Spritzguss-Oberflächen meistern: SPI- & VDI-Standards erklärt

Polymer-Spritzgussteile benötigen oft eine Nachbearbeitung für den Endgebrauch. Es gibt eine Vielzahl von Oberflächenveredelungsoptionen für Spritzguss, die Textur, Aussehen, Haptik und andere Oberflächeneigenschaften der Teile beeinflussen. Nicht nur aus Kundensicht, sondern auch aus der Perspektive von Designern und Ingenieuren ist dies eine wichtige Designüberlegung, da es für das Werkzeugdesign essenziell ist.

Bedarf an Oberflächenveredelung

Die meisten Werkzeuge werden aus Aluminium und/oder Stahl gefertigt, und das gespritzte Teil übernimmt jede noch so kleine Unvollkommenheit der Werkzeugoberflächen. Die Bearbeitungsspuren der Fräser werden auf das Spritzgussteil übertragen, wenn sie nicht durch Perlenstrahlen oder Polieren entfernt werden. In vielen Fällen, besonders im Inneren eines Teils, das für das Auge nicht sichtbar ist, können die Werkzeugspuren auf dem Werkzeug belassen werden – sie beeinträchtigen weder Funktion noch Optik des Teils.

Sichtbare Oberflächen erfordern jedoch zusätzliche Veredelung. Fast alle Werkzeuge werden in gewissem Grad veredelt, aber je mehr Polieren erforderlich ist, desto höher die Werkzeugkosten und desto länger dauert die Werkzeugherstellung.

Entscheidende Faktoren für die Oberflächenveredelung

Oberflächenveredelung beim Spritzguss unterscheidet sich von CNC-Bearbeitung oder 3D-Druck. Bei den beiden letzteren erfolgt die Veredelung nach der Teilefertigung als zusätzlicher Schritt, während beim Spritzguss die Werkzeugoberfläche selbst so vorbereitet wird (Texturierung), dass das Teil direkt veredelt aus der Form kommt. Wenn das Teil eine matte Oberfläche benötigt, wird das Werkzeuginnere so texturiert, dass das Spritzgussteil mit matter Oberfläche herauskommt. Hier sind die entscheidenden Faktoren:

Visuelle Attraktivität steigern

Teiledesigner wählen Texturierung aus verschiedenen ästhetischen Gründen. Eine glatte oder matte Textur auf der Teileoberfläche verbessert nicht nur das Erscheinungsbild und verleiht ein fertiges Aussehen, sondern verbirgt auch Unvollkommenheiten wie Fließlinien, Schweißlinien, Senkmarken und Schatten, die durch den Spritzguss entstehen. Aus kommerzieller Sicht sprechen Teile mit guter Oberflächenqualität den Kunden an.

Funktionalität verbessern

Oberflächentexturierung verbessert Lackhaftung und Aufkleberhaftung. Ein matt texturiertes Teil hält Farbe länger und eignet sich gut für Etiketten. Es verbessert auch die Griffigkeit des Teils. Durch Texturierung der Werkzeugoberfläche können wir auch Kunststofffehler wie Kurzschüsse (Short Shots) und Grat (Flash) vermeiden. Ein richtig entworfenes und texturiertes Werkzeug kann auch beim Entweichen eingeschlossener Gase helfen.

Oberflächenveredelungskategorien

Es gibt zwei gängige Oberflächenveredelungskategorien am Markt:

SPI

Die Society of Plastics Industry (SPI) hat mehrere Standardveredelungsverfahren festgelegt, die zu unterschiedlichen Teileoberflächen führen. Das Werkzeug kann maschinell texturiert oder manuell poliert werden. Sie werden in der folgenden Tabelle erklärt.

VDI (STD)

VDI 3400 Oberflächenveredelung (gemeinhin als VDI-Oberflächenveredelung bekannt) bezeichnet den Werkzeugtexturstandard, der vom Verein Deutscher Ingenieure (VDI), der Gesellschaft Deutscher Ingenieure, festgelegt wurde. Die VDI 3400 Oberflächenveredelung wird hauptsächlich durch Erodieren (EDM) bei der Werkzeugherstellung verarbeitet. Sie kann auch durch traditionelle Texturierungsmethoden (wie bei SPI) erfolgen. Obwohl die Standards von der Gesellschaft Deutscher Ingenieure gesetzt werden, ist sie bei Werkzeugherstellern weltweit verbreitet, einschließlich Nordamerika, Europa und Asien.

VDI-Werte basieren auf der Oberflächenrauheit. Aus der Darstellung sehen wir verschiedene Texturen der Oberflächenveredelung mit variierenden Werten der Oberflächenrauheit.

Fazit

Von den beiden Kategorien der Spritzguss-Oberflächenveredelung gelten SPI-Grad A und B als die glattesten mit sehr niedriger Oberflächenrauheit und sind teurer. Aus Sicht der Oberflächenrauheit entspricht VDI 12, die höchste VDI-Qualität, dem SPI-C-Grad.

Xometry bietet sowohl SPI- als auch VDI-Oberflächenveredelungen für Spritzgussteile an. Unsere Spritzguss-Experten bei Xometry beraten Sie gerne zu den möglichen Optionen. Laden Sie Ihr Design in unser Quoting-Engine hoch, und wir erstellen Ihnen innerhalb von 48 Stunden ein Angebot.