Verhinderung von Fließmarken beim Spritzgießen:Ursachen, Erkennung und Lösungen

Spritzguss ist eine beliebte Herstellungsmethode für Kunststoffteile. Diese Technologie ist effizient für die Massenproduktion und gewährleistet Wiederholbarkeit und Kosteneffizienz. Allerdings führt jede Abweichung bei der Werkzeugausstattung, den Prozessvariablen und der Rohmaterialqualität zu verschiedenen Mängeln an den Formteilen. Eine Fließspur beim Spritzgießen ist ein wesentlicher Fehler, der das Finish und die Ästhetik beeinträchtigt.

Das Verständnis der Natur von Fließspuren kann Ihnen dabei helfen, fehlerfreie Teile genau nach Ihren Designspezifikationen herzustellen. Lassen Sie uns also die Arten von Fließmarken, ihre Ursachen und Präventionsstrategien im Detail besprechen.

Was ist eine Fließmarke beim Spritzgießen?

Fließmarken, auch Fließlinien genannt, sind Wellenlinien, Streifen oder Muster, die während des Spritzgussvorgangs auf der Oberfläche des Kunststoffmaterials entstehen. Obwohl es die strukturelle Integrität des Materials nicht beeinträchtigt, handelt es sich um einen kosmetischen Mangel, der die Ästhetik des Produkts beeinträchtigen kann, was zu einer geringeren wahrgenommenen Qualität und Verbraucherakzeptanz führt.

Die Fließlinien folgen normalerweise der Richtung des Schmelzeflusses innerhalb der Kavität und sind häufig in der Nähe von Anschnitten oder um scharfe Ecken herum zu finden. Dies weist auf eine schlechte Prozesskontrolle hin, da sie durch verschiedene Faktoren verursacht wird, die zu ungleichmäßigen Fließmustern des geschmolzenen Kunststoffs führen, was zu einer inkonsistenten Kühlung führt.

Arten von Spritzguss-Fließmarken

Diese Markierungen auf der Oberfläche von Formteilen/Produkten können aufgrund ihres Aussehens und ihres Entstehungsmechanismus in verschiedene Typen eingeteilt werden.

Lassen Sie uns über Wellen, Strahlbildung, Strahlungslinien, periodische Bänder, Bindenähte und andere Arten von Fließmarken beim Spritzgießen sprechen.

Wellenströmungsmarkierungen

Es handelt sich um einen wellenförmigen Streifen entlang der Fließrichtung der Förderladung. Eine schnellere Abkühlung und Verfestigung der äußeren Schicht, während die innere Schicht innerhalb der Form fließt, was auf eine plötzliche Abkühlung an den Wänden der Form oder eine ungleichmäßige Fließgeschwindigkeit zurückzuführen ist, führt zum Auftreten dieser Art von Fließmarkierung. Diese Art von Fließspuren findet man häufig auf großen, flachen und glänzenden Oberflächen, einschließlich Elektronikgehäusen und Fahrzeuginnenverkleidungen.   

Spritzspuren

Es handelt sich um einen kleinen, unregelmäßigen, schlangenartigen Streifen, der vom Injektionstor ausgeht. Dies geschieht, wenn der Flüssigkeitsfluss zu hoch ist und turbulent wird, sodass die Ladung nicht genügend Zeit hat, sich gleichmäßig zu verteilen. Die Markierungen ähneln dem Spritzen der geschmolzenen Ladung aus dem Tor. Man findet es typischerweise in Bauteilen mit schmalen Anschnitten und anschließenden breiten Öffnungen im Hohlraum, wie zum Beispiel bei Steckverbindern, Automobilstoßstangen und Präzisionsbauteilen.

Strahlungslinien

Diese ringförmigen Linien scheinen von der Einspritzöffnung strahlenförmig nach außen zu verlaufen, wie in einen Teich geworfene Kieselsteine. Dies wird hauptsächlich durch die ungleichmäßige Abkühlung verschiedener Schichten der Ladung verursacht, da die Schicht, die die Wände berührt, schneller abkühlt und erstarrt als die innere Schicht.

Eine niedrigere Formtemperatur sowie eine langsamere Geschwindigkeit und ein langsamerer Druckgradient aufgrund des Angusskanals können die Entstehung von Strahlungslinien beim Spritzgießen auslösen. Diese Linien werden auf Teilen mit einem zentralen Anschnitt mit nach außen gerichtetem Kunststofffluss erzeugt, der kreisförmige oder radiale Teile wie Flaschendeckel, runde Gehäuse und Getriebenaben umfasst.

