Welche Werkstoffe werden üblicherweise für Spritzgießformen verwendet?

Materialien für das Spritzgießen
• Herstellung von Kunststoff-Spritzgussformen seit 2005
• Entwickelt von ZetarMold-Ingenieuren für Käufer, die Formen und Formlösungen vergleichen.

  • Mike Tang
  • 25. März 2022
  • 10:34

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Beim Spritzgießen wird ein Bauteil aus aufgeschmolzenem Kunststoff hergestellt. Mit verwandten Formgebungsverfahren lassen sich Teile aus verschiedenen Werkstoffen fertigen, darunter Kunststoffe, Metalle und Keramiken.
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Für ein bestmögliches Bauteil ist die Wahl des richtigen Werkstoffs entscheidend. In diesem Blogbeitrag erläutern wir die am häufigsten für Spritzgießformen verwendeten Werkstoffe. Der gebräuchlichste Grundwerkstoff für Spritzgießformen ist Kunststoffformenstahl. Maßgebliche Kennwerte sind unter anderem Härte, Hochglanzpolierbarkeit, Rostbeständigkeit und Verschleißfestigkeit des Formenstahls. Spritzgießformenstahl, auch Kunststoffformenstahl genannt, wird vor allem für Formen zur Kunststoffformgebung eingesetzt. Kunststoffformen nehmen im Formenbau eine zentrale Stellung ein.
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Dies sind die sechs wichtigsten Materialien, die in der Industrie verwendet werden: Polypropylen (PP) Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) Polyamid (Nylon) Polyethylen hoher Dichte (HDPE) Polycarbonat (PC) ABS + PC-Mischung (meist für Elektronikgehäuse verwendet).

Kunststoff-Formenstahl Klassifizierung ist mehr. Es gibt vor allem: Pre-gehärtetem Kunststoff Form Stahl, Alterung gehärtet Form Stahl, korrosionsbeständig Form Stahl, leicht zu schneiden Form Stahl, martensitischen Alterung Kunststoff Form Stahl, hochglanzpoliert Kunststoff Form Stahl. Hochglanzpolierter Kunststoffformenstahl.

Häufig verwendeter Stahl für Kunststoffformen

2311 Formenstahl, P20 Formenstahl, 738H Formenstahl, 718H Formenstahl, NAK80 Formenstahl, 2083 Formenstahl, S136 Formenstahl, atmungsaktiver Stahl PM-35.

Innere Teile der Matrize (Matrizenkern, Schieberblock, Schrägplatte, Einsatz usw.) aus Stahl:

(1) Formen ohne besondere Anforderungen oder für geringe Stückzahlen: 45# (C1045 nach US-Norm, CK40 nach deutscher Norm, S45C nach japanischer Norm), 50# (C1045 nach US-Norm, CK53 nach deutscher Norm, S50C nach japanischer Norm)

(2) Allgemeine Anforderungen: Vorgehärteter Kunststoffformenstahl P20 (P20 nach US-Norm, 1.2311 nach deutscher Norm, 618 nach schwedischer Norm, 3Cr2Mo nach nationaler Norm)

(3) Formen mit hohen Anforderungen: Supervorgehärteter Kunststoffformenstahl 718 (P20+Ni nach US-Norm, 1.2738 nach deutscher Norm, 718 nach schwedischer Norm, 3Cr2NiMo nach nationaler Norm)

(4) Formen mit höheren Anforderungen: 738 (4Cr2NiMnMo nach nationaler Norm)

(5) Formen, die auf Hochglanz poliert werden müssen: NAK80 (P21H, NAK80 nach japanischer Norm, 12Ni3 nach GB-Norm), hochglanzpolierbarer Kunststoffformenstahl

(6) Korrosionsbeständige Kunststoffformen: Dieser Stahl wird verwendet, wenn korrosive Gase beim Einspritzen des Kunststoffs den Stahl angreifen: korrosionsbeständiger Stahl M300 (Österreich), 3Cr17Mo nach nationaler Norm. Für Hochglanzpolitur eignet sich der korrosionsbeständige hochglanzpolierbare Formenstahl S136H (420 nach US-Norm, 1.2083 nach deutscher Norm, S136H nach schwedischer Norm, 3Cr13 nach GB-Norm).

