zu vermeiden, sollten Sie die Merkmale parallel zur Zuglinie ausrichten und Heber und Schieber in die Konstruktion einbeziehen. Heber helfen dabei, interne Hinterschneidungen ohne Verzug zu lösen. Nachdem das Teil abgekühlt ist, können Heber in einem Winkel nach oben drücken, um Hinterschneidungen aus der Form zu entfernen. Schieber hingegen verwenden abgewinkelte Stifte, die an der Kernform befestigt sind, um äußere Hinterschneidungen zu entfernen.

Abgerundete Ecken

Um das Spritzgießen effizienter und qualitativ besser zu machen, sollten Designer und Ingenieure abgerundete Merkmale anstelle von scharfen Ecken und Kanten verwenden. Scharfe Kanten benötigen mehr Druck zum Füllen, was das Teil beschädigen und beim Auswerfen Fehler verursachen kann. Abgerundete Innen- und Außenecken sorgen dafür, dass der Kunststoff besser fließt, was Spannungen und Risse verringert.

Der innere Eckenradius sollte mindestens 50% der angrenzenden Wanddicke betragen. Die Außenecken hingegen sollten 150% der angrenzenden Wandstärke betragen. Bei vertikalen Merkmalen wie Vorsprüngen und Schnappverbindungen sollte die Basis abgerundet sein. Der Radius der Aufsätze sollte 25% der angrenzenden Wand betragen, mit einem Mindestradius von 0,381 mm (0,015 Zoll).

Oberfläche

Kunststoffteile können unterschiedliche Oberflächenbehandlungen aufweisen. Diese Oberflächen beeinflussen die Textur, das Aussehen und die Haptik des Teils. Die Wahl der richtigen Oberfläche ist bereits in der Entwurfsphase wichtig. Sie bestimmt die benötigten Werkzeuge und Materialien. Raue Oberflächen erfordern höhere Verzugswinkel.

Sie beeinflussen auch das Material, das Sie wählen. Möglicherweise müssen Sie die Oberfläche der Form vorbereiten, um die gewünschte Oberfläche zu erhalten. Jede Unvollkommenheit in der Formoberfläche wird sich auf dem Teil zeigen. Je mehr Arbeit Sie erledigen müssen, nachdem das Teil aus der Form gekommen ist, desto teurer wird es und desto länger dauert die Herstellung der Form.

Auswahl des Materials

Beim Spritzgießen geht es um die Verwendung verschiedener Arten von Kunststoffen, von denen jeder seine eigenen physikalischen und mechanischen Eigenschaften hat. Das von Ihnen gewählte Material bestimmt, wie sich Ihr Teil in der vorgesehenen Umgebung verhält. Bei der Auswahl eines Materials für das Spritzgießen müssen Sie Dinge wie Materialschrumpfung, Passform und Kosten berücksichtigen.

Die Schrumpfung von Kunststoffen ist je nach Art des Kunststoffs und der Art seiner Verarbeitung unterschiedlich, was sich auf die Funktion und das Aussehen des Teils auswirken kann. Sie müssen auch bedenken, wie gut sich der Kunststoff mit Dingen wie Schrauben und Schweißen zusammenfügen lässt.

Es ist zwar wichtig, die richtigen Eigenschaften für den Kunststoff zu haben, aber man muss auch bedenken, wie viel es kostet, den Kunststoff zu beschaffen, ein Teil daraus zu machen und es fertigzustellen, damit man es für möglichst wenig Geld herstellen kann.

Was sind die Richtlinien für die Konstruktion von Spritzgussformen?

Eine effektive Konstruktion von Spritzgießwerkzeugen ist entscheidend für die effiziente und konsistente Herstellung hochwertiger Kunststoffteile in verschiedenen Branchen.

Wichtige Richtlinien für die Konstruktion von Spritzgießwerkzeugen: Auswahl geeigneter Materialien, Sicherstellung effektiver Kühlsysteme und Optimierung des Teileauswurfs. Diese Praktiken verbessern die Effizienz, verringern die Fehlerquote und erhöhen die Haltbarkeit des Gussverfahrens.

Grundform und Kavitätenlayout

Formwerkzeuge bestehen aus einem Formboden, einer Kavität, einem Kerneinsatz und anderen Teilen. Der Formboden ist die Grundlage der Form, während die Kavität und der Kerneinsatz das Teil formen. Die Konstruktion des Formwerkzeugs hat Einfluss auf die Genauigkeit und Konsistenz des Gießvorgangs. Durch die CNC-Bearbeitung werden präzise vertikale Wände erzielt, die für komplizierte Kunststoff-Spritzgießformen unerlässlich sind.