Wolkenartige Fließmarken

Hierbei handelt es sich um streifige Linien oder trübe oder milchige Flecken, die in erster Linie auf inkonsistente und verunreinigte Materialeigenschaften, schlechte Mischung und Temperaturschwankungen in der Form zurückzuführen sind. Diese Flecken finden sich meist auf transparenten Teilen wie Linsen, medizinischen Geräten, Lichtdiffusoren und Displayabdeckungen.

Periodische Bänder oder Tigerstreifen

Periodische Bänder oder Tigerstreifen beziehen sich auf das zyklische Muster abwechselnder Bänder, die senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufen. Die Bänder können sich in Transparenz, Farbintensität oder Glanz unterscheiden. Dies ist häufig auf Schmelzflussinstabilität, zyklische Schwankungen der Einspritzparameter und Wechselwirkungen der Charge mit Zusatzstoffen, einschließlich Füllstoffen und Farbstoffen, zurückzuführen. Dies kommt häufig bei Teilen vor, die einen längeren Fließweg oder eine Dickenschwankung haben und eine gefüllte oder pigmentierte Ladung verwenden. Dazu gehören Komponenten wie dünnwandige Behälter, lange Automobilteile und farbige Gehäuse.

Schweißnahtartige Fließmarkierungen

Schweißnähte, auch Reparaturlinien oder Stricklinien genannt, sind häufige Arten von Oberflächenfehlern, die als dünne sichtbare Naht oder Linie an der Verbindung zweier Fließfronten erscheinen. Dies tritt häufiger an Stellen auf, an denen der Kunststofffluss ein Hindernis umgangen hat, wodurch sich der Fluss aufspaltet und auf der anderen Seite wieder zusammenfließt. Eine zu niedrige Temperatur oder ein zu niedriger Druck können auch die ordnungsgemäße Verschmelzung der beiden Fließfronten behindern, was zu einer schwachen Bindung und der Entstehung von Bindenähten führt.  

Die häufigsten Ursachen von Fließstreifen

Die Ursachen für Fließmarken beim Spritzgießen hängen mit Fehlern in der Konstruktion, der Zufuhrtemperatur, den Prozessvariablen, der Anguss- und Angussposition sowie der Qualität des Rohmaterials zusammen. Diese Ursachen müssen Sie beim Einrichten der Spritzgießmaschine und bei der Handhabung des Prozesses berücksichtigen.

Niedrige Schimmelpilztemperatur

Die niedrige Formtemperatur hängt mit der Viskosität des geschmolzenen Kunststoffs zusammen; es verringert die Fließfähigkeit. Bei Temperaturschwankungen verfestigt sich das Material an der Oberfläche schneller als das Material im Kern. Diese ungleichmäßige Abkühlung führt zur Bildung von Fließmarken.

Der Abschnitt, der früher abgekühlt ist, ist anfälliger für Flecken, beispielsweise der Bereich in der Nähe des Tors. Deshalb werden Formen häufig vor und nach dem Spritzvorgang auf eine bestimmte Temperatur erhitzt.

Niedrige Einspritzgeschwindigkeit und niedriger Druck

Eine niedrige Einspritzgeschwindigkeit führt zu Unterschieden in der anfänglichen Fließgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit, mit der sie die Form erreicht, wodurch sich die Fließmuster der geschmolzenen Schichten verändern und Fließmarken entstehen. Darüber hinaus ist es für die Homogenität des Flusses wichtig, den Nachdruck nach dem Einspritzen des Kunststoffs aufrechtzuerhalten.

Darüber hinaus führt ein niedriger Maschineneinspritzdruck zu einer ungleichmäßigen Füllung des Formhohlraums und das eingespritzte Futter kann nicht kompakt oder dicht sein.

Falsche Tor- und Angussgröße

Wenn Anschnitt und Angusskanal dünner als erforderlich sind, führt dies zu Problemen beim Materialfluss. Kleine Größen verlängern die Formfüllzeit und ein Teil des Materials verliert Wärme. Folglich verringert ein schmaler Läufer die Geschwindigkeit und den Druck und bildet schließlich die Strömungslinien.

Durch die falsche Platzierung des Formangusses können sich auch wellenförmige Muster auf der Oberfläche bilden. Weil es die gleichmäßige Verteilung des Materials im Formhohlraum beeinflusst.

