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Spritzgussfehler: Ursachen und wie Sie sie vermeiden können

Entdecken Sie häufige Spritzgussfehler und effektive Präventionsstrategien, um eine hochwertige Produktion und Funktionalität in der Fertigung sicherzustellen.
HITOP / Der Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/de/spritzgussfehler/" title="Spritzgussfehler: Ursachen und wie Sie sie vermeiden können">Spritzgussfehler: Ursachen und wie Sie sie vermeiden können

Ein Spritzgussverfahren beinhaltet mehrere Variablen, und diese haben einen tiefgreifenden Einfluss auf die Qualität der das Spritzgussprodukt. Manchmal können dabei kleinere Fehler auftreten. In anderen Fällen können sie erheblich sein und die Ästhetik, Stärke und Funktionalität des Endprodukts beeinträchtigen. Was sind diese Mängel, wie entstehen sie und gibt es eine Möglichkeit, sie zu verhindern? Lassen Sie uns diese Fragen in diesem Artikel beantworten. 

Arten von Spritzgussfehlern 

Brandflecken

Extreme Nahaufnahme eines weißen Kunststoffbauteils mit einem sichtbaren Brandfleck aus dem Spritzgussverfahren

Ein geschwärzter Rand oder eine Verfärbung, die manchmal an den endgültig geformten Hohlräumen zu sehen ist, ist der Brandfleck. Er entsteht, weil Luft in den Hohlräumen eingeschlossen wird. Wenn der eingespritzte Kunststoff die Hohlräume komprimiert, führt dies zu einer Überhitzung der Form und damit zu Verbrennungen. Dieses Phänomen hinterlässt Kohlenstoffrückstände am verbrannten Rand des Formteils. 

Es können auch Brandflecken entstehen, wenn Design der Spritzgussform und der Kunststoffteil fängt Luft ein, wenn die Hohlräume gefüllt werden. Die eingeschlossene Luft wird komprimiert und erreicht schließlich die Verbrennungstemperatur, wodurch der Kunststoff verbrennt und schwarze Flecken oder Brandspuren zurückbleiben. 

Ursachen, Symptome und Prävention 

Die Maschinen: Die Formbedingungen können Brandflecken verursachen. Wenn zum Beispiel extrem heißes geschmolzenes Harz schnell in die Form läuft oder einen hohen Gegendruck hat. Manchmal ist die Düsengröße und Torgröße kann auch Brandflecken verursachen. 

Um dies zu verhindern, achten Sie auf die Symptome.

  • Schwarze Farbe gegen Ende. Es zeigt zwei Dinge an: Entweder ist der Druck oder die Schmelzgeschwindigkeit hoch. Aus diesem Grund wird die Füllrate ignoriert. 
  • Schwarze Streifen. Es zeigt, dass die Angussöffnung zu klein ist oder sich an der falschen Stelle befindet. Dies behindert den Fluss des geschmolzenen Harzes und führt daher zu Verbrennungen.
  • Schwarze Brille. Dies bedeutet, dass der Zylinder bzw. die Schnecke gereinigt werden muss oder teilweise bzw. vollständig beschädigt ist.  

Die Form: Überprüfen Sie die Form, um zu sehen, ob die Maschine einwandfrei funktioniert. Denken Sie daran, dass eine mangelhafte Herstellung oder ungünstige Bedingungen zu Behinderungen bei der Entlüftung und dem Harzfluss führen können. 

Sie können ihnen vorbeugen, indem Sie auf folgende Anzeichen achten:

  • Brandflecken direkt auf der Form: Dies bedeutet, dass die Luft in den Hohlräumen eingeschlossen ist. Auch unsachgemäße Konstruktion oder Design können dieses Problem verursachen. Sobald die Grundursache bekannt ist, beheben Sie sie durch Neugestaltung oder Hinzufügen weiterer Belüftungsöffnungen. 
  • Brandflecken kurz vor Schluss: Dieser Zustand kann durch falsches Entlüften verursacht werden. Reduzieren Sie die Geschwindigkeit des Harzflusses, da dadurch eine bessere Entlüftung möglich wird. 

Das Material: Wenn weder die Maschine noch die Form Probleme aufweisen, liegt das Problem möglicherweise am Material. Wenn das Harz beispielsweise einen hohen Feuchtigkeits- oder Wassergehalt aufweist, besteht eine hohe Verbrennungsgefahr. 

Abgesehen davon neigen einige Materialien aufgrund ihrer Beschaffenheit auch zum Brennen. Dazu gehören Acetat und PVC. Überprüfen Sie daher das von Ihnen ausgewählte Material noch einmal. 