Die Form muss robust und wartungsfreundlich sein und sich für Reparaturen und Wartungsarbeiten leicht auseinandernehmen und wieder zusammensetzen lassen. Die Formwerkzeuge müssen präzise gefertigt sein, damit Hohlraum und Kern richtig ausgerichtet sind. Die Anordnung der Kavitäten des Formrahmens muss auch den Zugang zu den Hohlraum- und Kerneinsätzen für eine einfache Wartung und Reparatur ermöglichen. Dies verringert die Fehlerquote und verbessert die Qualität der Teile.

Auslegung des Kühlsystems

Das Kühlsystem spielt bei der Konstruktion von Spritzgussformen eine wichtige Rolle. Es steuert die Temperatur des Formhohlraums und des Kunststoffmaterials. Die Kühlung ist wichtig, weil sie zur Verfestigung des Kunststoffs und zur Kontrolle der Schrumpfung beiträgt.

Die Auslegung des Kühlsystems sollte eine gleichmäßige Kühlung der Werkzeugkavität gewährleisten. Die Kühlkanäle sollten nahe an Bereichen angeordnet werden, die länger zum Abkühlen benötigen, ohne dabei das Anschnitt- und Angusssystem zu beeinträchtigen. Der Werkzeugmacher sollte die Konstruktion außerdem auf eine möglichst kurze Zykluszeit optimieren.

Laufrad- und Torgestaltung

Das Anguss- und Angusssystem steuert, wie der geschmolzene Kunststoff in die Formkavität fließt. Der Anschnitt ist der Ort, an dem der Kunststoff in die Kavität gelangt, und das Angusssystem hilft dem Kunststoff, zum Anschnitt zu gelangen. Die Konstruktion des Anschnitt- und Angusssystems beeinflusst, wie gut der Formgebungsprozess funktioniert und wie gut das fertige Produkt ist.

Die Größe, Position und Form des Anschnitts sollte den Materialfluss optimieren, die Belastung des Teils minimieren und Defekte im Teil vermeiden. Das Angusssystem sollte den Druckabfall minimieren, eine gleichmäßige Materialverteilung gewährleisten und tote Punkte vermeiden, an denen sich Kunststoff ansammeln und Defekte verursachen kann.

Entwurf des Auswurfsystems

Das Auswerfersystem entnimmt das Teil aus dem Werkzeug. Bei seiner Konstruktion müssen Teileform, Anzahl der Hinterschneidungen und Festigkeit berücksichtigt werden. Auswerferstifte, Hülsen oder hydraulische Auswerfersysteme sorgen dafür, dass das Teil bei der Entnahme nicht beschädigt wird.

Außerdem muss das Auswerfersystem so konstruiert werden, dass es die Kraft aufnehmen kann, die nötig ist, um das Teil aus der Form zu holen. Außerdem muss man sich Gedanken darüber machen, wo das Auswerfersystem im Verhältnis zum Anschnitt- und Angusssystem platziert wird, damit es nicht im Weg ist.

Formwerkstoffe und Oberflächenbehandlung

Das Material, das Sie für Ihre Form verwenden, hat Einfluss darauf, wie lange sie hält und wie gut Ihre Teile aussehen. Sie brauchen ein Material, das viel Hitze verträgt, die Wärme gut verteilt und sich nicht abnutzt. Die Wahl des richtigen Materials kann Ihnen helfen, Teile schneller herzustellen, die Lebensdauer Ihrer Form zu verlängern und bessere Teile zu fertigen.

Jede Form ist anders und muss bei ihrer Herstellung sorgfältig durchdacht werden. Die verwendeten Materialien müssen genau richtig bearbeitet werden, damit keine Oberflächendefekte entstehen, die sich auf dem zu gießenden Teil zeigen.

Die Spuren, die der Schaftfräser auf der Oberfläche der Form hinterlässt, müssen durch weitere Nachbearbeitung, wie Sandstrahlen oder Polieren, beseitigt werden. Wie viel Nachbearbeitung erforderlich ist, wirkt sich auf die Kosten und die Dauer der Herstellung der Form aus.

Was sind häufige Probleme bei der Konstruktion von Spritzgießmaschinen und deren Lösungen?

Das Spritzgießen ist ein komplexer Prozess mit verschiedenen potenziellen Designproblemen, die sich auf die Produktqualität und die Produktionseffizienz auswirken können.

Gängige Spritzgießprobleme wie Verzug, Einfallstellen und Gratbildung können durch Optimierung der Werkzeugtemperatur, Anpassung der Kühlzeit und Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Entlüftung verringert werden, um die Produktkonsistenz zu verbessern und Fehler zu reduzieren.

Blitzlicht

Der Grat ist der zusätzliche Kunststoff an der Trennfläche der Form oder am Auswerferstift.

