Einsenkungen sind eine Art von Vertiefungen auf der Oberfläche des Kunststoffteils aufgrund der Schrumpfung des darunterliegenden Materials. Einsenkungen treten am häufigsten auf einer Oberfläche auf, die Rippen, Vorsprünge und andere voluminöse Merkmale auf der Rückseite der Formung aufweist. Alle Kunststoffe schrumpfen beim Erstarren, einige mehr als andere. Eine der Maßnahmen, die Sie während der Designphase ergreifen können, besteht darin, zu identifizieren, wo diese Spritzguss-Einsenkungen auftreten werden, und ein Material auszuwählen, das nicht so stark schrumpft. Oder Sie können dem Kunststoffmaterial etwas hinzufügen, wie Glasfasern, oder Sie können Talkumpuder hinzufügen, und es wird die Schrumpfung erheblich mindern.
Wie verhindert man Einsenkungen im Spritzguss?
Einsenkungen sind häufige Spritzgussfehler, die in dickeren Abschnitten von Formteilen auftreten. Da dickere Abschnitte mehr Kunststoff enthalten, benötigen sie naturgemäß länger zum Abkühlen. Der äußere Teil des Teils, der mit dem Formstahl in Kontakt steht, kühlt viel schneller ab als der innere Teil. Wenn die Moleküle in dickeren Abschnitten beginnen, sich zusammenzuziehen, ziehen sie sich selbst ein und hinterlassen einen Defekt, der als Einsenkung bekannt ist. Obwohl sie in einigen Fällen unvermeidlich sein können, glauben wir, dass wir nützliche Vorschläge basierend auf unserer Expertise in der Formherstellung anbieten können.
Sicherstellen eines ordnungsgemäßen Teils und Formdesigns
Teilegeometrie und Formdesign sind wie der Bauplan für Ihr Spritzgussprojekt. Ähnlich wie Architekten den Zweck und die Funktion eines Gebäudes bei der Erstellung von Plänen berücksichtigen müssen, müssen Spritzgießer auch den letztendlichen Zweck und die Funktionalität der Kunststoffteile berücksichtigen. Aber hier ist der Haken — das Versäumnis, das Teil und die Form korrekt zu entwerfen, könnte direkt zu einem Einsenkungsdesaster führen. Zum Beispiel kann die Einbeziehung dickerer Wandabschnitte ohne angemessene Überlegungen zur Kühlung zu lokalisierter Schrumpfung führen. Folglich kann es zu Einsenkungen im Spritzgussteil führen. Komplexe Teilegeometrien können auch das Potenzial für Schrumpfung und die Bildung von Einsenkungen verstärken. Es ist, als würde man versuchen, ein mehrstöckiges architektonisches Wunderwerk zu schaffen, ohne die Gewichtsverteilung zu berücksichtigen — kann zu struktureller Instabilität führen.
Einsenkungen können auch aufgrund von Teil- und Formdesign auftreten. Da Einsenkungen häufig in dickeren Abschnitten eines Teils auftreten, besteht der beste Ansatz im Teiledesign darin, eine nominelle Wanddicke zu schaffen, aber das ist nicht immer möglich. Wenn sich das Teil in der Designphase befindet, kann die Dicke durch das Aushöhlen dieser Abschnitte oder durch das Erstellen mehrerer dünnerer Abschnitte reduziert werden.
Ecken können ebenfalls problematische Bereiche sein, da das Zusammenfügen von zwei Wänden zu einer erhöhten Dicke führen kann. Das Abrunden von äußeren und inneren Ecken kann helfen, eine konstante Wanddicke beizubehalten und Einsenkungen zu vermeiden.
Einer der kritischen Aspekte des Formdesigns in Bezug auf Einsenkungen ist die Platzierung der Wasserleitungen. Die dickeren Abschnitte erhalten normalerweise eine ausreichende Kühlung an der Teiloberfläche, jedoch werden die inneren Teile des dicken Bereichs oft vernachlässigt. Wasser zu den inneren Teilen des dicken Abschnitts zu bringen, kann herausfordernd sein, aber es kann Einsenkungen, die Teilequalität und möglicherweise die Zykluszeit verbessern.
Es gibt 6 Methoden, um Einsenkungen in Ihrem Spritzgussteil zu verhindern. Denken Sie daran, dass das Ziel darin besteht, eine gleichmäßige Kühlung des Bereichs des Teils zu gewährleisten, in dem die Einsenkung auftritt.
