3 Tipps zur Herstellung stärkerer Spritzgussteile

Spritzgießen ist ein vielseitiges Herstellungsverfahren, bei dem im Allgemeinen geschmolzenes Kunststoffharz in haltbare Metallformen eingespritzt wird, was die Produktion identischer Teile in großen Mengen ermöglicht. Während Spritzguss im großen Maßstab unglaublich kostengünstig sein kann, durchlaufen Kunststoffteile in der Regel Designüberprüfungen, 3D-Druck, Simulationen und Tests, bevor ein Endprodukt spritzgegossen wird. Hier sind ein paar Tipps, die Sie beim Entwerfen von Spritzgussteilen aus Kunststoff beachten sollten, die dazu beitragen, die Festigkeit des Endprodukts zu verbessern.

Materialauswahl:Grundlage für die Erstellung starker Teile

Zunächst eine kurze Anmerkung zur Materialauswahl. Es mag offensichtlich erscheinen zu sagen, aber die besonderen Materialien, aus denen Ihre Komponenten bestehen, haben einen erheblichen Einfluss auf die Haltbarkeit, Festigkeit und Zähigkeit des endgültigen Teils oder der Baugruppe. Eine einfache Möglichkeit, die Festigkeit Ihrer Teile und Baugruppen zu verbessern? Verwenden Sie stärkere Thermoplaste. Hier sind einige gängige Spritzgussmaterialien, die Sie berücksichtigen sollten, wenn Sie speziell die Festigkeit Ihrer Spritzgussteile verbessern möchten.

ABS

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ein schlagfester technischer Thermoplast, der sowohl im Haushalt als auch in der Industrie Verwendung findet – alles von Fernbedienungen und Elektronikgehäusen bis hin zu Kompressoren und Verneblern kann aus diesem erschwinglichen Harz hergestellt werden. ABS ist jedoch anfällig für Verwitterung und Spannungsrisse, wenn es bestimmten Chemikalien ausgesetzt wird.

Polycarbonat

Dieser auch als PC bekannte Kunststoff bietet eine unglaubliche Schlagfestigkeit (sogar mehr als ABS) und kann transparent gemacht werden, was ihn zu einer gängigen Alternative zu Glas macht. Konsumgüter wie Schutzbrillen, Gesichtsschutzschilde, Innen- und Außenschilder und Fenster werden aus diesem Harz hergestellt, das gelegentlich auch zum Schutz von Gebäudehüllen verwendet wird. PC ist zwar stoßfest, aber anfällig für Kratzer und teuer in der Handhabung.

Nylon

Nylons sind eine vielseitige Familie von Kunststoffen, die sich gut für Anwendungen eignen, die einen niedrigen Reibungskoeffizienten gepaart mit guter Verschleiß-, Chemikalien- und Wärmebeständigkeit erfordern. Während ungefülltes Nylon tendenziell ein gewisses Maß an Flexibilität und Steifheit aufweist, können Stabilisatoren und Additive in das Material eingearbeitet werden, um bestimmte Eigenschaften des Teils zu optimieren. Glasfasern verbessern beispielsweise die Druckfestigkeit, Steifigkeit und Wärmeformbeständigkeit des Materials und machen es gleichzeitig spröde. Nylon neigt dazu, Feuchtigkeit aus seiner Umgebung zu absorbieren und wird ohne Verwendung von Stabilisatoren leicht durch UV-Licht beschädigt.

Acetal

Acetal wird wegen seiner Steifheit, seines niedrigen Reibungskoeffizienten und seiner Abrieb-, Wasser- und Chemikalienbeständigkeit geschätzt. Acetal wird häufig zur Herstellung von Elektronik, Reißverschlüssen und Zahnrädern, Automobilkomponenten, Teilen für die Lebensmittelindustrie und vielen anderen Anwendungen verwendet. Acetal ist mit additiven Fertigungstechnologien nicht kompatibel und wird daher tendenziell weniger für das Prototyping verwendet als Nylon. Es ist auch nicht gut geeignet für kosmetische Teile oder solche, die lackiert oder bedruckt werden müssen.

Designtipps zum Bau stärkerer Teile

Vermeiden Sie dicke Abschnitte

Die Abkühlzeit, normalerweise die längste Phase des Spritzgussverfahrens, wird durch die dicksten Abschnitte des Teils bestimmt. Eine längere Kühlzeit bedeutet eine längere Zykluszeit, was wiederum die Produktionskosten erhöht. Dickere Querschnitte erhöhen auch das Risiko, dass verschiedene Teile des Teils unterschiedlich schnell abkühlen, was zu Defekten wie Verziehen und Einsinken führen kann.