Darüber hinaus sind Harzkohlen zu den Anzeichen dafür, dass die Brandflecken auf das Material zurückzuführen sind. Wenn sich das verbrannte Harz mit dem geschmolzenen Strom vermischt, verwandelt es sich in das fertige Produkt. Überprüfen Sie das Material daher auf Feuchtigkeit oder Wasser. 

Zur Reduzierung von Brandflecken wird außerdem ein externes gasunterstütztes Spritzgussverfahren (EGAIM) eingesetzt. Dies ist eine relativ neue und bedeutende Errungenschaft. 

Verziehen

Schwarzer Kunststoffrahmen mit Verformungsfehlern, isoliert auf weißem Hintergrund, um die ungleichmäßige Struktur und Verzerrungen hervorzuheben

Wenn sich zwei Teile eines Spritzgussprodukts unverhältnismäßig zusammenziehen, nennt man das Verformung. Dadurch kann sich das Teil verziehen oder verbiegen, was die Funktion des Produkts beeinträchtigen kann. Auch die Optik des Produkts kann dadurch beeinträchtigt werden.   

Ursachen und Prävention

Maschinenfehler sind vor allem die Ursache für innere Spannungen in Ihrem Spritzgussmaterial. 

  • Unzureichender Einspritzdruck: Ein unzureichender Druck führt dazu, dass das Material inkonsistent aushärtet. Ein einfacher Ausweg ist die Erhöhung des Formeinspritzzeit oder Druck. 
  • Unzureichende Verweilzeit: Die Verweilzeit ist die Gesamtzeit, die das Harz im Zylinder verbringt, um erhitzt zu werden. Wenn die benötigte Zeit kürzer als erforderlich ist, wird das Material nicht gleichmäßig erhitzt. Die Moleküle, die nicht genug Hitze erhalten haben, härten früher aus als die anderen, was zu Verformungen führt. Erhöhen Sie also die Verweilzeit. 
  • Niedrige Zylindertemperatur: Die niedrige Temperatur in diesem Teil führt dazu, dass das Harz die erforderliche Fließtemperatur nicht erreicht. Schließlich erstarren die Moleküle ungleichmäßig, was zu Verformungen führt. Es wird empfohlen, die optimale Temperatur im Zylinder aufrechtzuerhalten, damit die Moleküle gleichmäßig Wärme erhalten. 
  • Niedrige Düsentemperatur: Wenn die Temperatur der Düse niedrig ist, verlangsamt sich die Fließzeit des Harzes. Dies verhindert die Packung der Moleküle und damit eine ungleichmäßige Stapelung. Daher sollte die Düsentemperatur um mindestens 10 Grad Fahrenheit erhöht werden. 

Vakuumhohlräume

Draufsicht auf ein durchsichtiges Kunststoffteil mit Vakuumhohlräumen, die Blasen und Lücken zeigen, die durch beim Spritzgussverfahren eingeschlossene Luft verursacht werden.

Wenn in der Form zu wenig Kunststoff vorhanden ist, können Vakuumhohlräume entstehen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Kunststoff beim Abkühlen dazu neigt, sich zusammenzuziehen und Hohlräume zu hinterlassen. 

Ursachen und Prävention

  • Feuchtigkeit: Wenn das verwendete Harz nicht ausreichend trocken ist, können Hohlräume im Material entstehen. Um dies zu verhindern, verwenden Sie Harztrockner. Zweitens kann sich Wasser, das im geschmolzenen Kunststoff enthalten ist, in Dampf verwandeln. Es besteht auch die Möglichkeit, dass sich Wasser im Kunststoffharz der Form befindet. Wenn es verdunstet, bilden sich Blasen. Stellen Sie daher sicher, dass die Materialien trocken sind, bevor Sie mit dem Verfahren fortfahren.
  • Schlechte Entlüftung: Es ist wichtig, dass die Luft in der Form richtig zirkuliert. Entlüftungsprobleme, wie z. B. unzureichende Belüftung oder eine schlecht konstruierte Form, führen dazu, dass Luft eingeschlossen wird. Infolgedessen führt eine unzureichende Belüftung oder Luftzirkulation dazu, dass Luft in der Form zurückbleibt, anstatt vollständig durch das geschmolzene Material in der Form ersetzt zu werden. Durch Erhöhen des Einspritzdrucks werden die Lufteinschlüsse ausgespritzt. 
  • Kurzer Schuss: Wenn die Form nicht genügend geschmolzenen Kunststoff enthält, können einige Hohlräume entstehen, die als Vakuumhohlräume bezeichnet werden. Dieses Problem entsteht durch einen „Short Shot“, d. h. die Form wurde nicht richtig mit dem erforderlichen Kunststoff gefüllt. Beschleunigen Sie den Fluss des geschmolzenen Kunststoffmaterials. 
  • Additive: Wenn der Kunststoff nicht hart genug ist oder nicht genügend Fasern oder Zusatzstoffe enthält, schrumpft er ungleichmäßig und es entstehen Vakuumhohlräume. Fügen Sie ein Trennmittel oder ein Masterbatch für Schmiermittel hinzu, um das Problem zu beheben. Sie können auch ein aufsprühbares Trennmittel ausprobieren.