1. Überprüfen Sie die Schmelztemperatur
Die Schmelztemperatur kann die Viskosität des Kunststoffs und das Molekulargewicht des Endprodukts beeinflussen, und wenn die Schmelztemperatur inkonsistent oder nicht einheitlich während des Spritzens ist, kann dies zu Teilefehlern führen. In der Verarbeitung ist eine der ersten Maßnahmen zur Korrektur von Einsenkungen die Überprüfung der Schmelztemperatur. Die Schmelztemperatur sollte innerhalb des vom Harzhersteller empfohlenen Bereichs liegen und kann angepasst werden, um die Eigenschaften eines Teils zu beeinflussen. Zum Beispiel, wenn sie zu hoch ist, wird es länger dauern, die Teile abzukühlen, was zu Einsenkungen führt. Wenn Sie die Schmelztemperatur bestimmter Harze, wie Polypropylen, leicht senken, wird das Endprodukt eine höhere Schlagfestigkeit, eine kürzere Formzykluszeit haben und der Spritzgussprozess wird weniger Energie verbrauchen.
Für Kunststoffspritzgießer ist die Berechnung der idealen Schmelz- und Formtemperaturen entscheidend, um optimale Teileigenschaften zu erzielen. Bei den meisten Harzen ist die Schmelztemperatur niedriger als die Formtemperatur, die zusammenwirken, um die Zykluszeit zu optimieren, Kosten zu reduzieren und ein robustes und zuverlässiges Produkt zu erzeugen. Unerfahrene Spritzgießer könnten höhere Schmelztemperaturen als Mittel zur Reduzierung der Harzviskosität und zur Erhöhung der Produktion betrachten. Wenn diese beiden Elemente nicht zusammenarbeiten, können sie zu Harzabbau, erhöhtem Energieverbrauch und verlängerten Kühlzeiten führen.
2. Vermeiden Sie übermäßige Formtemperatur
Die Formtemperatur ist ein weiterer Faktor, der die Bildung von Einsenkungen beeinflussen kann. Eine übermäßige Temperatur kann dazu führen, dass das Kunststoffmaterial langsam abkühlt und erstarrt, was zu unterschiedlichen Schrumpfungen und Einsenkungen führt. Es ist, als würde man versuchen, einen heißen Kuchen in einem warmen Raum abzukühlen; es wird einfach länger dauern.
Andererseits kann eine niedrige Temperatur des Einsatzes zu einer schnellen Abkühlrate führen, die dem geschmolzenen Kunststoff möglicherweise nicht genügend Zeit gibt, die dickeren Abschnitte der Form zu füllen, was zu Einfallstellen führt. Das Ziel ist es, eine optimale Formtemperatur beizubehalten, die es dem Kunststoff ermöglicht, mit einer Geschwindigkeit abzukühlen, die das Risiko von Einfallstellen minimiert.
3. Formfehler
Wenn Einfallstellen weit entfernt vom Anguss auftreten, liegt dies in der Regel an einem schlechten Fluss des Schmelzguts in einem bestimmten Teil der Formstruktur, was die Druckübertragung behindert. In diesem Zusammenhang sollte die strukturelle Größe des Formangusssystems angemessen erweitert werden, insbesondere für das „Nadelöhr“, das den Fluss des Schmelzguts behindert. Der Angussquerschnitt muss vergrößert werden, und es ist am besten, den Anguss bis zum vertieften Teil zu verlängern.
Für dickwandige Kunststoffteile sollte ein Flügelanguss bevorzugt werden. Auf diese Weise, für den Fall, dass Kunststoffteile nicht geeignet sind, den Anguss auf dem Kunststoffteil zu setzen und die Kunststoffteile, die nach dem Formen zu Restverformungen am Anguss neigen, ist es eine Methode, einen flügelförmigen Anguss am Kunststoffteil anzubringen und den Anguss auf dem Flügel zu setzen. Dadurch werden die konkaven Defekte der Kunststoffteile auf den Flügel übertragen, und der Flügel wird nach der Formung der Kunststoffteile abgeschnitten.