Das Spritzgießen als Prozess ist im Allgemeinen stabil und konsistent, wenn es zur Herstellung von Teilen mit Wandstärken im Bereich von 0,040 Zoll (1,016 mm) bis 0,140 Zoll (3,556 mm) verwendet wird, aber die ideale Nennwandstärke variiert je nach Material. Teile mit einer Wandstärke von mehr als 3 mm (0,120 Zoll) sind im Allgemeinen formbar, erfordern jedoch häufig zusätzliche Aufmerksamkeit, um sicherzustellen, dass sich der Formhohlraum während jedes Zyklus füllt. Um 0,150 Zoll (3,8 mm) neigen Querschnitte dazu, Einsinkungen zu entwickeln, was zusätzliche Prozesse oder Unterstützung erforderlich macht, um die Lebensfähigkeit des Teils zu erhalten.

Wände oder Buckel mit Rippen verstärken

Wände und Vorsprünge sind zwei Merkmale, die häufig die oben genannten Richtlinien für die maximale Wandstärke überschreiten, teilweise weil sie ausreichend stark sein müssen, um richtig zu funktionieren. Rippen verleihen wichtigen Bereichen, die eine größere als die nominale Wandstärke, geprägte Merkmale und hohe Wände erfordern, Festigkeit – alles ohne die Zykluszeit zu beeinträchtigen. In einigen Fällen kann die Integration von mehr Rippen in das Teiledesign den Materialverbrauch reduzieren.

Um das Risiko von Einsinkungen oder Hohlräumen beim Abkühlen des Teils zu minimieren, sollte die Wandstärke eines Vorsprungs 40-60 % der Nennwandstärke des Bauteils betragen. Buckel sollten mit Rippen oder Verrundungen fixiert werden, um ein Verziehen zu minimieren. Bossen können zusätzliche Belastungspunkte einführen, aber sie können Belastungspunkte im Design eines Teils tatsächlich verstärken, wenn sie richtig integriert werden.

Verwenden Sie Verrundungen und Radien, um Ecken zu verstärken

Scharfe Ecken sind in der Fertigung, insbesondere bei Spritzgussteilen, niemandes Freund. Die Lösung um um die Ecke zu kommen? Verrundungsradien und Rundradien. Die beiden sind ähnlich – Verrundungsradien sind die Rundung einer Innenecke und Rundradien die Rundung der Außenecken eines Teils.

Das Abrunden von Innenecken bietet eine Reihe von Vorteilen, darunter die Verbesserung der Tragfähigkeit des Teils und gleichzeitig die Verringerung der Spannungskonzentration. Dies gewährleistet auch eine gleichmäßigere Kavitätsfüllung während der Produktion, wodurch verhindert wird, dass sich das Eckenmaterial ausdehnt und die Teilequalität bricht. Zwischen Vorsprüngen und Rippen können Ausrundungsradien hinzugefügt werden, um sie für zusätzliche Festigkeit mit benachbarten Wänden zu verbinden. Das Abrunden einer Außenecke trägt dazu bei, die Tragfähigkeit zu erhöhen, die Wahrscheinlichkeit von Brüchen zu verringern und schwer zu füllende Ecken aus dem Teiledesign zu entfernen, wodurch es einfacher wird, konsistentere Formfüllungen zu gewährleisten.

Verbessern Sie die Festigkeit Ihrer Spritzgussteile mit einem erfahrenen Experten

Haltbarkeit und Zähigkeit sind nicht die einzigen Materialeigenschaften, nach denen Produktteams suchen – es ist entscheidend, das richtige Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Funktion, Erschwinglichkeit und anderen gewünschten Materialeigenschaften zu finden. Andernfalls laufen Sie Gefahr, am Ende ein zu flexibles oder zu sprödes Teil zu erhalten.

Die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Fertigungspartner wie Fast Radius bedeutet, dass Sie sich beruhigt zurücklehnen können. Unser Team arbeitet hart daran, jedem unserer Kunden dabei zu helfen, seine Konstruktionen zu optimieren und die erforderlichen Erkenntnisse zu liefern, um sicherzustellen, dass jedes Teil, das wir mit Ihnen produzieren, die Erwartungen in Bezug auf Festigkeit, Produktionszeitplan und Kosten übertrifft. Bereit anzufangen? Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr über unsere Spritzgussdienstleistungen zu erfahren.