Top 10 Spritzguss Mögliche Mängel und Lösungen
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Top 10 Spritzguss Mögliche Mängel und Lösungen
Spritzgießen ist eines der gängigsten Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen. Im Spritzgussverfahren kann eine Vielzahl von Bauteilen unterschiedlicher Größe, Form und Komplexität hergestellt werden.
Spritzgussteile herzustellen ist Kunst und Wissenschaft zugleich. Ein hohes Maß an technischem Fachwissen und Liebe zum Detail sind erforderlich, um zu verhindern, dass kleine Fehler Unternehmen viel Geld kosten, wenn es um die Massenproduktion neuartiger Teile geht.
Einige dieser Faktoren können die Durchflussrate, der Druck oder die Temperatureinstellungen des Kunststoffspritzgusses sein.
Schauen wir uns einige Defekte an, die ausschließlich auf Fehler im Spritzgussprozess zurückzuführen sind.
Stromlinien
Einfallstellen
Vakuumhohlräume
Oberflächenablösung
Schweißlinien
Kurze Aufnahmen
Verziehen
Brandflecken
Spritzen
Blitz
Stromlinien
Beschreibung: Fließlinien sind Streifen, Muster oder Linien, die normalerweise nicht farbgetönt sind und auf dem Prototyp als Folge des physikalischen Pfads und des Kühlprofils des geschmolzenen Kunststoffs beim Einströmen in den Spritzgusswerkzeughohlraum sichtbar werden. Spritzgusskunststoff beginnt seine Reise durch das Teilewerkzeug über einen Eingangsabschnitt, der als "Einlauf" bezeichnet wird. Er fließt dann durch den Werkzeughohlraum und kühlt ab (wobei er schließlich zu einem Feststoff aushärtet).
Ursachen: Fließlinienfehler werden durch die unterschiedliche Geschwindigkeit verursacht, mit der der geschmolzene Kunststoff fließt, wenn er seine Richtung durch die Konturen ändert und sich im Inneren des Formwerkzeugs verbiegt. Sie treten auch auf, wenn der Kunststoff Abschnitte mit unterschiedlicher Wandstärke durchströmt oder wenn die Einspritzgeschwindigkeit zu niedrig ist und der Kunststoff bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten erstarrt.
Heilmittel:
Erhöhen Sie die Einspritzgeschwindigkeit und den Einspritzdruck auf das optimale Niveau, um sicherzustellen, dass die Hohlräume richtig gefüllt sind (wobei die geschmolzene Plastikzeit nicht an der falschen Stelle abkühlen kann). Die Temperatur des geschmolzenen Kunststoffs oder der Form selbst kann ebenfalls erhöht werden, um sicherzustellen, dass der Kunststoff nicht ausreichend abkühlt, um den Defekt zu verursachen.
Abgerundete Ecken und Stellen, an denen sich die Wandstärke ändert, um plötzliche Änderungen in Richtung und Durchflussrate zu vermeiden.
Suchen Sie das Tor an einer Stelle im Werkzeughohlraum mit dünnen Wänden.
Einfallstellen
Beschreibung: Einfallstellen sind kleine Krater oder Vertiefungen, die sich in dickeren Bereichen des spritzgegossenen Prototyps bilden, wenn im Inneren des fertigen Produkts ein Schrumpfen auftritt. Der Effekt ähnelt in gewisser Weise Bohrlöchern in der Topographie, wird jedoch eher durch Schrumpfen als durch Erosion verursacht.
Ursachen: Einfallstellen treten häufig auf, wenn die Abkühlzeit oder der Kühlmechanismus nicht ausreicht, um den Kunststoff im Werkzeug vollständig abzukühlen und auszuhärten. Sie können auch durch unzureichenden Druck im Hohlraum oder durch eine zu hohe Temperatur am Tor verursacht werden. Wenn alle anderen Teile gleich sind, dauert das Abkühlen der dicken Teile des Spritzgussteils länger als das Abkühlen der dünnen Teile.
Heilmittel:
Die Werkzeugtemperaturen sollten gesenkt, der Haltedruck erhöht und die Haltezeit verlängert werden, um ein besseres Abkühlen und Aushärten zu ermöglichen.
Das Reduzieren der Dicke der dicksten Wandabschnitte sorgt auch für eine schnellere Abkühlung und verringert die Wahrscheinlichkeit von Einfallstellen.
Vakuumhohlräume
Beschreibung: Vakuumhohlräume sind Lufteinschlüsse in oder nahe der Oberfläche eines spritzgegossenen Prototyps.
Ursachen: Vakuumhohlräume werden häufig durch ungleichmäßige Verfestigung zwischen der Oberfläche und den inneren Abschnitten des Prototyps verursacht. Dies kann sich verschlimmern, wenn der Haltedruck nicht ausreicht, um den geschmolzenen Kunststoff in der Form zu kondensieren (und dadurch Luft herauszudrücken, die sonst eingeschlossen werden würde). Hohlräume können auch aus einem Teil entstehen, das aus einer Form mit zwei nicht richtig ausgerichteten Hälften gegossen wurde.
