Bewährte Designstrategien für das Gießen mit Thermoset-Polyurethanen

Gießen ist eines der ältesten und am häufigsten eingesetzten Fertigungsverfahren in verschiedenen Branchen. Die Vielseitigkeit des Gießens macht es zu einer guten Wahl für viele Produkte und Komponenten, wo Designflexibilität und Leistung essenziell sind. Insbesondere das Gießen mit Thermoset-Polyurethanen bietet Produktentwicklern die Möglichkeit, nahezu jede Form, Größe oder Gestalt durch diverse Fertigungsprozesse zu realisieren. Daher gibt es einige spezifische Designrichtlinien zu beachten. In diesem Beitrag teilen wir fünf Designtipps für optimale Ergebnisse.

1. Wanddicke beachten

Ähnlich wie beim Reaktionsspritzgießen (RIM) ermöglicht das Gießen variable Wanddicken im Bauteil. Dennoch wird eine gleichmäßige Wanddicke bevorzugt, damit die flüssigen Materialien einheitlich aushärten und erstarren. Übermäßige Wanddickenvariationen und dünne Wandbereiche können Lufteinschlüsse, Risse oder schlechte Oberflächen verursachen. Der empfohlene Wanddickenbereich liegt bei mindestens 1,27 mm (0,050 Zoll). Je größer das Bauteil, desto dicker sollte die Wand sein, um ausreichende Stabilität zu gewährleisten. Übergänge von dicken zu dünnen Wänden sollten so graduell wie möglich gestaltet werden.

2. Teilungslinien

Teilungslinien entstehen dort, wo das Bauteil gekrümmte Bereiche aufweist. Grat oder Überstand ist an Teilungslinien häufig vorhanden und kann Form und Abmessungen beeinträchtigen. Je komplexer oder konturierter die Form, desto mehr Teilungslinien treten auf. Idealerweise sollte ein gerades Profil angestrebt werden, um die Anzahl der Teilungslinien zu minimieren. Ist dies nicht möglich, können Nachbearbeitungsschritte wie manuelles Entgraten oder Bearbeiten auf Maß erforderlich sein, um exakte Designspezifikationen zu erfüllen.

3. Hinterschneidungen vermeiden

Scharfe Winkel, Kavitäten oder versenkte Bereiche, wo die Ausrichtung nicht senkrecht zur Teilungslinie der Form steht, erzeugen Hinterschneidungen. Diese Designfehler führen typischerweise zu Lufteinschlüssen, was Blasen oder Hohlräume im Gussteil zur Folge haben kann. Zudem erschweren Hinterschneidungen das Entformen aus einer einteiligen Form. Die empfohlene Lösung: Hinterschneidungen so weit wie möglich vermeiden oder Fase/Radius in das Design einbringen, damit Luft entweichen kann und das Entformen erleichtert wird.

4. Größe ist entscheidend

Die Bauteilgröße bestimmt oft die geeignete Gießtechnik. Kleinere bis mittlere Bauteile können manuell gegossen werden, während große Bauteile oft einen automatisierten Prozess erfordern, um Schwachstellen wie Blasen, Fließlinien oder Wirbel zu vermeiden. Um diese Mängel zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Projektanforderungen früh in der Entwicklungsphase mit Ihrem Polyurethan-Hersteller zu besprechen und entsprechend zu planen.

5. Oberflächenveredelung kennen

Gießen ermöglicht diverse eingeformte Texturen und Oberflächenveredelungen, meist materialabhängig. Festkörper und die meisten Schäume können nahezu jede eingeformte Textur oder bearbeitete Oberfläche nachbilden. Je nach Funktion Ihres Produktdesigns kann eine bearbeitete Oberfläche ideal sein – besonders bei Schäumen, um andere physikalische Eigenschaften wie den Reibungskoeffizienten (COF) freizulegen. Die Funktion oder Anwendung des Bauteils sollte das ideale Material und die Oberflächenveredelung bestimmen.

Die Berücksichtigung dieser 5 Designtipps hilft, potenzielle Fehler bei der Entwicklung Ihres gegossenen Bauteils zu vermeiden. Haben Sie Fragen zu Ihrem Produktdesign? Kontaktieren Sie uns hier – unsere Polyurethan-Experten helfen Ihnen, Ihr gegossenes Design zum Leben zu erwecken!