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Was verursacht Short Shot Injection Molding? Hauptgründe und Lösungen

Informieren Sie sich über die Ursachen und Lösungen für Short-Shot-Spritzguss, einen Defekt, bei dem Teile unvollständig gefüllt werden. Lernen Sie Techniken, um dies zu verhindern und zu beheben.
HITOP / Der Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/de/kurzschuss-spritzguss/" title="Was verursacht Short Shot Injection Molding? Hauptgründe und Lösungen">Was verursacht Short Shot Injection Molding? Hauptgründe und Lösungen

Spritzguss ist ein äußerst vielseitiger Prozess, mit dem heute Tausende von Produkten hergestellt werden. Dazu gehört alles von Plastikgabeln Zu Armaturenbretter für Kraftfahrzeuge

Obwohl es viele Möglichkeiten gibt, Spritzguss durchzuführen, wird dabei im Allgemeinen geschmolzener Kunststoff in einen Hohlraum gespritzt. Dieser wird durch eine Form geformt, um ein präzises und reproduzierbares Teil herzustellen. Manchmal treten jedoch Probleme auf. 

In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf eines der Probleme, die auftreten können: Short-Shot-Spritzguss. Ein Short-Shot tritt auf, wenn genug Plastik wird nicht in die Form eingespritzt, um sie vollständig zu füllen. Es gibt mehrere Ursachen für zu kleine Spritzer.

Nachdem wir die Grundursachen für zu kleine Spritzmengen beim Spritzgießen besprochen haben, untersuchen wir die Abhilfemaßnahmen für jede dieser Ursachen.

Präzisions-Hartplastikformen für die industrielle Fertigung

Was ist Short-Shot-Spritzguss?

Ein kurzer Schuss ist, wenn die wunderbare Wissenschaft des Spritzgießens läuft nicht ganz wie geplant. Anstatt dass der geschmolzene Kunststoff die Formhohlraum, der Kunststoff reicht nicht vollständig durch und hinterlässt einen Hohlraum. 

Zu kleine Teile sind problematisch und wirken sich negativ auf die Effizienz aus. Unvollständige Teile müssen aussortiert werden, wodurch wertvolles Material und Zeit verschwendet werden. Und wenn ein zu kleiner Teil erkannt wurde, wird natürlich Zeit damit verschwendet, herauszufinden, was den zu kleinen Teil verursacht hat. 

Die Auswirkungen von Short Shots gehen jedoch über die reine Zeit- und Materialverschwendung hinaus. Teile, die Short Shots enthalten, erfüllen nicht die Struktur, für die sie entworfen wurden. Ein Stuhlbein mit Short Shot wird wackelig und instabil sein, und ein Gehäuse für einen medizinisches Gerät na ja, könnte böse werden.

Opfer von Kurzschüssen sind überall um uns herum. Ein Flaschenverschluss mit fehlender Lasche, ein Spielzeugauto mit unvollständiger Finne und ein Elektrowerkzeuggriff mit einem hohlen Abschnitt. All dies könnte auf Kurzschüsse zurückzuführen sein, die während der Formprozess

Wesentliche Probleme

Der Spritzguss ist sehr abhängig von Materialauswahl und wie sich das Material während des Spritzgussverfahrens verhält. Sehen wir uns einige der Materialeigenschaften und Handhabungsprobleme an, die zu Fehlschüssen führen können:

Materialviskosität

Was lässt sich beim Eingießen von Wasser oder Honig leichter zurückhalten? Viskosität ist der Fließwiderstand eines Materials. 

Materialien mit hoher Viskosität neigen dazu, langsam zu fließen und haben größere Schwierigkeiten, in die Formhöhle zu gelangen, bevor das Teil erstarrt. Materialien mit niedriger Viskosität hingegen neigen dazu, übermäßiges Spritzen (ungleichmäßiger Fluss) oder Turbulenzen in der Form aufzuweisen. Die richtige Auswahl der Materialviskosität in Bezug auf die Formendesign ist sehr kritisch.

Feuchtigkeit

Bestimmte Materialien wie Nylon sind hygroskopischer Natur. Sie neigen dazu, Feuchtigkeit aus der Luft aufzunehmen, wenn sie dieser ausgesetzt sind. Diese aufgenommene Feuchtigkeit verdampft beim Einspritzen in die Form, was zur Bildung von Hohlräumen führt. Dies kann auch zu einer unvollständigen Füllung der Form führen. Es ist wichtig, solche hygroskopischen Materialien vor der Verwendung zu trocknen. Die Feuchtigkeit im Material ist oft der Grund für zu kurze Spritzer.