Ursachen für den Blitz

nicht genügend Schließkraft, Probleme mit der Form, schlechte Formungsbedingungen, falsches Design des Auspuffsystems.

Lösungen

Formkonstruktion: Konstruieren Sie die Form so, dass sie beim Spannen dicht schließt. Prüfen Sie die Größe der Entlüftungsöffnung und reinigen Sie die Formoberfläche.

Spritzgießmaschine: Wählen Sie eine Spritzgießmaschine mit der richtigen Schließkraft.

Formprozess: Verlängern Sie die Einspritzzeit, verringern Sie Einspritzgeschwindigkeit, Zylinder- und Düsentemperatur sowie Einspritz- und Nachdruck.

Silberstreif

Silberschlieren entstehen, wenn sich Wasser, Luft oder verkohltes Material auf der Oberfläche des Teils in Fließrichtung verteilt.

Ursachen von Silver Streaks

Der Feuchtigkeitsgehalt des Rohmaterials ist zu hoch, Luft ist im Rohmaterial eingeschlossen, Polymerabbau: das Material ist verunreinigt; die Zylindertemperatur ist zu hoch; das Einspritzvolumen ist nicht ausreichend.

Lösungen

Material: Trocknen Sie den Rohstoff vor dem Spritzgießen gemäß den Angaben des Rohstofflieferanten.

Formkonstruktion: Sorgen Sie für ausreichend viele Entlüftungen.

Formprozess: Wählen Sie die passende Spritzgießmaschine und Form, entfernen Sie bei einem Materialwechsel das alte Material vollständig aus dem Zylinder, verbessern Sie die Entlüftung und senken Sie Schmelzetemperatur, Einspritzdruck oder Einspritzgeschwindigkeit.

Delle

Delle ist, wenn die Oberfläche des Teils an der Wanddicke konkav ist.

Ursachen für die Bildung von Dellen

Der Einspritzdruck oder Nachdruck ist zu niedrig, die Nachdruck- oder Kühlzeit ist zu kurz, die Schmelzetemperatur oder die Werkzeugtemperatur ist zu hoch und die Bauteilstruktur ist ungeeignet.

Lösungen

Bauteilkonstruktion: Strukturieren Sie leicht einfallende Oberflächen, reduzieren Sie dickwandige Bereiche, minimieren Sie das Verhältnis von Dicke zu Durchmesser und halten Sie das Verhältnis benachbarter Wanddicken bei 1,5~2. Gestalten Sie Übergänge möglichst weich und legen Sie die Dicke von Versteifungsrippen, Senkungen und Eckrippen neu aus; empfohlen sind in der Regel 40-80 % der Grundwanddicke.

Prüfen Sie bei Schweißnahtfehlern die Ursachen und Lösungen für Bindenähte und passen Sie anschließend anhand des Fließbilds Einspritzdruck, Nachdruck, Anschnittgröße oder Anschnittposition an.

Schweißnaht

Ein Schweißfleck entsteht, wenn zwei Materialströme aufeinandertreffen und miteinander verschweißt werden, wodurch ein Fehler auf der Oberfläche entsteht.

Ursachen von Schweißnähten

Wenn das Teil Löcher, Einsätze oder Mehrfachanschnitt-Spritzgießverfahren aufweist oder wenn die Wandstärke des Teils ungleichmäßig ist, können Schweißnähte auftreten.

Lösungen

**Material:**Verbessert das Fließen der Kunststoffschmelze.

Produktkonstruktion: Ändern Sie die Fertigungsweise des Produkts und seine Wanddicken.

Formkonstruktion: Verlegen Sie den Anschnitt und ergänzen Sie Entlüftungen.

Prozessbedingungen: Erhöhen Sie die Kunststofftemperatur und verwenden Sie weniger Formtrennmittel. Brandstellen entstehen, wenn die Luft in der Form nicht schnell genug entweichen kann und der Kunststoff am Ende des Fließwegs verbrennt.

Verziehen und Verformung

Von Verformung spricht man, wenn die Form des spritzgegossenen Teils durcheinander gerät und es sich ungleichmäßig verformt, was nicht erwünscht ist. Das ist eines der Dinge, die bei der Herstellung von Spritzgusswerkzeugen schiefgehen können.

Was sollten Ingenieure vor der Freigabe der Konstruktion tun?

Eine freigabereife Konstruktion ist nach der Prüfung von Wänden, Entformungsschrägen, Anschnitten, Trennebene, Kühlung, Auswerfung, Schwindung und Inspektion DFM-freigegeben.