Einfallstellen

Rotes Kunststoffteil mit einem hervorgehobenen Bereich mit Einfallstellen, die als Vertiefungen auf der Oberfläche aufgrund unsachgemäßer Kühlung während des Formens sichtbar sind

Diese Art von Defekt erscheint als Vertiefung auf der Oberfläche des Spritzgussprodukts. Er ist völlig harmlos und beeinträchtigt weder die Funktion noch die Festigkeit der Form. Die eigentliche Ursache hierfür ist das plötzliche Schrumpfen des inneren Materials, wodurch Material von außen nach innen gezogen wird. 

Ursachen und Prävention

  • Niedrige Schmelztemperatur: Die niedrige Temperatur des Harzmaterials kann zu Einfallstellen führen. Um dies zu verhindern, ändern Sie den Temperaturbereich des Harzmaterials, bevor Sie das Material einspritzen. 
  • Falsche Formtemperatur: Die ideale Formtemperatur sollte 80-120 °C / 176-248 °F betragen. Liegt sie jedoch über diesem Bereich, kann es sein, dass sich das Tor nicht vollständig schließt. Dies lässt sich leicht verhindern, indem man die optimale Temperatur einstellt. 
  • Geringe Pack- und Haltezeit: Wenn der Haltedruck nicht richtig verteilt ist, kann dies dazu führen, dass das Formharz nicht richtig in das Tor hinein und aus ihm heraus gelangt. Erhöhen Sie den Haltedruck.  
  • Fehler im Formenbau: Wenn ein Teil von das Formendesign nicht richtig ist, bilden sich Einfallstellen. Diese hängen von Elementen wie Vorsprüngen, Rippen, gleichbleibender Wandstärke, Formwandstärke, Wandstärkenschwankungen usw. ab. 

Um dies zu verhindern, achten Sie darauf, dass ein Gleichgewicht zwischen Wandstärke und Rippe besteht. Rippen mit einer allmählichen 7-Grad-Neigung an der Basis können ebenfalls dazu beitragen, Einfallstellen zu vermeiden. Der Reifen sollte nur geringfügig beansprucht werden und die Wand sollte gleichmäßig dick sein. 

Düsen

Weißer Kunststoffgegenstand mit sichtbarem Strahldefekt, gekennzeichnet durch ein welliges Muster auf der Oberfläche, das durch turbulenten Materialfluss verursacht wird

Wenn geschmolzener Kunststoff schnell durch das Tor oder die Düse gedrückt wird und er hart wird, bevor die Kavität gefüllt ist, kommt es zu Spritzern. Er ist an seinem Aussehen als verschnörkelte Linie auf der Oberfläche des geformten Produkts zu erkennen. Spritzer schwächen das Produkt.

Ursachen und Prävention

Formendesign

Die Lage des Tores, zusammen mit der Größe des Tores, der Düse und Läufer, können alle zum Strahlen beitragen. 

  • Kleine Torgröße: Durch Ändern der Größe des Angusses kann der Materialfluss geändert werden. Je nach Form und Größe des Produkts können Sie einen breiteren oder kürzeren Anguss auswählen. 
  • Kleine Düsengröße: Wählen Sie eine Düsengröße, die Ihren Anforderungen für die Herstellung der Form entspricht. Der Durchmesser sollte mindestens 7/32 Zoll betragen. Berücksichtigen Sie auch die Dicke des Materials. 
  • Falsche Gate-Position: Stellen Sie sicher, dass sich das Tor an der richtigen Stelle befindet. Bewegen Sie es so, dass das Harz schnell eine Wand oder Oberfläche innerhalb der Form berühren kann.
  • Kleiner Läuferdurchmesser: Stellen Sie sicher, dass der Durchmesser groß genug ist, um den freien Fluss des Harzes zu ermöglichen. Verwenden Sie keine kleinen Angusskanäle.

Notiz: Die Größe des Tores und des Läufers können Sie mithilfe eines Computerprogramms ermitteln. 

