Aus Entwicklungssicht erweist sich bei diesem Verfahren das Spritzgießen eines Grundkörpers mit anschließender weicher Kunststoffschicht im Einlege- oder Zweitverfahren als praktisch, weil keine Nachbearbeitung erforderlich ist. Das Niederdruck-Spritzgießen von Textilien oder Häuten erfordert dagegen zahlreiche Folgeprozesse.
Was ist Niederdruck-Spritzgießen？
Beim Niederdruck-Spritzgießen wird ein umspritztes Material mit sehr niedrigem Druck in eine Form gespritzt und schnell ausgehärtet.
Niederdruck-Spritzgießen ist ein sicheres und schonendes Verfahren zwischen Hochdruck-Spritzgießen und Vergießen. Aufgrund kurzer Zykluszeiten und niedriger Drücke eignet es sich ideal zum Schutz von Leiterplatten.
In der Automobilindustrie wird dieses Verfahren für einige Innenverkleidungen und die Verpackung elektronischer Komponenten verwendet.
Niederdruck-Spritzgießen Anwendungsbeispiele
Innenraumteile: Bei sehr niedrigem Einspritzdruck (300–600 Bar) werden PVC-Häute oder Stricktextilien in den Formprozess eingebracht.
Zu den häufig verwendeten Materialtypen gehören: Leder, PVC-Haut, TPO-Haut mit PP-Schaum, PUR-Haut, Gewirke mit Vliesstoff und Faserfilz sowie der Verbundspritzguss zwischen dem Oberflächenmaterial und dem Skelettmaterial; bei vielen Autoinnenraumteilen der Mittel- und Oberklasse wird das Niederdruck-Spritzgussverfahren angewandt, z. B. bei Türverkleidungen von Mercedes-Benz und BMW usw.
Verkapselung von elektronischen Bauteilen: Beim Verkapselungsprozess wird ein sehr geringer Einspritzdruck (1,5-40 bar) verwendet, um den Verbrauch des Verkapselungsmaterials in die Form einzuspritzen und es schnell auszuhärten (5-50 Sekunden).
Druck und Temperatur sind beim Niederdruck-Spritzgießen deutlich geringer als beim normalen Spritzgießprozess. Das Verfahren ist relativ einfach und stellt keine hohen Anforderungen an Maschinen und Werkzeuge.
Niederdruck-Spritzgießverfahren
Das Verfahren ist wie folgt:
Niederdruck-Spritzgießen ist eine In-Mold-Montagetechnik, ähnlich wie IMD, bei der Stoff beziehungsweise Haut direkt an das Produkt angeformt wird. Bei zu hohem Einspritzdruck wird der Stoff beschädigt.
Ausgehend von den Merkmalen des Formgebungsverfahrens gibt es zwei Arten des Niederdruck-Spritzgießens: die offene Form und die geschlossene Form.
Der Unterschied liegt darin, dass zwischen der beweglichen und der festen Form ein gewisser Abstand besteht, wenn die Form geschlossen ist.
Während des gesamten Füllvorgangs wird eine genaue Menge an Schmelze gleichmäßig eingespritzt (das Fließen der Kunststoffschmelze auf dem Gewebe ist viel langsamer als auf einem glatten Formhohlraum), so dass die Niederdruck-Spritzgießwerkzeuge für Gewebe mehr Anschnitte haben als herkömmliche Werkzeuge.
Merkmale des Niederdruck-Spritzgießens
1. Vorteile
a. Hohe Festigkeit, das Hautmaterial ist mit dem Kunststoff-Basismaterial integriert, es gibt keine Möglichkeit des Herunterfallens
b. Hohe Formeffizienz, umweltfreundlicher, kein Klebstoffauftrag für die Verkleidung notwendig, Verbesserung der Luftqualität im Auto
c. Die innere Struktur kann beliebig gestaltet werden, und die Freiheit der Oberflächenmodellierung ist größer als der Verkleidungsprozess, die Modellierungsmerkmale sind klarer, das Produkt ist schön, und der Komfort ist hoch.
2. Benachteiligungen
a. Das Niederdruck-Formverfahren ist komplexer, anfällig für Einflüsse des Werkzeugs und der Dehnbarkeit der Gewebe-/PVC-Haut, und die Ausschussquote ist relativ hoch
b. Pattern Retention, in der hohen Dehnung, Muster dreidimensionalen Sinn ist schlecht
c. Höhere Werkzeugkosten und teurere Stoffe
Unter Berücksichtigung der oben genannten Vor- und Nachteile weist das Niederdruckspritzgießen die folgenden Merkmale auf.
Form: Trennfläche mit einem Schließspalt; der Anschnitt wird durch ein Sequenzventil gesteuert (gesteuert durch den Ventiltyp Heißkanal)
Manipulator: sowohl Stoffklemmfunktion als auch Produktaufnahmefunktion
Zusammengesetzte Schicht: PVC/PU; Gewebe, etc.
