Gestaltung von Hinterschnitten beim Spritzgießen:Expertentipps und Best Practices

Möchten Sie erfahren, wie Sie Hinterschnitte entwerfen, die Ihre Teile nicht beschädigen? Schauen Sie sich unseren Artikel an, der Tipps und Tricks für DFM mit Hinterschnitten, Beispiele dafür, wann Sie diese benötigen und mehr bietet. Hinterschnitte in Spritzgussteilen stellen Designer und Hersteller vor zahlreiche Herausforderungen. In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf die Definition von Hinterschnitten, ihren Zweck, ihre Anwendungen und Tipps für die Konstruktion von Teilen damit.

Was ist ein Undercut?

Ein Hinterschnitt ist eine Vertiefung (ein konkaver oder vertiefter Bereich) oder ein Vorsprung (eine nach außen gerichtete Erweiterung oder ein erhöhter Bereich) an einem Teil, der das Auswerfen aus einer Form (Entformen) verhindert oder erschwert.  

Was ist der Zweck einer Unterschneidung?

Im Allgemeinen versuchen Designer und Hersteller, Hinterschneidungen so gering wie möglich zu halten. Einige Teile benötigen jedoch einen Hinterschnitt, um zu funktionieren. Werfen wir einen Blick auf einige Anwendungen, bei denen eine Hinterschneidung erforderlich sein könnte.

• Gewindeteile. Mithilfe von Hinterschnitten können Sie Teile mit Gewinde erstellen, sodass Sie Schraub- oder Drehbefestigungsmechanismen wie Verschlüsse, Kappen oder Anschlüsse darin integrieren können.

• Ineinandergreifende Komponenten . Mit Hinterschnitten können Sie Teile mit ineinandergreifenden Merkmalen konstruieren, die dazu beitragen, dass sie sehr präzise zusammenpassen. Ein gutes Beispiel hierfür ist die Werkzeugkonstruktion, bei der der Griff und der Kopf des Werkzeugs ineinandergreifen, um sicherzustellen, dass sie stabil und ausgerichtet sind.

• Dichtungsmechanismen. Wenn Sie ein Spritzgussteil – beispielsweise in Lebensmittelverpackungen oder medizinischen Geräten, das häufig auslaufsicher oder luftdicht sein muss – wirksam abdichten möchten, müssen Sie wahrscheinlich einen Hinterschnitt verwenden.

• Clips und Befestigungselemente. Teile mit Klammern oder Verschlüssen, insbesondere in Form von Haken oder Laschen, häufig Merkmalsunterschnitte.

• Geformte Griffe. Griffe mit ergonomischen Griffen sind häufig mit Hinterschnitten ausgeführt. 

So entwerfen Sie Hinterschnitte für den Spritzguss

 Wenn Sie ein Teil erstellen, von dem Sie wissen, dass es eine Hinterschneidung benötigt, sollten Sie erwägen, seiner Konstruktion eine oder mehrere der folgenden Funktionen hinzuzufügen. Sie ermöglichen zusätzliche Bewegung oder Spielraum für die Hinterschneidung und tragen so dazu bei, dass Ihr Teil beim Entformen nicht beschädigt wird.

• Nebenaktionskerne. Bei seitlich wirkenden Kernen handelt es sich um Einsätze, die beim Schließen der Form hineingleiten und vor dem Öffnen herausgleiten. Um jedoch wirksam zu sein, müssen sich seitlich wirkende Kerne senkrecht zur Öffnungsrichtung der Form bewegen, was eine Herausforderung für das Design eines Teils darstellen kann.

• Heber. Das Entwerfen von Teilen mit Hebern ist eine weitere Möglichkeit, Hinterschnitte erfolgreich einzusetzen. Heber heben oder verschieben bestimmte Merkmale eines Teils beim Auswerfen aus einer Form. Wie seitlich wirkende Kerne müssen sie sich senkrecht zur Öffnungsrichtung der Form bewegen.

• Abschraubmechanismen. Rotierende Gewindekomponenten – wie ein Flaschenverschluss auf einer Plastikflasche – können dazu beitragen, dass sich ein Teil mit einem Hinterschnitt leichter aus einer Form lösen lässt.

• Entformungswinkel.  Ihre Teile sollten über ausreichende Entformungsschrägen verfügen, damit sie leichter aus einer Form ausgeworfen werden können. Ein Entformungswinkel ist ein sich verjüngender Winkel, der auf die vertikalen Wände eines Spritzgussteils angewendet wird. Im Allgemeinen möchten Sie, dass Ihr Teil eine Formschräge von einem Grad pro 2,2 cm (1 Zoll) Hohlraumtiefe aufweist.