Formprozess

  • Niedriger Haltedruck: Wenn der Haltedruck nicht ausreicht, kann das Material nicht wie gewünscht gepresst werden. Um dies zu beheben, erhöhen Sie den Haltedruck.
  • Hohe Einspritzgeschwindigkeit: Bei hoher Geschwindigkeit kann Luft eingeschlossen werden oder es kann zu Störungen kommen. Fügen Sie der Form weitere Entlüftungsöffnungen hinzu, da dies das Entweichen der Luft ermöglicht, wenn das geschmolzene Material hineingeht.

Formmaterial

  • Hohe Viskosität des Materials: Es ist bekannt, dass Materialien mit hoher Viskosität nicht frei fließen können. Erhöhen Sie die Form- und Harztemperatur und verwenden Sie hochflüssige Materialien, um die Harzviskosität zu senken. 

Delamination

Schwarzes Kunststoffbauteil mit einem erheblichen Delaminationsdefekt, hervorgehoben durch eine abgelöste Schicht, die die darunter liegende raue Textur freilegt

Wenn sich die Schichten eines Formprodukts leicht ablösen, nennen wir dieses Phänomen Delamination oder Laminierung oder sogar Schichtung. 

Ursachen und VorbeugungN&Nbsp;

Das Material

  • Kontamination: Wenn Fremdmaterial in den geschmolzenen Kunststoff gelangt, kann dies zu Defekten führen. Stellen Sie sicher, dass Sie nur geschultes Fachpersonal mit der Handhabung der Materialien beauftragen.
  • Unvereinbarkeit: Zwei Materialien, die nicht miteinander kompatibel sind, lassen sich nicht richtig verbinden. Verwenden Sie nur geeignete und kompatible Materialien und Zusatzstoffe.
  • Feuchtigkeit: Die Füllstoffe können feuchtigkeitsaufnehmende Stoffe enthalten. Verwenden Sie daher nur trockene Materialien und diese sollten den Empfehlungen des Herstellers entsprechen. 

Formprozess

  • Niedrige Formtemperatur: Wenn Sie auf eine genaue Formtemperatur Wert legen, verwenden Sie die richtige Formtemperatur. Idealerweise sollte sie 120 – 180 Grad F betragen. Der Lieferant ist normalerweise die richtige Person, um dies zu erfahren. Erkundigen Sie sich also unbedingt danach.
  • Niedrige Zylindertemperatur: Unterschiedliche Materialien benötigen unterschiedliche Temperaturen, um sie zu formen. Daher ist es wichtig, dass die Hitze der Maschine zum Material und zum Design des zu formenden Gegenstands passt. Fragen Sie auch hier den Materiallieferanten danach. 
  • Geringe Haltezeit: Bis das Tor einfriert, sollten Sie sicherstellen, dass der Haltedruck aufrechterhalten wird. Sobald dies geschieht, hat der Druck keine Auswirkungen mehr auf das Material.
  • Unzureichende Einspritzgeschwindigkeit: Erhöhen Sie die Einspritzgeschwindigkeit, bis keine Delaminationsgefahr mehr besteht.

Formmaschine

  • Größe des Tores und des Läufers: Setzen Sie abgerundete Ecken an jeder Biegung und jedem Toreingang im Angusssystem. Es verhindert, dass sich Materialien während der Injektion spalten.
  • Hohe Formtrennung: Halten Sie die Form sauber, sodass keine externen Trennmittel erforderlich sind. 
  • Unzureichende Dämpfung: Die Polsterung sollte mindestens 1/8 Zoll dick sein. Kleinere Polsterungen können zu Unterfüllung führen. 

Bindenähte

Nahaufnahme der Schweißnähte auf einer grauen Kunststoffentlüftung. Die leichten Unregelmäßigkeiten sind dort zu erkennen, wo geschmolzener Kunststoff zusammentrifft und erstarrt ist.

Wenn ein eingespritzter Kunststoff in einer Form zusammenkommt, kann dies zu Schweissnaht Defekte. Diese werden auch als Bindenähte bezeichnet. 

