Expertenleitfaden: Unterschnitte im Spritzguss vermeiden für nahtlose Entformung

In der Fertigung bezeichnet ein Unterschnitt (Undercut) eine zurückgesetzte Oberfläche, Nut oder überhängendes Feature, das ein Bauteil daran hindert, ohne Beschädigung aus einem Spritzgusswerkzeug entnommen zu werden, wie unten dargestellt.

Um zu verstehen, warum Unterschnitte entstehen, muss man verstehen, was ein Spritzgusswerkzeug ist und wie es funktioniert. Typischerweise besteht ein Spritzgusswerkzeug aus zwei Hälften. Diese kommen zusammen und werden mit einem geschmolzenen Material gefüllt, das abkühlt und erstarrt. Dann wird das abgekühlte Material aus dem Werkzeug ausgeworfen, idealerweise resultierend in einem nutzbaren Bauteil.

Leider folgen nicht alle spritzgegossenen Bauteile diesem klaren Prozess – weitere Designoptimierung ist oft erforderlich, und Unterschnitte sind eines der häufigsten und problematischsten Probleme. In den meisten Fällen ist es vorteilhaft – und kosteneffizient – potenzielle Unterschnitte bereits in der Designphase zu eliminieren. Unterschnitte führen zu Zusatzkosten, größerer Komplexität und Werkzeugen mit höherem Wartungsbedarf.

In einigen Fällen sind diese Haken, Einbuchtungen oder Nuten jedoch essenzielle Elemente des Bauteildesigns. Wenn dies der Fall ist, gibt es mehrere Wege, eine reibungslose Entformung und damit Spritzgusserfolg zu ermöglichen.

Designlösungen für Unterschnitte

Während es zahlreiche Designlösungen für Unterschnitte gibt, hat jede unterschiedliche Anwendungen, Vor- und Nachteile. Zu den gängigsten Lösungen gehören Schieber (Slides) oder Bohrungen. Sie können die Fertigbarkeit eines Bauteils mit Unterschnitten auch optimieren, indem Sie es im Werkzeug so ausrichten, dass so wenige Unterschnitte wie möglich der Entformung im Wege stehen.

Schieber, auch Aktionen genannt, sind kleine Stücke, die aus dem Spritzgusswerkzeug entfernt werden können, um eine einfachere Entformung zu ermöglichen. Wenn der Schieber entfernt wird, trennen sich die beiden Werkzeughälften, was zur Auswerfung des Bauteils führt. Leider müssen Schieber sorgfältig maßgefertigt werden, um potenzielle Unterschnitte aufzunehmen, was sie zu einer sehr teuren und komplexen Lösung machen kann.

Glücklicherweise sind sie nicht die einzige Option zur Vermeidung von Unterschnitten. Eine einfachere und kostengünstigere Lösung ist das Designen von Features, die parallel zur Trennlinie (Parting Line) verlaufen – der Achse, auf der sich das Spritzgusswerkzeug trennt. Dies ermöglicht dem Werkzeug, sich zu öffnen und das Bauteil sicher ohne Beschädigung seiner Features zu entformen, wodurch ein Unterschnitt vermieden wird.

Es ist auch möglich, eine Bohrung oder einen Schlitz im Werkzeug zu schaffen, durch den das Bauteil ohne Haken oder sonstiges Festkleben im Werkzeug ausgeworfen wird. Dies erlaubt dem Metall im Werkzeug, durch die Bohrung des Bauteils zu fließen und die Unterseite des Unterschnitts ordnungsgemäß zu formen. Natürlich, wenn ein Bauteil wasserdicht sein muss oder bestimmte ästhetische Restriktionen hat, sind Schieber notwendig. Doch es ist immer möglich, einen Unterschnitt zu vermeiden – es ist nur eine Frage der Auswahl des richtigen Workarounds für das gegebene Bauteil.

Unterschnitte mit Hilfe eines Expertenpartners vermeiden

All diese Lösungen erfordern, potenzielle Unterschnitte frühzeitig zu antizipieren und anzugehen, weshalb es vital für Produktteams ist, sich bewusst zu sein, was Unterschnitte verursacht und wie sie durch smartes, intentionales Design vermieden werden können. Hier kommt Fast Radius ins Spiel.

Fast Radius' Team aus Experten-Ingenieuren arbeitet Seite an Seite mit Produktteams aller Formen und Größen, um sicherzustellen, dass Unterschnitte kein Hindernis für polierte, funktionale Endprodukte sind. Ob das Bauteil einen Haken, eine Einbuchtung oder Nut erfordert – oder so redesigned werden kann, dass diese Features entfallen – unser Expertenteam ist bereit, das Design zu optimieren und überlegene Ergebnisse mit Geschwindigkeit zu liefern. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr zu erfahren.

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