Heilmittel:
Suchen Sie das Tor an der dicksten Stelle des Formteils.
Wechseln Sie zu einem weniger viskosen Kunststoff. Dadurch wird sichergestellt, dass weniger Gas eingeschlossen wird, da Luft schneller entweichen kann.
Haltedruck sowie Haltezeit erhöhen.
Stellen Sie sicher, dass die Formteile perfekt ausgerichtet sind.
Oberflächenablösung
Beschreibung: Oberflächenablösung ist ein Zustand, bei dem dünne Oberflächenschichten auf dem Teil aufgrund eines kontaminierenden Materials auftreten. Diese Schichten erscheinen wie Beschichtungen und können normalerweise abgezogen werden (dh „delaminieren“).
Ursachen: Fremdstoffe, die in die Kunststoffschmelze gelangen, trennen sich vom fertigen Produkt, da sich Verunreinigungen und Kunststoff nicht verbinden können. Die Tatsache, dass sie nicht miteinander verbunden werden können, wirkt sich nicht nur auf das Erscheinungsbild des Prototyps aus, sondern auch auf seine Festigkeit. Die Verunreinigung wirkt als lokaler Fehler, der im Kunststoff eingeschlossen ist. Eine übermäßige Abhängigkeit von Entformungsmitteln kann ebenfalls zu einer Delamination führen.
Heilmittel:
Trocknen Sie den Kunststoff vor dem Formen sorgfältig vor.
Erhöhen Sie die Werkzeugtemperatur.
Glätten Sie die Ecken und scharfen Kurven im Werkzeugdesign, um plötzliche Änderungen des Schmelzflusses zu vermeiden.
Konzentrieren Sie sich mehr auf den Auswurfmechanismus in der Formkonstruktion, um die Abhängigkeit von Formtrennmitteln zu verringern oder zu beseitigen.
Schweißlinien
Beschreibung: Schweißnähte sind eigentlich eher eine Ebene als eine Linie, die in einem Teil auftritt, in dem sich geschmolzene Kunststoffe treffen, wenn sie aus zwei verschiedenen Teilen der Form fließen.
Ursachen: Schweißnähte entstehen durch die unzureichende Verbindung von zwei oder mehr Fließfronten bei teilweiser Verfestigung der Kunststoffschmelze.
Heilmittel:
Erhöhen Sie die Temperatur der Form oder der Kunststoffschmelze.
Erhöhen Sie die Einspritzgeschwindigkeit.
Passen Sie das Design für das Flussmuster so an, dass es sich um einen Fluss aus einer Quelle handelt.
Wechseln Sie zu einem weniger viskosen Kunststoff oder einem Kunststoff mit einer niedrigeren Schmelztemperatur
Kurzer Schuss
Beschreibung: Wie der Begriff andeutet, können kurze Schüsse als eine Situation beschrieben werden, in der ein Spritzgussschuss zu kurz kommt. Dies bedeutet, dass der geschmolzene Kunststoff aus irgendeinem Grund den Formhohlraum oder die Formhohlräume nicht vollständig einnimmt, was zu einem Abschnitt führt, in dem kein Kunststoff vorhanden ist. Das fertige Produkt wird mangelhaft, weil es unvollständig ist.
Ursachen: Kurze Schüsse können durch eine Reihe von Dingen verursacht werden. Eine inkorrekte Kalibrierung der Schuss- oder Plastifizierungskapazitäten kann dazu führen, dass das Kunststoffmaterial nicht ausreicht, um die Hohlräume zu füllen. Wenn der Kunststoff zu viskos ist, kann er erstarren, bevor alle Hohlräume vollständig ausgefüllt sind, und zu einem kurzen Schuss führen. Unzureichende Entgasungs- oder Gasentlüftungstechniken können auch zu kurzen Schüssen führen, da Luft eingeschlossen ist und nicht entweichen kann. Kunststoffmaterial kann nicht den Raum einnehmen, den Luft oder Gas bereits einnimmt.
Heilmittel:
Wählen Sie einen weniger viskosen Kunststoff mit höherer Fließfähigkeit. Dieser Kunststoff füllt die am schwersten erreichbaren Hohlräume.
Erhöhen Sie die Form- oder Schmelztemperatur, um die Fließfähigkeit zu erhöhen.
Berücksichtigen Sie die Gaserzeugung, indem Sie die Form so gestalten, dass das Gas nicht in der Form eingeschlossen und ordnungsgemäß entlüftet wird.
Erhöhen Sie den Materialvorschub in der Formmaschine oder wechseln Sie zu einer Maschine mit höherem Materialvorschub, wenn der maximale Materialvorschub erreicht ist.
Verziehen
Beschreibung: Verzug (oder Verzug) ist die Verformung, die auftritt, wenn die verschiedenen Teile des Formteils ungleichmäßig schrumpfen. Das Ergebnis ist eine verdrehte, unebene oder gebogene Form, wo man nicht beabsichtigt war.
