Alles, was Sie über Spritzgussvorgänge wissen müssen

Spritzgießen ist eine Produktionsmethode, die es Fertigungsunternehmen ermöglicht, schnell große Mengen identischer Produkte herzustellen. Das Verfahren beinhaltet die Verwendung einer Hochdruckdüse, um eine Vielzahl von Formen mit geschmolzenem Material zu füllen.

Typische Straight-Pull-Spritzgussformen haben zwei Hälften – den Kern und die Kavität – die sich trennen, sodass das Teil effizient entfernt werden kann. Damit eine Form mit geradem Zug konstruiert werden kann, muss ein Teil ohne Hindernisse entlang der Ziehlinie ausgeworfen werden können. Auch wenn dies einfach klingen mag, bringt diese Anforderung tatsächlich einige erhebliche Einschränkungen für Ingenieure und Designer mit sich.

Designmerkmale, die die Fähigkeit eines Teils behindern, sich entlang der Ziehlinie aus seiner Form zu lösen, werden als Hinterschnitte bezeichnet – aber sie müssen nicht unbedingt vermieden werden. Tatsächlich sind nützliche Konstruktionsmerkmale wie Druckknöpfe und Riegel, seitliche Öffnungen und Löcher, vertikale Gewinde und Widerhaken allesamt Beispiele für Hinterschneidungen, von denen viele häufig in medizinischen Geräten und Konsumgütern aus Kunststoff verwendet werden. Bevor ein Teil mit Hinterschneidungsmerkmalen freigegeben werden kann, muss der Teil der Form, der die Hinterschneidung erzeugt, zuerst entfernt werden.

Aktionen sind spezielle Merkmale, die in eine Form eingebaut sind, die das Formen von hinterschnittenen Merkmalen ermöglichen, sich aber zurückziehen, um auch ein gerades Auswerfen des Teils zu ermöglichen. Während Maßnahmen die mit Werkzeugen verbundenen Kosten und Vorlaufzeiten erhöhen, machen sich die zusätzlichen Kosten oft bezahlt, da Hersteller brauchbare Teile mit hinterschnittenen Geometrien herstellen können.

Hier sind einige der häufigsten Aktionen.

1. Kameras

Nocken sind einfache Vorrichtungen, die die hinterschnittenen Formoberflächen vom Teil wegziehen, wodurch sich die Form öffnen kann. Die gebräuchlichste Art von Nockenvorrichtung verwendet einen abgewinkelten Stift, um die Bewegung der Aktion zu steuern, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Rest der Form öffnet und schließt. Nocken ermöglichen eine weitaus größere geometrische Komplexität in der Teilekonstruktion, ohne dass zusätzliche externe Einstellungen oder Anpassungen von Bedienern während der Produktion erforderlich sind.

Darüber hinaus muss der Nockenstift selbst über den gesamten Produktionslebenszyklus überwacht werden, da Stahl ein komprimierbares und flexibles Metall ist, was zu einer ungleichmäßigen Teilequalität führen kann, wenn der Stift durch zusätzliche Belastung zusammengedrückt wird.

2. Heber

Heber helfen, innere Hinterschnitte oder innere Flächen ohne Zug freizugeben. Nachdem das Teil abgekühlt ist, drückt der Heber in einem Winkel nach oben, wodurch der hinterschnittene Abschnitt aus der Form entfernt wird, und zieht sich während des Auswerfens aus dem Hinterschnitt zurück. Anstatt jedoch einen abgewinkelten Stift zu verwenden, um die Bewegung der Bewegung zu steuern, werden Heber durch die Wirkung der Spritzgusspresse angetrieben, die gegen die Auswerferplatten drückt.

Ein Heber mit Basisaktion zieht sich gleichzeitig mit dem Auswurf zurück – nur senkrecht zur Zuglinie. Während sich der Heber relativ zur Kernform in einem Winkel bewegt, bewegt er sich relativ zum Teil seitwärts, wodurch die hinterschnittenen Oberflächen mit der gleichen Geschwindigkeit ausgeworfen werden können, mit der sich der Heber zurückzieht. Interne Merkmale wie Formschräge, Rippen und Vorsprünge müssen modifiziert werden, um dem Bewegungsbereich des Hebers gerecht zu werden.

3. Schieberegler

Im Gegensatz zu Liftern geben Action Slider externe Unterschnitte frei. Ähnlich wie Nockenvorrichtungen verwenden Schieber abgewinkelte Stifte, die an der Kernform befestigt sind, um den Schieber vom fertigen Teil wegzuziehen, sodass er leicht entfernt werden kann. Sie können auch magnetisch oder hydraulisch angetrieben werden.

4. Abschrauben

Teile mit Gewindemerkmalen – wie Schrauben und andere Befestigungselemente – sind kompliziert aus Spritzgussformen zu entfernen. Außengewinde lassen sich leicht in die Formkonstruktion integrieren, solange die Gewinde senkrecht zur Ziehlinie verlaufen. Innengewinde und nicht rechtwinklige Außengewinde erfordern einen externen Ausschraubmechanismus. Die Mechanik wird vor dem Einspritzen in die Form eingesetzt und nach dem Abbinden des Materials vom Teil abgeschraubt.

5. Zusammenklappbarer Kern

Zusammenklappbare Kernaktionen sind nützlich, um kreisförmige Hinterschneidungen freizugeben. Teile werden direkt um die Mechanik herum geformt, deren Kern zusammenbricht, sobald das Material ausgehärtet ist. Dadurch können die Mechanik – und das Teil – leicht aus der Form entfernt werden. Zusammenklappbare Kernaktionen können auch verwendet werden, um Thread-Features zu erstellen.

Aktionen ermöglichen hinterschnittene Geometrien

Hinterschneidungen ermöglichen es Ingenieuren, nützliche, geometrisch komplexe Teiledesigns zu erstellen, jedoch auf Kosten der Teile, die sich nur schwer aus ihren Formen entfernen lassen. Die Lösung für Hersteller besteht darin, Aktionen in Werkzeuge in Produktionswerkzeugen zu integrieren, die es ermöglichen, die hinterschnittenen Merkmale leicht aus der Form zu lösen, ohne das Teil zu beschädigen.

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