Materialqualitätsprobleme

Qualitätsfaktoren von rohen geschmolzenen Harzen, wie niedrige Schmelztemperaturen, Materialverunreinigungen, Feuchtigkeit, unzureichende Additivdispersion und das Vorhandensein flüchtiger Gase, können ebenfalls zu Fließmarken führen.

Verunreinigungen oder zersetzte Partikel stören die gleichmäßige Strömung und Kühlung. Diese Unregelmäßigkeiten erzeugen Streifen oder Linien auf der Oberfläche des Formteils.

Formschmierung

Eine unzureichende Schmierung der Oberfläche der Formhohlräume beeinträchtigt die Fließfähigkeit des Materials. Es verlangsamt den Schmelzfluss und verteilt verschiedene Muster. Anschließend muss die Spritzgießmaschine aufgrund mangelnder Schmierung einen höheren Einspritzdruck aufbringen.

Auch Einstellungen und Variablen der Spritzgießausrüstung verursachen die Fließlinien, wie z. B. niedrige Düsen- und Zylindertemperatur, falsches Kühlsystem und kurze Zykluszeiten. Daher müssen Sie die Einstellungen der Maschine überprüfen und für eine fehlerfreie Formung optimieren.

Wie verhindert man Fließspuren beim Spritzgießen?

Um Fließspuren beim Spritzgießen zu verhindern, müssen Sie proaktiv vorgehen. Es erfordert die Optimierung einer Spritzgussform hinsichtlich der Fließfähigkeit, die Verwendung der richtigen Werkzeug- und Formparameter sowie eine Prozessverbesserung.

Schauen wir uns die gängigen Strategien zur Vermeidung von Fließmarken beim Spritzgießen an.

• Formtemperatur erhöhen:  Halten Sie eine hohe und stabile Formtemperatur aufrecht, was die Fließfähigkeit der geschmolzenen Charge verbessert und die Bildung von Fließlinien einschränkt.
• Kalten Schlamm verwenden:  Platzieren Sie einen kalten Schlamm vor dem Anguss, damit dieser kühles Plastik sammeln und dessen Eindringen in den Hohlraum verhindern kann.
• Korrekte Einspritzgeschwindigkeit: Die Hochgeschwindigkeitseinspritzung trägt dazu bei, die Form schneller zu füllen und gleichmäßig zu verfestigen. Erhöhen Sie ihn daher nach der Analyse des Szenarios.
• Hoher Einspritzdruck:  Stellen Sie einen hohen Einspritzdruck ein
• Düse und Tor schließen: A  Durch den kurzen Abstand zwischen der Kunststoffeinspritzdüse und dem Anschnitt kann der geschmolzene Kunststoff nicht schnell abkühlen. Platzieren Sie sie also nahe beieinander.
• Gegendruck anwenden:  Durch die Anwendung von Gegendruck während des Prozesses wird ein gleichmäßiger Fluss und eine gleichmäßige Kompaktheit des geschmolzenen Materials gewährleistet. Erhöhen Sie es also je nach Bedarf.
• Richtiges Formendesign: Optimieren Sie Formdesignparameter wie Angussposition und -größe, Angusssystem sowie Kanten und Ecken für die Fließfähigkeit des eingespritzten Kunststoffs.

Risiko von Fließmarken und Überlegungen zum Formendesign

Die Größe des Angusskanals und des Anschnitts, ihre Position, scharfe Kavitätskanten, Teiledicke, Entlüftung, Textur der Kavitätswand und viele andere Designmerkmale der Form beeinflussen die Fließeigenschaften und die Bildung sichtbarer Linien oder Markierungen. Daher ist der Entwurf eine kritische Phase, die die oben genannten Überlegungen erfordert, um einen stabilen Fluss sicherzustellen.

Die folgende Liste zeigt die gängigen Designpraktiken und Überlegungen zur Vermeidung von Fließlinienfehlern beim Spritzgießen.

Wählen Sie die richtige Form und das richtige Material

Es gibt viele Arten von Spritzgussformen, z. B. Einzel-, Mehrfamilien-, Kaltkanal- und Heißkanalformen. Wählen Sie das richtige Produkt basierend auf der Art des Rohkunststoffs und den Produktionsanforderungen aus. Darüber hinaus sollte das Formmaterial stabil genug sein, um der hohen thermischen Belastung standzuhalten.

