Der Einfluss unterschiedlicher Wandstärken auf Kunststoffteile
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Der Einfluss unterschiedlicher Wandstärken auf Kunststoffteile
Die Schrumpfraten für Spritzgussteile aus Kunststoff variieren in Abhängigkeit von den verwendeten Materialien und der Wandstärke. Das Entwerfen einer gleichmäßigen Wandstärke bietet eine erhebliche Kontrolle der Schrumpfrate. Zum anderen können ungleichmäßige Wände zu großen Druckverlusten beim Befüllen, erheblichen Schwindungsunterschieden und inneren Spannungen im Spritzgussteil führen, die zu Verwerfungen oder ähnlichen Defekten führen können.
Zum Beispiel können dickere Bereiche innerhalb des Teils als "Läufer" wirken, die die Art und Weise verändern, wie der Kunststoff das Werkzeug füllt. Geschmolzener Kunststoff bevorzugt den einfachsten Weg, sodass sein Fluss immer zuerst den dickeren Wandabschnitt begünstigt. Infolgedessen kann geschmolzenes Material an einigen Stellen nach vorne rasen und dann den verbleibenden Raum „auffüllen“. Dies kann problematisch sein, insbesondere wenn in diesen Bereichen keine ausreichende Belüftung vorhanden ist, um das Entweichen von eingeschlossener Luft zu ermöglichen.
HAUPTEINFLUSS UNTERSCHIEDLICHER WANDDICKEN
GATING HERAUSFORDERUNGEN
Beim Anspritzen eines Spritzgussteils ist es wichtig, auf den dicksten Abschnitt zuzugreifen und dann in dünnere Bereiche zu fließen. Dies ist erforderlich, um das Teil nach dem Befüllen ordnungsgemäß auszupacken. Der Fließweg des geschmolzenen Materials muss offen bleiben, damit der Kunststoff während der Abkühlphase weiter in die Teiledetails fließen kann. Wenn Sie in eine dünne Wand eintauchen oder durch einen dünnen Bereich fließen, um Material in einen dickeren Bereich zu bringen, kann dies zu Flussunregelmäßigkeiten führen. Der dünnere Bereich kann einfrieren und sich verfestigen, wodurch verhindert wird, dass das zusätzliche Material in der Packungsphase den dicken Abschnitt des Teils erreicht. Dies kann zu einem stärkeren Schrumpfen führen, da die Teile im dicken Bereich unterpackt sind und sich versenken und / oder verziehen.
KÜHLRATE
Unterschiedliche Spritzgusswandstärken können sich auch auf die Abkühlraten auswirken. Dickere Bereiche brauchen länger, um sich zu verfestigen. Infolgedessen muss das gesamte Teil im Werkzeug verbleiben, bis es ausreichend abgekühlt ist, um ausgeworfen zu werden. Obwohl dies nicht gerade ein Qualitätsproblem ist, verlängert es die Zykluszeit - es wäre effizienter, das gesamte Teil in derselben Zeitspanne abzukühlen.
SCHEREN STRESS
Die Scherspannung im fließenden Kunststoff kann auch durch ungleichmäßige Wandstärken beeinträchtigt werden. Dünne Bereiche erzwingen bei konstanter Füllrate eine schnellere Strömung, wodurch die Scherspannung erhöht wird. Unterschiedliche Scherbeanspruchungen an einem Teil fördern den Verzug. Dieselbe Scherspannung richtet auch Faserverstärkungen aus. Fasern sind in Strömungsrichtung viel steifer als 90 Grad zur Strömung, und variable Steifigkeiten können auch zu Verwerfungen führen.
AUSSEHEN
Möglicherweise ist einer der größten Auswirkungen unterschiedlicher Wandstärken, wie sich dies auf das Erscheinungsbild des Spritzgussteils auswirkt. Unterschiedliche Wandstärken können zu unerwünschten Einbrüchen und kosmetischen Problemen wie Strömungslinien führen. Es kann auch schwierig sein, den Hohlraumkontakt zum Kühlen und Aufnehmen des Glanzes oder der Textur der Hohlraumoberfläche aufrechtzuerhalten.
DIE BEDEUTUNG VON DESIGN FÜR FERTIGBARKEIT (DFM)
Die meisten ungleichmäßigen Wandstärken sind Teil des ursprünglichen Teiledesigns, insbesondere die kleinerer, komplexer, multifunktionaler Teile. Beispielsweise ist möglicherweise nicht genügend Platz für eine passende Komponente in der Baugruppe vorhanden, sodass die Kunststoffwandung dünner wird. Dies löst das Designproblem, erschwert jedoch das Formen des Teils.
Obwohl sich die meisten Designer der Formungsschwierigkeiten bewusst sind, die durch ungleichmäßige Wanddicken entstehen, sind diese Dicken normalerweise für eine ordnungsgemäße Funktionalität erforderlich. Daher erwarten die Designer, dass der Spritzgießer dies ermöglicht. Die Durchführung einer DfM-Analyse (Design for Manufacturability) in der ersten Entwurfsphase ist ein guter Weg, um potenzielle Entwurfsänderungen zu identifizieren, die die Menge variabler Wandstärken und die damit verbundenen Prozessherausforderungen verringern.
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