Wie entstehen Einfallstellen auf Spritzgussprodukten?
Einfallstellen sind ein häufiger Oberflächenfehler bei Spritzgussprodukten und treten typischerweise als lokale Vertiefungen oder wellenförmige Muster auf der Oberfläche auf. Ihre Entstehung hängt in erster Linie mit den Materialeigenschaften, dem Formendesign und den Parametern des Formprozesses zusammen.
1. Materialschrumpfung
Abkühlungsschrumpfung
Kunststoffe unterliegen einer Volumenschrumpfung, wenn sie aus einem geschmolzenen Zustand abkühlen und erstarren. Bereiche mit größerer Dicke kühlen langsamer ab, was zu Vertiefungen und Einfallstellen an der Oberfläche führt.
Eigenschaften kristalliner Kunststoffe
Kristalline Kunststoffe wie PP und POM weisen im Vergleich zu amorphen Kunststoffen wie PC und PMMA eine höhere Schrumpfrate auf und sind daher anfälliger für Einfallstellen.
2. Schlechtes Formendesign
Ungleichmäßige Wandstärke
Ungleichmäßige Wandstärken führen zu ungleichmäßigen Abkühlraten. Dickere Abschnitte schrumpfen stärker, was zu Einfallstellen führt.
Probleme beim Rippen- oder Vorsprungsdesign
Wenn Rippen oder Vorsprünge zu dick sind oder im Verhältnis zur Hauptwand die falschen Proportionen haben, kann es sein, dass diese Bereiche nicht ausreichend abkühlen, was zu Einfallstellen führt.
Falsche Gate-Position oder -Größe
Zu weit von dicken Abschnitten entfernte Angussöffnungen können zu einer ungleichmäßigen Materialfüllung führen. Beim Abkühlen des Materials bilden sich wahrscheinlich Einfallstellen.
3. Suboptimale Formprozessparameter
Unzureichender Einspritzdruck oder Haltezeit
Bei zu geringem Einspritzdruck oder zu kurzer Haltezeit kann es zu einer unvollständigen Füllung der Kavität kommen. Beim Abkühlen des Materials kommt es durch unzureichenden Druckausgleich zu Vertiefungen.
Unzureichende oder ungleichmäßige Abkühlzeit
Eine unzureichende Abkühlzeit oder eine ungleichmäßige Verteilung des Kühlmittels können dazu führen, dass bestimmte Bereiche langsamer abkühlen, was die Wahrscheinlichkeit von Einfallstellen erhöht.
Falsche Temperatureinstellungen der Form
Niedrige Formtemperaturen können dazu führen, dass die Oberfläche schnell erstarrt, das Innere jedoch nicht aushärtet und dadurch Vertiefungen an der Oberfläche entstehen.
4. Materialauswahl und Verarbeitungsbedingungen
Materialien mit hoher Schrumpfrate
Bei Materialien mit höherer Schrumpfungsrate, wie etwa PP und PE, besteht in dicken Abschnitten eine höhere Wahrscheinlichkeit zur Bildung von Einfallstellen.
Unzureichender Füllstoffgehalt
Fehlen Werkstoffe an ausreichend Füllstoffen, wie beispielsweise Glasfasern oder mineralischen Pulvern, verringert sich deren Schrumpfungswiderstand und die Entstehung von Einfallstellen wird wahrscheinlicher.
Die Bildung von Einfallstellen ist eine Folge mehrerer Faktoren und tritt häufig in dicken Abschnitten, Rippenbereichen oder in der Nähe von Angussstellen auf. Durch die Implementierung eines geeigneten Formdesigns, die Optimierung der Prozessparameter und die Auswahl geeigneter Materialien können Einfallstellen effektiv reduziert oder verhindert werden.