Skelettmaterial: modifiziertes PP und PC/ABS mit besserer Fließfähigkeit, etc.
Niederdruck-Spritzgießen - wichtige Einflussfaktoren
Textilaufbau: möglich sind eine Vliesschicht, Schwammschicht, Schaumschicht, gestrickte Oberflächenschicht oder Weichkunststoffschicht (PVC).
Textileigenschaften: statische und bleibende Dehnung in Längs- und Querrichtung. Bei höherer Textildehnung ist Verformung weniger wahrscheinlich, Falten treten jedoch deutlicher hervor. Bei geringerer Dehnung verformt sich das Textil leichter, neigt aber weniger zur Faltenbildung.
Formaufbau: Gewöhnlich werden sequenzielle Nadelverschluss-Punktanschnitte verwendet, deren Anzahl höher ist als bei herkömmlichen Spritzguss-Grundkörpern. Bei einer Gesamtproduktlänge L = 1000mm und Wanddicke T = 2,5mm ergibt sich die empfohlene Anschnittzahl aus 1000/2,5/F; der F-Wert liegt für PP-Material unter 100 und für ABS oder PC unter 80.
Auslegung der Kavitätsentlüftung: Der Aufbau einer Spritzgießform für PVC-Häute entspricht dem einer Textil-Spritzgießform, legt jedoch besonderen Wert auf die Entlüftung des Raums zwischen Kavität und Kern.
Weitere technische Anforderungen: Der R-Radius an Produktecken darf 3,0 nicht unterschreiten. Die Wanddicke des Kunststoffbereichs darf nicht zu groß ausgelegt werden, um Schwindung zu vermeiden.
Die Dicke des Spannglieds sollte nicht mehr als 3/5 der Dicke des Klebeglieds betragen; Produkte mit tiefen Löchern müssen geteilt werden; die Kante des Produkts muss den Stoffarbeitsplatz umgekehrt umhüllen, die Rückseite des Produkts sollte kein Spannglied haben usw.
Fließfähigkeit von Kunststoffen beim Niederdruckspritzgießen
Der Kennwert für die Fließfähigkeit von Kunststoff ist der Schmelzindex MI. Wie allgemein bekannt ist, fließt Kunststoff auf dem Gewebe wesentlich langsamer als auf der glatten Werkzeugkavität. Deshalb besitzen Gewebe-Niederdruckspritzgießwerkzeuge mehr Anschnitte als herkömmliche Werkzeuge.
Die langsame Fließgeschwindigkeit wirkt sich unweigerlich auf andere Probleme mit dem Erscheinungsbild des Produkts aus, z. B. Klebestellen, fehlendes Material usw.
Im Allgemeinen liegt der MI-Wert von PP-Material zwischen 20 und 55, weshalb wir bei der Produktentwicklung nicht blindlings importierte Stoffe und importierte Kunststoffpartikel verwenden sollten.
Da diese nach der Anwendung der Kombination benötigt werden, solange und Schimmel mit guten, inländischen Material, wie üblich, können qualifizierte Niederdruckguss-Produkte zu machen.
Aufbau von Niederdruck-Spritzgießwerkzeugen
In der Regel ist der Auswerfer dieser Art von Schimmel ist in der festen Form, mit dem Ventil Tor, um die Materialmenge von jedem Tor zu steuern, die feste Form hat einen gepressten Stoff Rahmen, und die feste Form hat ein Gewebe Stift oder Luft Saugnapf, um das Gewebe zu fixieren.
Niederdruck-Spritzgießen - häufige Fehler und Maßnahmen zur Handhabung
(1) Materialmangel: An scharfen Produktecken entsteht leicht eine unvollständige Füllung.
(2) Durchsickern: An Produktecken tritt leicht Material durch. Ursachen sind eine zu hohe Anschnitttemperatur, eine zu hohe Formtemperatur oder eine zu große Materialmenge am betroffenen Anschnitt.
(3) Durchdringung: An scharfen Produktecken kann Material durchdringen. Ursache ist ein Spalt an der Trennfläche. Steigen Materialmenge oder Geschwindigkeit beim Niederdruckformen, dringt die Schmelze durch den Spalt, verschiebt zunächst das Vlies und durchdringt anschließend das Oberflächengewebe.
Die Wandstärke an den scharfen Ecken ist zu dick, so dass die Wandstärke an den scharfen Ecken der Form relativ dünn ist, um zu verhindern, dass das Gewebe durch das Material sickert oder zusammenbricht.