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Gängiges Material für den Kunststoffspritzguss

PC werden häufig für Gewächshäuser, digitale Datenträger wie DVDs, Brillengläser, medizinische Geräte, Automobilkomponenten und Mobiltelefone verwendet.

Polyamid (Nylon) Nylon wird aufgrund seiner beeindruckenden elektrischen Eigenschaften, seiner Zähigkeit, seiner Verschleißfestigkeit und seiner chemischen Beständigkeit in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt.

Nylon hat ein hohes Maß an Stabilität (trägt zur Festigkeit bei) und ist gegen viele äußere Faktoren wie Abrieb, Stöße und Chemikalien beständig.

Einige Thermoplaste sind sehr robust und steif, andere wiederum sind flexibel und gummiartig. Einige sind klar, andere undurchsichtig. Diese Vielfalt macht Thermoplaste zu einem so attraktiven Material für Hersteller.

Allerdings verfügt ABS nicht über die überlegene chemische Beständigkeit anderer gängiger Blasformkunststoffe. Polyethylen hoher Dichte (HDPE) Die wünschenswerten physikalischen Eigenschaften von HDPE - darunter chemische Beständigkeit, Temperaturbeständigkeit und ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Dichte - machen es zu einem der beliebtesten Blasformmaterialien.

HDPE lässt sich leicht formen und eignet sich sowohl für Konsumgüter als auch für industrielle Anwendungen, darunter eine breite Palette von Flaschen und Behältern.

Teile für TV- und audiovisuelle Geräte, Fahrradanhänger, Spielzeug, Benzintanks, heiße und kalte Trinkbecher und Computergehäuse. Obwohl HIPS brennbar ist, sind flammhemmende Varianten erhältlich. LDPE Die flexibelste Art von Polyethylen, Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), bietet eine hervorragende Feuchtigkeitsbeständigkeit, hohe Schlagzähigkeit, gute Chemikalienbeständigkeit und Lichtdurchlässigkeit.

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Thermoplastischer Kautschuk (TPR) ist eine Mischung aus Kunststoff und Kautschuk und lässt sich leicht im Spritzgussverfahren verarbeiten. Es hat eine hervorragende Chemikalien- und Wetterbeständigkeit und eine hohe Schlagfestigkeit. Aus diesem Grund wird TPR in vielen Arten von Flüssigkeitsspendern, flexiblen Schläuchen, Kathetern und anderen Bereichen verwendet, die verschiedene Flüssigkeiten, einschließlich Säure, enthalten.

Formrahmenstahl Allgemeine Mindestanforderung: 45# (C1045 nach US-Norm, CK40 nach deutscher Norm, S45C nach japanischer Norm)

Häufig verwendet: 50# (C1045 nach US-Norm, CK53 nach deutscher Norm, S50C nach japanischer Norm)

Übliche Anforderungen an große Formrahmen: 55# (C1045 nach US-Norm, CK56 nach deutscher Norm, S55C nach nationaler Norm)

Hohe Anforderungen, großer Formrahmen: GS638 (P20 nach US-Norm, GS638 nach deutscher Norm, 42CrMo nach nationaler Norm)

Stahl für Zubehörteile: Führungssäule: 20# (S20C) oder 20Mn2B (SMn420); Behandlung: Aufkohlen und Härten, Härte nach der Behandlung über 55 HRC

T8A, T10A; Behandlung: Oberflächenhärten, Härte nach der Behandlung höchstens 55 HRC

45# Behandlung: Anlassen, Oberflächenvergütung, Anlassen bei niedriger Temperatur, Härte größer als 55HRC nach der Behandlung

Führungsbuchse: Messing H62 oder Bronzelegierung

Buchse: 45#, 50#, 55#; Behandlung: Oberflächenhärten, Härte über 55 HRC

Auswerferstange, Auswerferstift, Zugstange usw.: T8, T8A, T10, T10A Behandlung: Härten, Niedertemperaturanlassen, Härte größer oder gleich 55HRC

45#, 50#, 55# Behandlung: Abschrecken, Härte größer oder gleich 45HRC

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Anforderungen an die Auswahl von Spritzgussformenstahl

(1) Hohe Korrosionsbeständigkeit Viele Harze und Additive wirken korrosiv auf die Kavitätsoberfläche. Dadurch kann das Metall korrodieren und abblättern; der Oberflächenzustand verschlechtert sich und damit auch die Qualität der Kunststoffteile.