Wählen Sie den richtigen Tortyp, die richtige Größe und den richtigen Ort

Positionieren Sie den Anschnitt am dickeren Abschnitt des Teils und wählen Sie den richtigen Angusstyp, der die Fließfähigkeit fördern kann. Beispielsweise kann ein Nadelverschluss eine präzise Steuerung ermöglichen. Gleichzeitig wird das Tor breiter, um eine Einschränkung der gewünschten Durchflussrate zu vermeiden.

Gleichmäßigkeit der Teiledicke

Die gleichmäßige Wandstärke im Teiledesign verbessert den reibungslosen Fluss ohne plötzliche Übergänge. Daher wird empfohlen, die Dickenschwankung auf ±15 % zu begrenzen, sofern dies nicht unbedingt erforderlich ist.

Integrieren Sie ein geeignetes Entlüftungssystem

Platzieren Sie die Entlüftungsöffnungen entlang eines langen Strömungswegs oder dort, wo wahrscheinlich Luft eingeschlossen wird. Sie müssen außerdem mehrere Lüftungsschlitze mit der richtigen Tiefe und Größe verwenden. Der Einbau von Mikroentlüftungsöffnungen in die Auswerferstifte kann auch dazu beitragen, dass Gase leichter entweichen können.

Verwenden Sie Kühlkanäle

Die Verteilung der Kühlkanäle muss über den Formquerschnitt gleichmäßig sein. Die Größe der Kanäle muss je nach Teilegröße und Kühlbedarf ausgewählt werden. Sie können thermische Simulationen an Formkanälen durchführen, während Sie zur Optimierung entwerfen.

Wählen Sie die richtige Textur für Hohlwände

Da das Äußere des Formteils in direktem Zusammenhang mit der Textur der Hohlraumwand steht. Durch die Spiegeloberfläche sind Markierungen besser sichtbar, auch wenn die Fließlinienfrequenz gering ist. Aber matte Texturen können ihr Aussehen verbergen.

Wenn Sie sich weiter für das Formendesign interessieren, lesen Sie unseren ausführlichen „Leitfaden zum Design von Spritzgussformen“, der die verschiedenen Aspekte im Detail behandelt.

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Wie wir in diesem Artikel besprochen haben, erfordert die Herstellung von Kunststoffteilen ohne Fließspuren oder andere Mängel eine sorgfältige Handhabung aller Formungsschritte. Dies kann nur durch fortschrittliche Spritzgussfähigkeiten und professionelles Fachwissen erreicht werden. Deshalb verfügen wir bei RapidDirect über fortschrittliche Ausrüstung, die von Spritzgussexperten betrieben wird.

Wir berücksichtigen die Möglichkeit von Markierungen, Spritzern, Graten, Umhüllungen und allen anderen Spritzgussfehlern vom Beginn der Formkonstruktion bis zum Ende der Produktion. Darüber hinaus kann Ihnen unsere Erfahrung in dieser Branche auch dabei helfen, Lösungen für alle Herausforderungen zu finden, die bei der Prozessausführung auftreten können.

Unsere Spritzgussdienstleistungen sind auch hinsichtlich des Produktionsvolumens und der Versandorte flexibel. Für Preise, Lieferzeit und weitere Informationen laden Sie Ihr Design hoch und fordern Sie ein Angebot an. Wir liefern Ihnen umgehend einen genauen Kostenvoranschlag.

FAQS

So erkennen Sie Fließspuren bei Kunststoffformteilen

Sie können Fließlinien von Spritzgussteilen durch visuelle Inspektion identifizieren; Sie erscheinen als wellenförmige, streifige oder ringförmige Muster auf der Oberfläche.

So reduzieren Sie Fließspuren beim Spritzgießen

Um Fließspuren zu reduzieren, optimieren Sie das Formdesign, die Formtemperatur, die Einspritzgeschwindigkeit, den Druck und das Kühlsystem. Sorgen Sie für Gegendruck, Haltedruck und eine gute Qualität der geschmolzenen Zufuhr.

Wie man Fließlinien beim Spritzgießen repariert

Um Fehler beim Formen zu beheben, müssen Sie Fehler im Design, bei der Einrichtung der Formausrüstung, bei der Werkzeugbestückung, bei den Einspritzvariablen, bei der Formtemperatur und bei der Qualität des Rohmaterials beheben.

Was ist die Ursache für Fließspuren in Formteilen?

Die Hauptursache für Fließmarken in Formteilen ist die Instabilität beim Füllen und Erstarren, wodurch sich die Fließmuster verändern und Markierungen oder Linien entstehen.