Vermeiden Sie häufige Spritzgussfehler:7 bewährte Strategien für Qualitätsteile

Veröffentlicht am 18. Januar 2024

Spritzguss ist eine effiziente Produktionsmethode, wenn große Mengen identischer Teile benötigt werden. Allerdings erfordert die Beherrschung auch ein hohes Maß an technischem Fachwissen. Da so viele verschiedene Variablen im Spiel sind, können kleine, scheinbar unbedeutende Fehler in frühen Phasen der Produktentwicklung zu großen Problemen führen – und sogar die Produktintegrität gefährden – auf der ganzen Linie.

Fehler können die Geschwindigkeit und Kosteneffizienz des gesamten Produktentwicklungsprozesses beeinträchtigen und möglicherweise die Produktlebensdauer verkürzen, wenn sie nicht behoben werden. Probleme und Mängel beim Spritzgießen können eine Vielzahl von Gründen haben, darunter schlechtes Design, Fehler im Produktionsprozess, Fehler bei der Qualitätskontrolle und mehr. Daher ist es wichtig, während des gesamten Produktentwicklungsprozesses einen proaktiven Ansatz zur Risikominderung zu verfolgen, um die Wahrscheinlichkeit potenzieller Spritzgussfehler zu verringern.

Hier sind einige der häufigsten Fehler, die beim Kunststoffspritzguss auftreten können – und wie Produktteams sie vermeiden können.

1. Flusslinien

Fließlinien sind verfärbte Linien, Streifen und andere Muster, die auf der Oberfläche eines Teils erscheinen. Diese werden dadurch verursacht, dass sich der geschmolzene Kunststoff mit unterschiedlicher Geschwindigkeit durch die Spritzgussform bewegt, was letztendlich dazu führt, dass das Harz unterschiedlich schnell erstarrt. Dies ist häufig ein Zeichen dafür, dass die Einspritzgeschwindigkeit und/oder der Einspritzdruck zu niedrig sind.

Fließlinien können auch auftreten, wenn sich das thermoplastische Harz durch Teile der Form mit unterschiedlichen Wandstärken bewegt – weshalb es wichtig ist, eine gleichbleibende Wandstärke aufrechtzuerhalten oder sicherzustellen, dass Fasen und Verrundungen eine angemessene Länge haben. Die Platzierung des Angusses in einem dünnwandigen Abschnitt des Werkzeughohlraums kann zusätzlich dazu beitragen, Fließlinien zu reduzieren.

2. Einfallstellen

Einfallstellen erscheinen als Vertiefungen, Dellen oder Krater in dicken Abschnitten eines Teils. Dickere Abschnitte brauchen länger zum Abkühlen, was den oft unerwarteten Nebeneffekt haben kann, dass die inneren Abschnitte des Teils in einem viel anderen Tempo schrumpfen und zusammenziehen als die äußeren Abschnitte.

Obwohl sie meist ein Anzeichen dafür sind, dass der Kunststoff mehr Zeit in der Form benötigt, um richtig abzukühlen und auszuhärten, können Einfallstellen manchmal durch eine Verringerung der Dicke der dicksten Wandabschnitte behoben werden, was zu einer gleichmäßigeren und gründlicheren Abkühlung beiträgt. Unzureichender Druck im Formhohlraum oder höhere Temperaturen am Anguss können ebenfalls zur Entstehung von Defekten beitragen.

Auf der Designseite kann das Risiko von Einfallstellen minimiert werden, indem auf die richtige Dicke der Spritzgussrippen und Wandstärken geachtet wird. Diese Maßnahmen können auch dazu beitragen, die Gesamtfestigkeit des Teils zu erhöhen.

3. Oberflächendelaminierung

Was ist Delamination? Delaminierung ist ein Zustand, der dazu führt, dass sich die Oberfläche eines Teils in dünne Schichten auflöst. Diese Schichten, die wie abziehbare Beschichtungen aussehen, werden durch das Vorhandensein von Verunreinigungen im Material verursacht, die sich nicht mit dem Kunststoff verbinden und örtliche Fehler verursachen. Eine übermäßige Abhängigkeit von Formtrennmitteln kann ebenfalls zur Delaminierung führen.

Um die Reparatur und Vorbeugung von Delamination zu fördern, sollten Teams die Formtemperaturen erhöhen und den Formauswurfmechanismus so anpassen, dass er weniger von Formtrennmitteln abhängig ist, da diese Mittel das Risiko einer Delamination erhöhen können. Es kann auch hilfreich sein, den Kunststoff vor dem Formen richtig vorzutrocknen.

4. Schweißlinien

Diese Defekte werden auch Bindelinien genannt und markieren die Stelle, an der zwei Ströme geschmolzenen Harzes zusammenkamen, als sie sich durch die Formgeometrie bewegten. Dies geschieht um jeden Teil der Geometrie herum, der ein Loch aufweist. Während der Kunststoff fließt und sich um jede Seite eines Lochs wickelt, treffen die beiden Kunststoffströme aufeinander. Wenn die Temperatur der Strömung nicht genau richtig ist, verbinden sich die beiden Strömungen nicht richtig miteinander und es entsteht stattdessen eine sichtbare Schweißnaht. Dies verringert die Gesamtfestigkeit und Haltbarkeit des Bauteils.