Materialhandhabung

Gutes Materialhandling ist wie ein Rezept. Wenn Sie die Schritte befolgen, erhalten Sie immer die gleichen Ergebnisse. Dasselbe gilt für das Materialhandling. 

Wenn Sie das Material richtig handhaben, erzielen Sie jedes Mal die gewünschten Ergebnisse. Deshalb ist es so wichtig:

  1. Lagerung: Bei unsachgemäßer Lagerung können die Materialien durch Luftfeuchtigkeit verunreinigt oder durch UV Licht. In versiegelten Behältern und geschützt vor Sonnenlicht oder anderen potenziell schädlichen Umgebungen lagern.
  2. Vorwärmen: Die meisten Materialien für den Spritzguss sollten vorgewärmt werden, bevor sie in die Maschine gelangen. Dadurch wird ihre Viskosität verringert, und sie können leichter fließen und die Formhöhle besser füllen.

Lösungen

Glücklicherweise gibt es Möglichkeiten, Materialengpässe zu überwinden:

  1. Trocknen: Wenn das Material hygroskopisch ist, wird durch richtiges Trocknen vor der Verarbeitung jegliche Feuchtigkeit entfernt. Die am häufigsten für diesen Zweck verwendeten Trocknertypen sind Entfeuchtungstrockner oder Adsorptionstrockner.
  2. Additive: Es gibt einige Additive, die dem Material hinzugefügt werden können, um ihm andere Eigenschaften zu verleihen. Fließmittel beispielsweise verbessern die Fließeigenschaften und verringern die Viskosität, wodurch die Gefahr von Fehlschüssen verringert werden kann.

Das Verständnis der Zusammenhänge zwischen Materialeigenschaften, ihrer Verteilung und den Spritzgussvorgängen ermöglicht es uns, proaktive Maßnahmen zu ergreifen. 

Diese Maßnahmen stellen sicher, dass der Kunststofffluss in einer Spritzgussform reibungslos verläuft und Kurzschüsse vermieden werden. Als nächstes werden wir uns ansehen Prozessparameter die sich auch auf den Erfolg beim Spritzgießen auswirken.

Prozessparameter: Feinabstimmung des Durchflusses

Apropos Fließen: Es gibt noch andere Ursachen für kurze Spritzer. Diese haben nichts mit den verfestigten Eigenschaften des Kunststoffs zu tun, sondern mit den Einstellungen der Spritzgussmaschine. 

Sehen wir uns einige der Möglichkeiten an, wie die gängigsten Prozessparameter zu einem zu geringen Schuss beitragen können:

Einspritzgeschwindigkeit und -druck

Drücken Sie Ihre Zahnpastatube zusammen. Wenn Sie nicht genug Druck ausüben, kommt nur sehr wenig Paste heraus. Dasselbe gilt beim Formen. 

Wenn das Einspritzdruck nicht ausreicht, um den Material- und Formwiderstand zu überwinden, wird das Teil zu kurz sein. Das Einspritzen bei zu hohem Druck kann jedoch andere Mängel, wie etwa Blitz.

Die Einspritzgeschwindigkeit hängt vom Druck ab. Bei sehr langsamer Geschwindigkeit kann es passieren, dass das Material abkühlt, bevor es die Form füllt.  

Bei zu hoher Geschwindigkeit können Luftwirbel und Turbulenzen entstehen, die verhindern, dass das Material die Form vollständig füllt. Der Formprozess optimiert das Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Druck.

Spritzgussmaschine mit einer Metallform mit Kunststoffteilen

Temperaturkontrolle

Reden wir noch einmal über Honig. Wenn man ihn in die Mikrowelle steckt, läuft er schnell aus. Wenn man ihn nun in den Kühlschrank stellt, wird er langsam. Dasselbe gilt für Spritzguss, der Materialfluss wird stark von der Temperatur beeinflusst. 

Die Zylindertemperatur ist die Wärme, die dem Material zugeführt wird, das durch die Maschine läuft. Eine zu niedrige Zylindertemperatur führt zu hoher Viskosität und kurzen Schüssen.  

Eine sehr hohe Zylindertemperatur kann hingegen zu einer Materialzersetzung führen.  Werkzeugtemperatur ist ein weiterer Faktor.  