• Platzierung der Trennfuge. Sie können einen Hinterschnitt leicht beheben, indem Sie die Trennlinie der Form so verschieben, dass sie das Teilelement schneidet. Diese Lösung eignet sich für viele Konstruktionen mit Hinterschnitten auf einer Außenfläche. Vergessen Sie nicht, die Entformungswinkel entsprechend anzupassen.

• Cam-Folien. Durch die Integration von Nockenschlitten in das Design Ihres Teils können Sie es kontrolliert seitlich auswerfen.

• Bumpoffs. Bumpoffs funktionieren wie Druckknöpfe an einem Hemd. Diese funktionieren in der Regel sehr gut, wenn sie in Teile mit Hinterschneidungen integriert werden. Das verwendete Material muss jedoch flexibel genug sein, um sich beim Auswerfen über der Form zu verformen.

• Handbeladene Beilagen. Handbestückte Einsätze sind genau das – maschinell bearbeitete Komponenten, die von Hand in eine Form eingelegt werden, bevor das Teil spritzgegossen wird. Diese Komponenten verhindern, dass Kunststoff in bestimmte Bereiche einer Form fließt, und werden nach dem Spritzgussvorgang von Hand entfernt.

Herausforderungen beim Undercut-Design

Im Folgenden sind einige Herausforderungen aufgeführt, mit denen unsere Kunden häufig konfrontiert werden, wenn sie Teile mit Hinterschnitten für den Spritzguss entwerfen. Wir haben auch für jedes eine einfache Lösung bereitgestellt.

• Komplizierte Teile. Je komplizierter ein Teil ist, desto schwieriger wird es, einen effektiven Hinterschnitt zu entwerfen. Verwenden Sie vor diesem Hintergrund DFM-Techniken, um Ihre Teile so einfach wie möglich zu gestalten, insbesondere wenn Sie glauben, dass sie eine Hinterschneidung benötigen.

• Teilesteifigkeit. Je steifer das Material ist, das Sie verwenden, desto schwieriger wird es, es aus der Form zu lösen. Auch wenn dies möglicherweise nicht immer möglich ist, denken Sie bei der Konstruktion von Teilen mit Hinterschneidungen an Materialien mit einem hohen Grad an Flexibilität und Elastizität, wie z. B. TPE oder TPU.

• Teilemontage. Teile mit Hinterschneidungen können eine Herausforderung bei der Montage darstellen, insbesondere wenn Komponenten präzise zusammenpassen müssen. Stellen Sie sicher, dass Sie Ihre Teile unter diesem Gesichtspunkt entwerfen, indem Sie passende Merkmale oder Montagehilfen verwenden – und Passtests durchführen, bevor Sie einen vollständigen Fertigungslauf starten.

Starten Sie ein Spritzgussprojekt

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Um mehr zu erfahren, finden Sie auch eine Aufschlüsselung der beim Spritzgießen anfallenden Kosten, Informationen zur Konstruktion von Teilen für Formen und Tipps zur Vermeidung häufiger Herstellungsfehler.

Häufig gestellte Fragen

Warum sind Unterschnitte eine Herausforderung?

Teile mit Hinterschneidungen erschweren tendenziell die Formkonstruktion, die Entformung und die Teileproduktion, da sie kompliziertere Geometrien aufweisen als solche ohne.

Können Sie jedes Material für Hinterschnitte verwenden?

Für Hinterschnitte eignen sich idealerweise flexible und elastische Materialien wie TPE oder TPU.

Beeinflusst die Teilesteifigkeit den Formauswurf?

Ja, steifere Materialien stellen beim Auswerfen größere Herausforderungen dar als solche mit flexiblen oder elastischen Eigenschaften.

Welche Auswirkungen hat die Werkzeugkomplexität auf Teile mit Hinterschneidungen?

Je komplexer die Form ist, desto teurer ist ihre Herstellung und Wartung. Arbeiten Sie mit Ihrem Fertigungspartner zusammen, um die beste Lösung für Ihr Teil zu finden.

Beeinflussen Hinterschnitte die Teilemontage?

Komplizierte Hinterschneidungen können dazu führen, dass die Teilemontage komplizierter wird. Berücksichtigen Sie dies daher unbedingt bei der Konstruktion.

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