So erhalten Sie ein detailliertes Verständnis der Anforderungen und der Durchführung des Prozesses. Die in diesem Artikel erläuterten Konstruktionsregeln für das Spritzgießen helfen Ihnen, den Prozess zu optimieren, kosteneffizient zu produzieren und Zykluszeiten zu verkürzen. Einen umfassenden Überblick bietet unser vollständiger Leitfaden für Spritzgussformen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist die wichtigste Regel beim Design für die Spritzgusstechnik?

Die wichtigste Regel lautet, das Teil ohne unnötige Werkzeugkomplexität leicht füllbar, kühlbar, auswerfbar und prüfbar zu gestalten. Gleichmäßige Wandstärken, praktikable Entformungsschrägen, klare Entscheidungen zur Trennlinie und eine realistische Anschnittposition sind meist wichtiger als zahlreiche kleine Merkmale. Eine in CAD akzeptable Konstruktion kann in der Produktion dennoch scheitern, wenn sie Lufteinschlüsse, ungleichmäßige Kühlung, hohe Auswerferkräfte oder optische Fehler verursacht. Vor der Freigabe sollte die Konstruktion sowohl hinsichtlich der Produktfunktion als auch der Fertigungsgrenzen des Werkzeugs geprüft werden.

Wie viel Schrägung sollte ein spritzgegossenes Teil verwenden?

Ein praxisgerechter Ausgangspunkt ist ein Entformungswinkel von mindestens 1 bis 2 Grad an den meisten vertikalen Flächen, der bei tieferen Wänden, strukturierten Oberflächen oder Materialien mit starker Schwindung auf dem Kern vergrößert wird. Der genaue Wert hängt von der Bauteiltiefe, der Oberflächengüte, der Harzschwindung und der Entformungsrichtung ab. Entformungsschrägen sollten frühzeitig vorgesehen werden, da späte Änderungen Trennlinien verschieben, Shut-offs verändern und das Erscheinungsbild beeinträchtigen können. Muss eine Fläche gerade bleiben, sollte der Werkzeugbauer prüfen, ob Polieren, die Auswerferanordnung oder die Materialauswahl das Entformungsrisiko reduzieren können.

Warum ist die Wandstärke so wichtig?

Die Wandstärke bestimmt Fülldruck, Kühlzeit, Schwindung, Einfallstellen, Verzug und Materialverbrauch. Dicke Bereiche kühlen langsam ab und können Einfallstellen oder innere Hohlräume verursachen; dünne Bereiche können unvollständig gefüllt werden oder schwache Bindenähte aufweisen, wenn die Schmelze zu schnell erstarrt. Die sicherste Konstruktion hält die Wände üblicherweise so gleichmäßig wie möglich und verwendet Rippen, Dome oder allmähliche Übergänge anstelle unvermittelter Materialanhäufungen. Muss die Wandstärke aus Festigkeitsgründen variieren, sollte der Übergang einen gleichmäßigen Harzfluss und eine berechenbare Kühlung gewährleisten.

Wann sollte ein Design Rippen anstelle von dickeren Wänden verwenden?

Rippen sind sinnvoll, wenn ein Teil Steifigkeit benötigt, eine dickere Wand aber Einfallstellen, längere Kühlzeiten oder höhere Materialkosten verursachen würde. Eine Rippe sollte normalerweise dünner als die angrenzende Wand sein, eine Entformungsschräge aufweisen und mit ausreichendem Radius angebunden werden, um Spannungsspitzen zu vermeiden. Zudem ist genügend Abstand erforderlich, damit der Stahl ordnungsgemäß bearbeitet und poliert werden kann. Wenn ein Merkmal sowohl Festigkeit als auch eine Sichtoberfläche erfordert, ist die Rippenposition im Verhältnis zu Anschnittlage, Fließrichtung und möglichen Abzeichnungen auf der Sichtseite zu prüfen.

Was sollten Käufer einen Lieferanten fragen, bevor die Werkzeugherstellung beginnt?

Einkäufer sollten erfragen, ob der Lieferant vor dem Zerspanen des Stahls Wanddicke, Entformungsschrägen, Trennebene, Anschnittposition, Auswerferanordnung, Kühlungsauslegung, Werkstoffschwindung, Toleranzkette und optische Anforderungen geprüft hat. Zudem sollten sie klären, welche Risiken DFM-Änderungen erfordern und welche während der Bemusterung behoben werden können. Eine eindeutige Prüfung vor dem Werkzeugbau ist kostengünstiger als die Korrektur einer fertigen Form nach dem Auftreten von Fehlern. Bei Serienteilen sollte der Lieferant die Konstruktionsentscheidungen mit Zykluszeit, Prüfverfahren, Wartungszugang und erwarteter Formstandzeit verknüpfen.

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