Eine kalte Form kann dazu führen, dass das Material schnell erstarrt und nicht genügend Zeit hat, um sich richtig auszufüllen. Es ist ein Temperaturausgleich erforderlich, um einen ordnungsgemäßen Fluss zu gewährleisten und zu kurze Schüsse zu vermeiden.

Injektionszeit

Dies ist die Zeitspanne, die das geschmolzener Kunststoff bleibt im Formhohlraum. Wenn die Einspritzzeit zu kurz ist, kann es sein, dass nicht genügend Kunststoff die Form füllt, bevor dieser zu erstarren beginnt.  

Wenn die Einspritzzeit jedoch zu lang ist, kann überschüssiger Kunststoff in die Form überschwemmen. Dies führt zu einer unnötigen Erhöhung des Materialverbrauchs und der Zykluszeit.  

Oft gibt es hinsichtlich der Einspritzzeit einen optimalen Punkt, der durch das Design der Form und das verwendete Material bestimmt werden sollte.

Kunststoff-Spritzgussverfahren mit Formen und Fertigteilen

Lösungen: Optimierung des Prozesses

Die gute Nachricht ist, dass Prozessparameter, die zu Fehlschüssen führen, vermeidbar sind:

  • Optimierung: Die Optimierung der Prozessparameter sollte regelmäßig durchgeführt werden. Materialeigenschaften, Formdesign und Teilegeometrie spielen alle eine Rolle bei der Festlegung optimaler Parameter. Der Einsatz von Methoden der statistischen Prozesskontrolle (SPC) hilft dabei, Trends aufzudecken und eine gleichbleibende Qualität sicherzustellen.
  • Ausbildung: Eine angemessene Schulung der Bediener zur Optimierung der Prozessparameter sollte Teil des Spritzgussverfahrens sein. Ein erfahrener Bediener erkennt Anzeichen dafür, dass ein zu geringer Schuss auftreten könnte. Er kann den Prozess anpassen, um den zu geringen Schuss zu vermeiden.

Formdesign: Die Blaupause für eine einwandfreie Füllung

Eine gut geplante Straße leitet den Verkehr effizient. Ebenso sorgt eine gut geplante Gussform dafür, dass geschmolzener Kunststoff effizient durch ihre Wege fließt. 

Doch genauso wie ein Schlagloch auf der Straße den Verkehr umleiten kann, können auch Fehler in der Formgestaltung zu Fehlschüssen führen. Hier ist der Grund:

Designfehler

Viele Designfaktoren können eine vollständige Formfüllung verhindern. Einer der häufigsten ist unzureichende Entlüftung. In der Formhöhle eingeschlossene Luft behindert den Kunststofffluss und führt häufig zu einem zu kurzen Schuss. Weitere Faktoren sind schlechtes Läuferdesign.

Schmale Angusskanäle oder eine falsche Angussposition können ebenfalls zu Verstopfungen und Problemen mit zu kurzen Spritzgängen führen. Weitere häufige Konstruktionsfehler sind dünne Wände mit begrenztem Durchflussbereich oder scharfe Ecken, die kalte Stellen erzeugen und die Formfüllung behindern.

Fließweg und Angussstelle

Der Fließweg bezeichnet den Weg, den das geschmolzene Kunststoffmaterial in der Form nimmt, von der Anguss zur Kavität. Das Material fließt gerne leicht und ein optimierter Fließweg mit minimalem Viskositätsabfall sorgt dafür, dass der Kunststoff reibungslos fließt.  

Auch die Lage des Tores kann große Auswirkungen haben. Ein schlecht platziertes Tor kann turbulente Strömung oder Windscheren erzeugen, was die Wahrscheinlichkeit eines kurzen Schusses erhöht.  

Richtiger Strömungsweg und Platzierung des Gates kann den Unterschied zwischen einem gut funktionierenden Spritzgusswerkzeug und einem Produktionsalbtraum ausmachen. Berücksichtigen Sie dies immer, wenn Sie Ihr Bauteil für den Spritzguss entwerfen. 

Wartung

Kunststoff-Spritzgussform für die Flaschenherstellung

Die am besten konstruierte Form wird Ihnen jahrelang gute Dienste leisten, aber Formverschleiß ist unvermeidlich. Um sicherzustellen, dass die Form in optimalem Betriebszustand ist, sollten regelmäßig ordnungsgemäße Wartung und Inspektion der Form durchgeführt werden.  

