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May 31, 2023

Tipps und Tricks für eine erfolgreiche Spritzgusskonstruktion

Gus Breiland | 15. März 2022 Wenn Sie frühzeitig Feedback zu Ihrem CAD-Modell einholen, können Sie sparen

Gus Breiland | 15. März 2022

Wenn Sie frühzeitig Feedback zu Ihrem CAD-Modell erhalten, können Sie später Zeit und Geld sparen. Wenn Sie Ihren Lieferanten frühzeitig hinzuziehen, um ihn dabei zu unterstützen, Ihre Anforderungen anhand der geometrischen Einschränkungen zu prüfen, vermeiden Sie Überraschungen und zusätzliche Verzögerungen, sobald Sie zur Bestellung bereit sind.

Zulieferer freuen sich über einheitliche Wandstärken in den Modellen. Es zeigt ihnen, dass Sie visualisiert haben, wie Spritzgussteile abkühlen und aushärten. Eine gleichmäßige Wandstärke zwischen 1,5 und 3,0 mm (0,060 und 0,120 Zoll) ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Teile gleichmäßig abkühlen.

Seien Sie vorsichtig, wenn Sie nicht zu viel Gewicht einsparen, sonst könnte es zu Folgendem kommen:

Zu dicke Wände können Folgendes verursachen:

Schräge ist der leichte Winkel, der das Herausspringen von Teilen aus Formen erleichtert. Das Hinzufügen einer Formschräge zu Beginn eines Entwurfs hilft dabei, dem Spritzgießer die erwartete Trennlinie mitzuteilen. Wenn Sie es in Ihre Skizze oder den Feature-Baum des Modells einfügen, wird es zu einem Teil Ihres Entwurfs und nicht zu einem nachträglichen Gedanken.

Kosmetische Teile benötigen mehr Kontur, insbesondere beim Auftragen von Texturen und Politur. Funktionsteile benötigen möglicherweise nicht so viel, aber 1° sollte die Mindestschräge für alle Teile sein, insbesondere bei Aluminiumwerkzeugen.

Durch die Formschräge und die gleichmäßigen Wandstärken können die Teile in der Spritzgussform abkühlen, ohne dass sie sich verklemmen oder verdrehen, wodurch innere Spannungen am Teil und in der Form vermieden werden. Wenn Ihr Teil in der Form „Kartoffelchips“ enthält, erhöht die zusätzliche Verriegelungskraft der Teilebindung die Belastung des Auswurfsystems. Dadurch können Auswerferstifte und andere Komponenten verbogen werden, was zu einer Beschädigung der Formen führen kann, was wiederum zu Verzögerungen bei der Herstellung Ihrer Teile führt. Das will keine Partei.

Harz hasst es, in eine scharfe Ecke gezwungen zu werden, besonders wenn es abkühlt und entspannt. Radien tragen dazu bei, Scherkräfte und Turbulenzen zu reduzieren, die durch scharfe Ecken und abrupte Strömungsänderungen verursacht werden. Wenn wir darüber nachdenken, eine Form zu füllen, fließt eine Flüssigkeit durch den Hohlraum – sanfte Biegungen sorgen für eine bessere Füllung und stärkere Teile.

Stellen Sie sich Folgendes vor: Ihr Teil ist die positive Form. Die Form ist die in zwei Hälften geteilte Negativform. Die Innenecke eines Teils ist also eine Außenecke der Form. Wenn das Teil abkühlt, schrumpft es. Jetzt wird die innere Ecke des Harzes stärker gegen die äußere Ecke der Form gedrückt. Wenn diese Außenecke scharf ist, greift die Form in das Teil ein und klebt fester als nötig. Das führt zum Greifen, Kneifen oder Fesseln an dieser scharfen Ecke. Auswerfersysteme müssen diesen „Biss“ wegdrücken, was zu Spannungen in der Form und am Teil führt. Am Ende entstehen kaputte Teile, möglicherweise kaputte Formen und schlecht verarbeitete Teile, da der Spritzgießer versucht, das Risiko für die Spritzgussform und die Teile zu verringern.

Wenn Durchgangskerne verwendet werden, um teure Werkzeugmechanismen wie Heber, Nocken und andere hinterschnittene Formungstechnologien zu eliminieren, benötigen sie auch Radien an den Ecken. Viel zu oft werden Lösungen entwickelt, um die Kosten zu senken, indem die Hinterschneidung durch das Teil projiziert wird, um den Durchgangskern zu bilden, ohne Eckentlastungen zu schaffen oder Platz für Radien hinzuzufügen, um das Auswerfen des Teils aus der Form zu erleichtern.

Formen benötigen eine Öffnung (Anguss), um das Harz in den Hohlraum zu drücken, und Auswerferstifte, um das Teil aus der Form zu drücken. Beim standardmäßigen Einzelkavitäten- und Schnelldurchlauf-Spritzgießen wird standardmäßig der Tab-Anguss verwendet. Es ist einfach, effektiv und erfordert keine spezielle Hardware, um es umzusetzen. Verbraucher sind es gewohnt, in Großserien produzierte Teile mit versteckter oder getarnter Anspritzung zu sehen. Sie können diese jedoch mit einer speziellen Anspritzung verbergen, obwohl dies teuer sein und Zeit in Anspruch nehmen kann. Ein Tab-Anschnitt benötigt keine Zeit, er muss nur an der Trennlinie geschnitten werden und – bumm! — Sie können mit dem Formen von Teilen beginnen.

Auswerferstifte sind erforderlich, aber Sie können deren Abdrücke ausblenden. Im Allgemeinen befindet sich die nicht sichtbare Seite innerhalb der Baugruppe. Aber Sie könnten Schwierigkeiten haben, wenn Sie beispielsweise eine Seifenschale herstellen, bei der die Innenseite zur Schauseite zeigt. Denken Sie daran, dass das Teil beim Abkühlen auf die Form schrumpft. Formenbauer werden „innere Merkmale“ auf der Auswerferhälfte der Form anbringen, auch wenn es sich dabei um eine Sichtoberfläche handelt. Wenn Sie Ihren Former frühzeitig einbeziehen, können Sie Lösungen finden, die dafür sorgen, dass Ihre Kosmetika schön bleiben.

Lieferanten freuen sich über CAD-Dateien, die sich auf den Spritzgussprozess beziehen und frühzeitig hochgeladen werden, um Feedback zur Herstellbarkeit zu erhalten. Wenn Sie warten, bis Ihr Design fertig ist, um mit Ihrem Hersteller über Qualität und Terminplanung zu sprechen, kann es zu unerwünschten Verzögerungen kommen, wenn Ihr Spritzgießer Änderungen verlangt. Es könnte sich auch auf andere Teile Ihrer Baugruppe auswirken, wenn Sie zum Kauf bereit sind.

Möchten Sie tiefer eintauchen? Schauen Sie sich diese Artikel zu Wandstärke, Radien und Auswerferstiften an.

Über den Autor

Gus Breiland ist Senior Technical Sales Engineer bei Protolabs, einem digitalen Hersteller von kundenspezifischen Prototypen und On-Demand-Produktionsteilen, der als Produktentwicklungstool für Ingenieure und als Supply-Chain-Ressource für große und kleine Unternehmen dient.

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