Ursachen: Verwerfungen werden normalerweise durch ungleichmäßige Abkühlung des Formmaterials verursacht. Unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten in verschiedenen Teilen der Form bewirken, dass der Kunststoff unterschiedlich abkühlt und somit innere Spannungen erzeugt. Diese Spannungen führen beim Lösen zu Verwerfungen.
Heilmittel:
Stellen Sie sicher, dass die Abkühlzeit ausreichend lang und langsam genug ist, um zu vermeiden, dass im Teil Restspannungen entstehen.
Entwerfen Sie die Form mit gleichmäßiger Wandstärke und damit der Kunststoff in eine Richtung fließt.
Wählen Sie Kunststoffe aus, die weniger leicht schrumpfen und sich verformen. Halbkristalline Materialien neigen im Allgemeinen eher zum Verziehen.
Brandflecken
Beschreibung: Brandspuren sind meist rostfarbene Verfärbungen, die auf der Oberfläche der spritzgegossenen Prototypen auftreten.
Ursachen: Verbrennungsspuren entstehen entweder durch den Abbau des Kunststoffmaterials durch übermäßige Erwärmung oder durch zu schnelle Einspritzgeschwindigkeiten. Verbrennungsspuren können auch durch Überhitzung der eingeschlossenen Luft verursacht werden, die die Oberfläche des Formteils ätzt.
Heilmittel:
Einspritzgeschwindigkeiten reduzieren.
Gasentlüftung und -entgasung optimieren.
Reduzieren Sie die Schimmel- und Schmelztemperaturen.
Spritzen
Beschreibung: Spritzen bezieht sich auf eine Situation, in der geschmolzener Kunststoff aufgrund der Einspritzgeschwindigkeit nicht an der Formoberfläche haften bleibt. Der flüssige Kunststoff erstarrt in einem Zustand, der die Wellenfalten des Strahls auf der Oberfläche des Spritzgussteils zeigt.
Ursachen: Das Spritzen tritt meistens auf, wenn die Schmelztemperatur zu niedrig ist und die Viskosität des geschmolzenen Kunststoffs zu hoch wird, wodurch der Widerstand seines Fließens durch die Form erhöht wird. Wenn der Kunststoff mit den Formwänden in Kontakt kommt, wird er schnell abgekühlt und die Viskosität erhöht. Das Material, das hinter diesem viskosen Kunststoff fließt, drückt den viskosen Kunststoff weiter und hinterlässt Kratzspuren auf der Oberfläche des fertigen Produkts.
Heilmittel:
Erhöhen Sie die Schimmel- und Schmelztemperaturen.
Erhöhen Sie die Größe des Angusses, damit die Einspritzgeschwindigkeit langsamer wird.
Optimieren Sie das Angussdesign, um einen ausreichenden Kontakt zwischen dem geschmolzenen Kunststoff und der Form sicherzustellen.
Blitz
Beschreibung: Flash ist ein Formfehler, der auftritt, wenn etwas geschmolzener Kunststoff aus dem Formhohlraum austritt. Typische Fluchtwege verlaufen durch die Trennlinie oder die Auswurfstifte. Diese Extrusion kühlt ab und bleibt am fertigen Produkt haften.
Ursachen: Wenn die Form nicht mit ausreichender Kraft zusammengeklemmt wird (eine Kraft, die stark genug ist, um den entgegengesetzten Kräften zu widerstehen, die durch die durch die Form fließende Kunststoffschmelze erzeugt werden), kann es zu einem Entweichen des Kunststoffs kommen. Die Verwendung von Schimmelpilzen, die ihre Lebensdauer überschritten haben, wird verschlissen und trägt zur Möglichkeit von Gratbildung bei. Zusätzlich kann ein übermäßiger Einspritzdruck den Kunststoff auf dem Weg des geringsten Widerstands herausdrücken.
Heilmittel:
Erhöhen Sie den Klemmdruck, um sicherzustellen, dass die Formteile während der Aufnahmen geschlossen bleiben.
Stellen Sie sicher, dass die Form ordnungsgemäß gewartet und gereinigt wird (oder ersetzt wird, wenn das Ende ihrer Lebensdauer erreicht ist).
Optimale Formbedingungen wie Einspritzgeschwindigkeit, Einspritzdruck, Formtemperatur und ordnungsgemäße Gasentlüftung.
Eine große Anzahl der oben genannten Fehler kann im Konstruktionsprozess verhindert werden, indem eine ordnungsgemäße Werkzeugkonstruktion in den iterativen Prozess einbezogen wird. Mithilfe von Moldflow-Software wie Solidworks Plastics können Sie die idealen Angusspositionen ermitteln, Lufteinschlüsse, Fließ- oder Schweißlinien und Vakuumhohlräume vorhersehen. Vor allem hilft es Ihnen, Lösungen für diese Probleme im Voraus zu entwickeln, sodass Sie sich in Bezug auf die Produktion keine Sorgen über die Defekte machen müssen, die Sie Geld kosten.
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