Ein häufiges Problem bei Formverschleiß ist, dass er oft zu Durchflussbeschränkungen führt. Er kann auch eine ordnungsgemäße Entlüftung der Form verhindern, was zu kurzen Schüssen führen kann. Durch die Durchführung einer vorbeugenden Wartungsroutine an Ihren Spritzgussformen können Sie potenzielle Schimmelprobleme. Bevor sie die Produktion beeinträchtigen.

Lösungen: Erstellen eines erfolgreichen Formendesigns

Glücklicherweise gibt es Möglichkeiten, die Auswirkungen potenzieller Short Shots bei der Formenkonstruktion zu mildern:

  • Simulation: Vor dem Bau der Form kann ein Formenkonstrukteur Formfluss Simulationssoftware. Damit kann die Leistung des Formdesigns in einer virtuellen Umgebung simuliert werden.  

Die Software erkennt Bereiche, in denen es zu Strömungsproblemen kommen kann, wie etwa Bereiche mit zu geringem Spritzdruck oder Lufteinschlüsse, und ermöglicht dem Konstrukteur, vor dem Bau der Form Änderungen vorzunehmen.

  • Neugestaltung: Wenn Probleme auftreten, kann die Form mithilfe von Informationen aus der Formflusssimulation oder aus der Produktion neu gestaltet werden. Dies trägt dazu bei, einen besseren Fluss zu erreichen und Fehlschüsse zu vermeiden. Die Angusskanalgrößen können geändert, Anschnitte verschoben und bessere Entlüftungskanäle hinzugefügt werden.

Maschinenprobleme: Der Motor der Produktion

Wir haben Material, Prozessparameter und sogar das Formendesign besprochen. Aber manchmal kann die Maschine auch einen schlechten Tag haben, obwohl alles gut läuft. Hier sind einige Möglichkeiten, wie maschinenbezogene Probleme zu Fehlschüssen führen können.

Industrielle Spritzgussmaschine im Betrieb

Maschinenkalibrierung

Eine Spritzgussmaschine ist auf viele Einstellungen angewiesen, wie beispielsweise Einspritzdruck und Geschwindigkeit. Wie bei allem, was einem Verschleiß unterliegt, können diese Einstellungen langsam abweichen, was zu einem inkonsistenten Formprozess führt.  

Bei der Maschinenkalibrierung wird die Maschine wieder auf die richtigen Einstellungen gebracht. Es wird empfohlen, dies regelmäßig durchzuführen, um zu verhindern, dass aufgrund unbeabsichtigter Änderungen zu kurze Aufnahmen gemacht werden.

Verschleiß

Spritzgussmaschinen bestehen aus vielen beweglichen Teilen und müssen wie ein Auto gewartet werden. Wenn Teile wie Ventile, Pumpen oder Dichtungen in der Maschine beginnen zu verschleißen. Dies kann die Fähigkeit der Maschine beeinträchtigen, das Teil mit dem richtigen Druck oder der richtigen Durchflussrate zu versorgen. 

Lösungen: Damit die Maschine reibungslos läuft

Glücklicherweise gibt es Methoden, um die Risikofaktoren zu reduzieren, die zu fehlerhaften Aufnahmen aufgrund von Maschinenproblemen führen:

  • Wartung: Ein gutes Wartungsprogramm für die Spritzgussmaschine ist unerlässlich. Dieses Programm sollte vorbeugende Wartungsmaßnahmen wie Schmierung, Filterwechsel und Inspektionen abgenutzter Komponenten umfassen. 
  • Verbesserungen: Die Technologie entwickelt sich ständig weiter und die neueste Generation von Spritzgussmaschinen bietet noch höhere Genauigkeit und bessere Kontrolle. Manchmal ist es kosteneffektiv, ältere Maschinen aufzurüsten, bei denen es in der Vergangenheit zu Problemen mit zu geringen Spritzmengen gekommen sein könnte. Neue Maschinen bieten einen stabileren Betrieb und weniger zu geringe Spritzmengen.

Endeffekt

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Fehlschüsse beim Spritzgießen oft ein lästiges Problem darstellen. Wenn Sie jedoch die allgemeinen Ursachen verstehen und die Lösungen in diesem Artikel anwenden, können Sie dieses Problem vermeiden. 

Kombinieren Sie Materialauswahl, Anpassung der Verarbeitungsparameter, gut gestaltete Formen, gute Maschinenwartung usw. Sie werden einen reibungslos laufenden Spritzgussprozess genießen und stabil hochwertige Spritzgussteile erhalten.

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