Tipps zum Spritzgießen mit Hochtemperaturkunststoffen

Das Spritzgießen ist ein schnelles und kostengünstiges Verfahren und eignet sich gut für hochvolumige Produktionsläufe von präzisen, wiederholbaren Teilen. In der Vergangenheit wurden Spritzgussteile aus schwächeren Materialien hergestellt. Vor kurzem haben Produktteams jedoch damit begonnen, zu untersuchen, was möglich ist, wenn sie technische Hochleistungskunststoffe für den Spritzguss verwenden. Diese Kunststoffe verleihen Teilen verbesserte physikalische und mechanische Eigenschaften und bieten aufgrund ihrer hohen Schmelzpunkte verbesserte thermische Eigenschaften.

Das Spritzgießen mit diesen Kunststoffen kann eine Herausforderung darstellen, da es stärkere Formen erfordert, die so konstruiert sind, dass sie der Hitze standhalten. Ihr Fertigungspartner entwirft und fertigt in der Regel Ihre Form für Sie auf der Grundlage Ihrer Teileentwürfe. Es lohnt sich jedoch, sich Ihrer Optionen und Warnsignale bewusst zu sein, wenn Sie Teile für die Produktion entwerfen. Hier finden Sie alles, was Sie über das Spritzgießen mit Hochtemperatur-Kunststoffen wissen müssen.

Gängige Hochtemperaturkunststoffe

Hochtemperaturkunststoffe – technische Kunststoffe mit Schmelzpunkten zwischen 216 °C und 382 °C – beginnen, Metalle zu ersetzen, da Branchen wie die Automobilindustrie danach streben, energie- und kraftstoffeffizienter zu werden. Diese Kunststoffe sind nicht nur leicht, sondern auch korrosionsbeständig und bieten eine erhöhte Designflexibilität und Dimensionsstabilität.

Mit einer geordneten Kristallstruktur und einem engen Schmelzbereich ist Polyetheretherketon (PEEK) ein beliebter Hochtemperaturkunststoff, der erhebliche Wärmemengen absorbieren kann. Außerdem gibt das PEEK-Formteil nur geringe Mengen an Rauch und Gas ab. Der hohe Schmelzpunkt von PEEK von 343 °C ermöglicht schnellere Zuführungen und Geschwindigkeiten, während seine Entflammbarkeit nach UL 94 V-0 bedeutet, dass das Brennen an einem vertikalen Teil innerhalb von 10 Sekunden aufhört. PEEK ist leicht und kriech-, hitze-, elektrisch-, verschleiß-, korrosions- und ermüdungsbeständig und eignet sich ideal für den Einsatz in rauen oder Hochtemperaturumgebungen.

ULTEMⓇ (der Markenname für PEI) ist ein amorphes Kunststoffharz, das sich leicht thermoformen oder mit Klebstoffen verbinden lässt, und ist ein weiterer beliebter Hochtemperatur-Thermoplast. ULTEMⓇ PEI hat eine zufällige Molekularstruktur, einen breiten Erweichungsbereich, einen Schmelzpunkt von 218 °C, eine V-0-Entflammbarkeitsklasse und die Fähigkeit, seine mechanische Integrität und seine elektrischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen beizubehalten. Langlebiges PEI erzeugt nur minimalen Rauch und ist flammen- und chemikalienbeständig, was es zu einem idealen Material für die Luft- und Raumfahrtindustrie und Leiterplatten macht.

1. Fügen Sie Wärmeübertragungskanäle hinzu

Während des Spritzgussverfahrens verbringt Ihr Hersteller ziemlich viel Zeit damit, Ihr Teil vor dem Auswerfen zu kühlen und Ihre Form vor dem Einspritzen zu erwärmen. Das Einbeziehen von äquidistanten Wärmeübertragungskanälen in Ihr Werkzeugdesign kann diese Prozesse beschleunigen. Diese Kanäle sollten jeden Hohlraum gleichzeitig der gleichen Menge an Heiz- oder Kühlfluid aussetzen. Dadurch kann Ihr Hersteller die Temperatur Ihrer Form schnell und gleichmäßig erhöhen oder senken.

2. Verwenden Sie Thermostifte

Wenn Sie aufgrund von Erweiterungen oder Vorsprüngen keine Wärmeübertragungskanäle in bestimmten Abschnitten Ihrer Form einbauen können, können Sie Thermostifte verwenden. Mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit können diese Stifte Wärme schnell von allen zuvor unzugänglichen Bereichen auf die Wärmeübertragungskanäle Ihrer Form übertragen. Thermostifte optimieren die Innentemperatur Ihrer Form, ohne den Kühlmitteldruck zu stören.

Thermostifte enthalten Flüssigkeit, die in einem Zylinder eingeschlossen ist. Wenn die Flüssigkeit der Form Wärme entzieht, verdampft sie und kondensiert, wenn sie Wärme an das Kühlmittel abgibt. Thermostifte sind fast 10-mal effizienter bei der Wärmeübertragung als Einsätze aus Kupfer und kupferlegiertem Stahl und eine großartige Option für komplexe Formen. Achten Sie nur darauf, Luftspalte zwischen Ihrem Thermostift und Ihrer Form zu vermeiden, oder verwenden Sie hochleitfähiges Dichtmittel, um sie zu füllen.

3. Wählen Sie das richtige Formmaterial

Das Material Ihrer Form kann sich auf Ihr Endprodukt auswirken und sollte das Design Ihrer Form beeinflussen. Sie müssen ein Hochtemperatur-Formmaterial finden, das ein Gleichgewicht zwischen Bearbeitbarkeit, Kosten und Abriebfestigkeit findet. Schließlich möchten Sie, dass die Form mehrere Durchläufe übersteht, aber Sie möchten nicht, dass die Herstellung übermäßig viel Zeit oder Geld kostet. Wenn Sie Serienproduktionen planen, ziehen Sie die Verwendung von hochfesten Stählen wie H-13, S-7 oder P20 in Betracht. Wenn Sie Prototypen erstellen, ist Aluminium ein kostengünstiges Werkzeugmaterial.

Denken Sie daran, dass Materialien mit schlechter Wärmeübertragungskapazität mehr Kühlkanäle benötigen. Außerdem müssen alle Flüssigkeiten, die zum Heizen oder Kühlen verwendet werden, höhere oder niedrigere Temperaturen haben.

Machen Sie mit Fast Radius neue Dinge möglich

Das Entwerfen von Spritzgussteilen, die aus Hochtemperaturkunststoffen hergestellt werden, kann den Spritzgussprozess schwieriger machen, aber die Verwendung dieser Arten von Hochleistungskunststoffen kann sich auszahlen, wenn Ihre Teile spezielle Anforderungen haben. Hochtemperaturkunststoffe sind stärker als viele andere Materialien und können für Hochleistungsanwendungen oft anstelle von Metall verwendet werden.

Ein erfahrener Spritzgusspartner wie Fast Radius kann Sie während des gesamten Spritzgussprozesses unterstützen, von der Konstruktion bis zur Produktion, und sicherstellen, dass Ihre Formen für Ihr Projekt gerüstet sind – selbst wenn Ihre Teile Hochtemperaturkunststoffe erfordern. Wenn Sie mit uns zusammenarbeiten, erhalten Sie Zugang zu unserem Team von Spritzgussexperten, die Ihnen helfen können, qualitativ hochwertige Teile schneller und kostengünstiger herzustellen. Kontaktieren Sie uns noch heute, um loszulegen.