(4) Druckbedingter Textilbruch: Die beim Niederdruck-Spritzgießen verwendete Formtemperatur ist gewöhnlich niedrig (10–15 Grad). Unzureichender Rostschutz erzeugt Roststellen am Textilspannrahmen und an der Schiebertrennfläche. Dadurch wirken übermäßige Drücke auf das begrenzt dehnbare Textil, sodass es reißt.
Merkmale des Niederdruck-Spritzgießens von PVC-Haut
1. Beschaffenheit der PVC-Haut
Im Vergleich zum Gewebe gibt es viele Unterschiede zwischen den beiden. Zunächst einmal der Auspuff: Das Gewebe ist porenartig und verliert seine Struktur, so dass das Gas leicht aus dem Inneren entweichen kann, während die PVC-Haut eine Schicht aus PVC-Kunststoff auf der Oberfläche ist, so dass es für das Gas schwierig ist, aus dem Inneren zu entweichen.
Zweitens, das Substrat: Das Gewebesubstrat ist ein Vliesstoff, so dass der Fließwiderstand für geschmolzenen Kunststoff recht groß ist; das PVC-Substrat ist eine Kunststoffschaumschicht, die Oberfläche ist glatt, und der Fließwiderstand für geschmolzenen Kunststoff ist gering.
Dann ist die Duktilität: Stoff-Erweiterung nach der Struktur Lücke ist groß, geschmolzenen Kunststoff leichter durchdringen; PVC-Haut-Erweiterung hat noch starken Widerstand, und geschmolzenen Kunststoff ist nicht leicht zu durchdringen.
2. Aufbau der Form
Gegenüber dem Gewebespritzgießen liegt der größte Unterschied in der Auslegung der Kavitätsentlüftung. Der Aufbau eines Spritzgießwerkzeugs für PVC-Haut entspricht dem eines Gewebespritzgießwerkzeugs, konzentriert sich jedoch auf die Entlüftung des Raums zwischen Kavität und Kern.
Da die Luft im Inneren des Kerns und des Hohlraums nach dem Schließen vorhanden ist, wenn der geschmolzene Kunststoff eingespritzt wird, wird die Luft im Inneren langsam komprimiert, und wenn das Gas nicht rechtzeitig abgelassen wird, führt dies unweigerlich zu großen Problemen bei der Füllung und zu vielen Fehlern. So zum Beispiel Klebestellen, Schrumpfung und Verbrennung.
3. Häufige Mängel und Behandlungsmaßnahmen
(1) Schwindung der Produktoberfläche
Ursache: Der Spalt zwischen den Trennebenen der Form ist zu groß, wodurch Material entweicht, was dazu führt, dass das Material nicht verdichtet wird und somit schrumpft;
Wie beim herkömmlichen Spritzgießen führt eine schlechte Kühlung in dickwandigen Bereichen des Produkts mit Verstärkungsrippen zu Volumenschwindung und damit zu Einfallstellen.
(2) Schmelzespuren
Grund: Wenn der Formhohlraum und der Kern nicht gut entlüftet werden, wird die Luft an der Vorderseite des Anschnitts, wo die Fronten aufeinander treffen, komprimiert und kann nicht auf natürliche Weise verschmolzen werden, und die Kombination von Spuren kann sich auf der Haut widerspiegeln, was zu offensichtlichen Verschmelzungsspuren führt und das Aussehen beeinträchtigt.
Wie beim gewöhnlichen Kunststoffspritzgießen verursachen eine niedrige Formtemperatur und eine niedrige Kunststoffschmelzetemperatur deutliche Bindenahtfehler.
(3) Die Oberflächenschicht ist gequetscht
Ursache: Wie beim Textilspritzgießen ist die Formtemperatur der Niederdruck-Spritzgießform gewöhnlich niedrig (10–15 Grad). Bei unzureichendem Rostschutz entstehen Roststellen am Textilspannrahmen und an der Schiebertrennfläche. Während der Produktion wird die Deckschicht dadurch übermäßig belastet und reißt aufgrund ihrer begrenzten Dehnbarkeit.
(4) Schmelze durch den Angusskanal
Ursache: Die plastifizierte Schmelze wird am Anschnitt eingespritzt und durch Scherung erwärmt, sodass ihre Kerntemperatur hoch ist. Ein größerer Abstand beim Einspritzen in die offene Form kann Durchschmelzen wirksam verringern. Auch Anschnitt-, Schmelze- und Formtemperatur lassen sich senken; dabei muss jedoch die Fließfähigkeit des Harzes berücksichtigt werden, da sonst Materialmangel auftreten kann.
Benötigen Sie ein Angebot für Ihr Spritzgießprojekt?Erhalten Sie wettbewerbsfähige Preise, DFM-Feedback und einen Produktionszeitplan vom Ingenieurteam von ZetarMold.
Kostenloses Angebot anfordern → Einen umfassenden Überblick finden Sie in unserem vollständigen Leitfaden zum Spritzgießen.