Daher ist es am besten, korrosionsbeständigen Stahl oder eine Verchromung und Zyanid-Nickel-Behandlung der Oberfläche des Hohlraums zu verwenden.

(2) Gute Verschleißfestigkeit Glanz und Präzision der Oberfläche von Spritzgussteilen hängen unmittelbar von der Verschleißfestigkeit der Kavitätsoberfläche ab. Dies gilt besonders, wenn bestimmten Kunststoffen Glasfasern, anorganische Füllstoffe oder Pigmente zugesetzt werden.

Sie und die Kunststoffpolymerschmelze fließen gemeinsam im Anguss, in der Formkavität mit hoher Geschwindigkeit, die Oberflächenreibung der Kavität ist sehr hoch. Wenn das Material nicht verschleißfest ist, wird es schnell abgenutzt, wodurch die Qualität der Kunststoffteile beeinträchtigt wird.

Je höher die Dichte des verwendeten Polyethylenmaterials ist, desto fester, steifer und hitzebeständiger ist der Kunststoff. Die wichtigsten Verwendungszwecke von Polyethylen sind Plastiktüten, Plastikfolien, Behälter, einschließlich Flaschen, und Geomembranen. Polycarbonat Polycarbotics aisa ein von Natur aus transparenter amorpher Thermoplast.

(3) Ausgezeichnete Maßhaltigkeit Beim kundenspezifischen Spritzgießen sollte die Temperatur der Spritzgießkavität mindestens 300 ℃ erreichen.

Aus diesem Grund ist es am besten, die entsprechende Vergütungsbehandlung von Werkzeugstahl (Vergütungsstahl) zu verwenden.

Andernfalls führt der Kunststoff mit hohem Schmelzpunkt zu Veränderungen der Materialmikrostruktur und damit zu Maßänderungen der Spritzgießformen.

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(4) Gute Bearbeitbarkeit Formbauteile bestehen meist aus Metall und können sehr komplexe Geometrien aufweisen. Um den Fertigungszyklus zu verkürzen und die Effizienz zu steigern, müssen sich Formwerkstoffe leicht auf die in den Zeichnungen geforderte Form und Genauigkeit bearbeiten lassen.

(5) Gute Polierbarkeit Spritzgussteile erfordern in der Regel einen guten Glanz und eine einwandfreie Oberfläche. Deshalb muss die Kavitätsoberfläche eine sehr geringe Rauheit aufweisen und durch Polieren, Schleifen oder ähnliche Verfahren bearbeitet werden. Der gewählte Stahl sollte daher keine groben Einschlüsse oder Poren enthalten.

(6) Geringe Beeinflussung durch Wärmebehandlung Zur Erhöhung von Härte und Verschleißfestigkeit sollte die Spritzgießform wärmebehandelt werden, wobei sich ihre Abmessungen nur minimal verändern dürfen. Deshalb eignet sich am besten vorgehärteter, zerspanbarer Stahl.

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Zusammenfassung

Durch diesen Artikel haben Sie ein gewisses Verständnis für das Spritzgießen von Stahl.

Es braucht etwas Erfahrung, um zu erkennen, wann Reaktionsspritzgießen sinnvoll ist. In diesem Fall sollte Polyurethan eingesetzt werden. Weiches und elastisches, duroplastisches Polyurethan ist für dieses Formverfahren ideal, weil der Kunststoff nach dem Einspritzen aushärtet und sich ausdehnt.

Acrylnitril-Butadien-Styrol Acrylnitril-Butadien-Styrol, meist abgekürzt als ABS, ist ein thermoplastischer Kunststoff, der für seine Festigkeit und Schlagzähigkeit bekannt ist. Aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften findet man ABS in Artikeln wie Computertastaturen, Steckdosen und Armaturenbrettern von Autos.

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Bei der Auswahl der Spritzgussform Stahl sollte mit dem Projekt Kunststoff-Material-Eigenschaften, Produkt-Oberflächenbehandlung, die Zahl der Produkte umfassende Berücksichtigung der Form Stahl kombiniert werden.

Um die Qualität des Produkts zu gewährleisten, ist die Prämisse der Lebensdauer der Form, den maximalen wirtschaftlichen Nutzen zu erzielen.

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