Ursachen und Prävention

  • Temperatur: Gleichzeitiges Schweißen der Innen- und Außenfläche des Materials kann zu Bindenähten führen. Erhöhen Sie die Temperatur des Zylinders und der Düse, um diesen Zustand zu vermeiden.
  • Druck: Wenn der Druck zum Wiederverbinden des Materials nicht ausreicht, kann sich eine Schweißnaht bilden. Dies kann auf einen Fehler in der Maschine oder den Einstellungen zurückzuführen sein. Manchmal ist auch das Design der Form verantwortlich. Erhöhen Sie einfach den Druck. 
  • Langsame Geschwindigkeit: Da das Material langsam fließt, kühlen die Fronten unregelmäßig ab. Mit anderen Worten: Wenn die geschmolzenen Materialien abkühlen, bevor sie sich berühren, entstehen Verbindungslinien. Auch hier ist die Verbesserung des Parameters die einzige Lösung. 
  • Vorhandensein von Verunreinigungen: Harz, das mit Verunreinigungen jeglicher Art beladen ist, lässt das geschmolzene Material nicht so reibungslos fließen, wie es sollte. Beziehen Sie Ihr Harz daher von einem vertrauenswürdigen Lieferanten. 

Stromlinien 

Nahaufnahme von Fließlinien auf einer schwarzen Kunststoffoberfläche. Sie zeigt feine Streifen und Muster aufgrund von Schwankungen im Fluss des geschmolzenen Kunststoffs.

Wenn die Wellen auf der Oberfläche eine unterschiedliche Farbe aufweisen, spricht man von Fließlinien. Sie entstehen meist durch die ungleichmäßige Abkühlung des geschmolzenen Kunststoffs. 

Man kann es sich so vorstellen: Während die geschmolzenen Materialien erstarren, sobald sie sich der Hohlraumwand nähern, sind die übrigen Materialien auf der Innenseite noch in Bewegung. Daher ist ein Welleneffekt sichtbar, wenn zwei Formen desselben Materials (beweglich und unbeweglich) miteinander in Kontakt kommen. 

Ursachen und Prävention

Die Maschine

  • Unzureichender Haltedruck: Sowohl der Haltedruck als auch der Einspritzdruck sind nicht ausreichend, um das Material zu komprimieren. Dadurch bleiben Fließlinien zurück. Durch Erhöhen des Drucks wird die Bildung verhindert, aber tun Sie dies weiter, bis das Produkt geformt ist. 
  • Unangemessene Zykluszeit: Bei einer kurzen Zykluszeit schmilzt das Material nicht richtig. Die Temperatur der Schmelze ist ebenfalls niedrig. Obwohl die Kavität nicht vollständig gefüllt ist, kann der Druck nicht vollständig ausgeübt werden, was zu einer Fließlinie führt. Erhöhen Sie die Zykluszeit, bis das Material vollständig schmilzt. 
  • Niedrige Zylindertemperatur: Eine niedrige Zylindertemperatur bedeutet eine niedrige Schmelztemperatur und damit auch einen niedrigen Haltedruck. Aus diesem Grund kann das Material nicht ausreichend gepresst werden, wodurch Fließlinien entstehen. Erhöhen Sie also die Zylindertemperatur. 

Notiz: Die Temperatur jeder Zone des Laufs (Mitte, Vorderseite, Rückseite und Düse) sollte schrittweise erhöht werden; um genau zu sein, um 6 Grad für jede Zone. 

Die Form 

  • Unzureichende Entlüftung: Wenn die Entlüftung nicht ausreicht, wird die Schmelzefüllung blockiert. Dadurch wird verhindert, dass die Schmelzefront das Material presst. Beginnen Sie am Ende jedes Angusskanals mit dem Ablassen der Luft, da dadurch die meiste Luft entweichen kann, bevor sie die Kavität füllt.
  • Größe des Angusses: Ein kleiner Anguss kann den Fließwiderstand erhöhen. Niedriger Einspritzdruck verlangsamt die Schmelze und kühlt den Kunststoff ab. Gleichzeitig wird der feste Teil ohne ausreichenden Druck nicht gegen die Form gedrückt, sodass Fließlinien entstehen. Um dies zu vermeiden, bewerten Sie den Füllzustand am Computer, bevor Sie fortfahren.

Das Material

  • Schlechte Fließfähigkeit: Wenn das Material nicht flüssig genug ist, wird der Fluss verlangsamt und es kommt zur Abkühlung. Dies wiederum ermöglicht kein ausreichendes Pressen und hinterlässt keine Linien. Fragen Sie die Materiallieferanten und sie werden Ihnen helfen, das richtige Material für Ihr Spritzgussteil zu finden. 

Abschiedsgedanken 

Wer Spritzguss zur Herstellung von Produkten verwenden möchte, muss verstehen, dass dies gleich zu Beginn richtig gemacht werden sollte. Andernfalls kann es aufgrund von Neugestaltung und Umformung zu hohen Produktionskosten kommen. Wählen Sie daher HiTop Industrial Formenbau für dein Spritzguss-Anforderungen. Ihre Fachleute können Ihnen mit präzisen Spritzgusstechniken mit minimalem Fehlerrisiko helfen. 

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