Eine Erhöhung der Temperatur des geschmolzenen Harzes sowie eine Erhöhung der Einspritzgeschwindigkeit und des Drucks können dazu beitragen, zu verhindern, dass der Erstarrungsprozess zu früh beginnt. Harze mit niedrigerer Viskosität und niedrigerem Schmelzpunkt neigen weniger zur Bildung von Bindenähten beim Spritzgießen, was auch durch Entfernen von Trennwänden aus der Formkonstruktion vermieden werden kann.

5. Kurze Aufnahmen

„Kurzschüsse“ beziehen sich auf Fälle, in denen das Harz den Formhohlraum nicht vollständig ausfüllt, was zu unvollständigen und unbrauchbaren Teilen führt.

Was verursacht Kurzschüsse beim Spritzgießen? Typischerweise sind sie das Ergebnis einer eingeschränkten Strömung innerhalb der Form, die durch zu enge oder verstopfte Anschnitte, eingeschlossene Lufteinschlüsse oder unzureichenden Einspritzdruck verursacht werden kann. Auch die Materialviskosität und die Formtemperatur tragen dazu bei. Eine Erhöhung der Formtemperatur und die Integration zusätzlicher Entlüftungen in die Formkonstruktion, damit die Luft ordnungsgemäß entweichen kann, können dazu beitragen, das Auftreten von Kurzschüssen zu verhindern.

6. Verziehen

Unter Verzug beim Spritzgießen versteht man unbeabsichtigte Verdrehungen oder Biegungen, die durch ungleichmäßige innere Schrumpfung während des Abkühlvorgangs verursacht werden. Verzugsfehler beim Spritzgießen sind im Allgemeinen das Ergebnis einer ungleichmäßigen oder inkonsistenten Formkühlung, die zu Spannungen im Material führt.

Um Verzugsfehler beim Spritzgießen zu verhindern, muss sichergestellt werden, dass den Teilen genügend Zeit zum Abkühlen gegeben wird – und zwar in einem ausreichend langsamen Tempo, um zu verhindern, dass sich innere Spannungen bilden und das Teil beschädigen. Eine gleichmäßige Wandstärke beim Formdesign ist aus vielen Gründen von entscheidender Bedeutung, unter anderem, weil sie dazu beiträgt, sicherzustellen, dass der Kunststoff in einer einzigen Richtung durch den Formhohlraum fließt.

Es ist erwähnenswert, dass Materialien mit teilkristalliner Struktur eher dazu neigen, sich zu verziehen.

7. Spritzen

Strahlfehler beim Spritzgießen sind eine weitere mögliche Folge eines ungleichmäßigen Erstarrungsprozesses. Das Spritzen erfolgt, wenn ein erster Harzstrahl in die Form eindringt und genügend Zeit zum Aushärten hat, bevor sich die Kavität füllt. Dadurch entstehen sichtbare, schnörkelige Fließmuster auf der Oberfläche des Teils und die Festigkeit des Teils wird verringert.

Eine Verringerung des Einspritzdrucks ist häufig die beste Möglichkeit, um eine gleichmäßigere Füllung zu gewährleisten. Eine Erhöhung der Form- und Harztemperatur kann jedoch auch dazu beitragen, zu verhindern, dass Düsen vorzeitig aushärten. Die Platzierung des Einspritzkanals so, dass der Materialfluss durch die kürzeste Achse der Form verläuft, ist ein weiteres wirksames Mittel zur Minimierung des Spritzens.

Verhindern Sie Spritzgussfehler und -ursachen

Spritzgießen kann eine hocheffiziente Fertigungsmethode für die Herstellung hoch reproduzierbarer Kunststoffteile sein, aber wie bei vielen anderen Prozessen erfordert die Herstellung hochwertiger Endteile ein hohes Maß an Liebe zum Detail und einen proaktiven Ansatz für das Risikomanagement. Jeder, der am Produktentwicklungsprozess beteiligt ist – von der ersten Design- und Proof-of-Concept-Phase bis hin zur Ausführung – muss seine Sorgfaltspflicht erfüllen, um sicherzustellen, dass die Produkte den höchsten Qualitätsstandards entsprechen und diese häufigen Probleme beim Kunststoffspritzguss vermeiden.

Die Wahl eines Fertigungspartners wie SyBridge, der sich mit häufigen Fehlern beim Spritzgießen und deren Fehlerbehebung bestens auskennt, kann den Unterschied zwischen qualitativ hochwertigen Teilen – die pünktlich und im Rahmen des Budgets hergestellt werden – und Teilen ausmachen, die mit Bindenähten, Strahl, Graten, Einfallstellen und anderen Fehlern gekennzeichnet sind. Wir sind nicht nur ein erfahrener On-Demand-Fertigungsbetrieb, sondern bieten auch Designberatungs- und Optimierungsdienste an, um sicherzustellen, dass wir jedem Team dabei helfen können, funktionale, elegante und leistungsstarke Teile so effizient wie möglich zu erstellen. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr über unsere Spritzgussdienstleistungen zu erfahren.