4. Ungeeignetes Rohmaterial verwenden
Wenn das Kunststoffrohmaterial nicht den Formanforderungen entspricht, die Schrumpfungsrate des Formmaterials zu groß oder die Fließleistung zu schlecht ist und das Schmiermittel im Rohmaterial unzureichend oder das Rohmaterial feucht ist, wird die Oberfläche des Kunststoffspritzgussteils Vertiefungen und Schrumpfungsmarken aufweisen. Daher sollte für Kunststoffteile mit hohen Oberflächenanforderungen nach Möglichkeit eine Harzqualität mit geringer Schrumpfung gewählt werden.
5. Rippen und Bosse
Die Bereiche des Teiledesigns, die sich in der Nähe von Rippen und Bossen befinden, sind die häufigsten Stellen, an denen Einfallstellen auftreten. Bosse sind natürlich wichtige Merkmale, da sie als Stützstrukturen für Einsätze oder selbstschneidende Schrauben verwendet werden, die Baugruppen zusammenhalten. Verwenden Sie diese Designtipps, um Ihre Verwendung von Bossen zu optimieren.
6. Pack- und Haltezeit anpassen
In der Welt des Spritzgießens sind Pack- und Haltezeit sowie Druck wie die geheimen Zutaten in einem Rezept. Sie spielen eine entscheidende Rolle im Prozess und können die Bildung von Einfallstellen erheblich beeinflussen. Die Pack- und Haltezeit ist der Zeitraum, in dem der geschmolzene Kunststoff unter Druck in die Formkavität gepresst wird, um die Schrumpfung des Materials beim Abkühlen auszugleichen. Es ist wie die Zeit, die Sie Ihren Kuchen in der Form lassen, nachdem er aus dem Ofen kommt, um ihn fest werden zu lassen. Wenn die Haltezeit zu kurz ist, hat der geschmolzene Kunststoff möglicherweise nicht genügend Zeit, die dickeren Abschnitte der Form zu füllen, was zu Einfallstellen führt. Andererseits kann eine zu lange Haltezeit zu Überpackung und übermäßigen inneren Spannungen führen, die ebenfalls zu Einfallstellen führen können. Nun, lassen Sie uns über den Haltedruck sprechen. Es ist wie der Druck, den Sie beim Verzieren eines Kuchens anwenden. Zu wenig Druck, und Sie decken möglicherweise nicht den ganzen Kuchen ab. Zu viel Druck, und Sie könnten ein Chaos verursachen. Beim Spritzgießen kann ein unzureichender Haltedruck die Materialschrumpfung nicht ausgleichen, was zu Hohlräumen und Einfallstellen führt. Umgekehrt kann ein übermäßiger Haltedruck zu Überpackung führen, was zu Verformungen und wiederum zu Einfallstellen führt.
Es geht also darum, das richtige Gleichgewicht zu finden. Der Schlüssel liegt darin, den richtigen Packdruck anzuwenden und die optimale Haltezeit beizubehalten, um sicherzustellen, dass die Formkavität vollständig und gleichmäßig gefüllt wird, wodurch das Risiko von Einfallstellen minimiert wird.
Fazit
Lassen Sie uns zusammenfassen. Einfallstellen im Kunststoffspritzguss können problematisch sein, aber wie wir gelernt haben, sind sie nicht unvermeidlich. Ein wenig Aufmerksamkeit für Materialien, Prozessbedingungen und vor allem für das Teil- und Formdesign kann verhindern, dass diese kleinen Ärgernisse in Ihren Kunststoffteilen auftreten.
Ob Sie nun sicherstellen, dass Ihr geschmolzener Kunststoff reibungslos in die Formkavität fließt oder die Rippen- und Wandstärke anpassen, diese Faktoren können das Ergebnis erheblich beeinflussen. Durch die Anwendung bewährter Verfahren wie der Einbeziehung eines allmählichen Gefälles an den Rippenbasen, der Optimierung des Bossdesigns und der Anwendung von Design for Manufacturability (DFM)-Prinzipien können Sie Einfallstellen vermeiden.
Der Aufwand, Einfallstellen zu vermeiden, dient nicht nur kosmetischen Zwecken; er ist wichtig, um die strukturelle Integrität der Teile zu bewahren, die Produktionskosten zu senken und den Ruf Ihrer Marke zu schützen. Mit den Erkenntnissen, die wir besprochen haben, sind Sie bereit, hochwertige Spritzgussteile zu erzielen, die frei von Einfallstellen sind.
