Designing plastic parts is a complex task involving many factors that address a list of requirements of the application. "How is the part to be used?" "How does it fit to other parts in the assembly?" "What loads will it experience in use?" In addition to functional and structural issues, processing issues play a large role in the design of an injection molded plastic part. How the molten plastic enters, fills, and cools within the cavity to form the part largely drives what form the features in that part must take. Adhering to some basic rules of injection molded part design will result in a part that, in addition to being easier to manufacture and assemble, will typically be much stronger in service. Dividing a part into basic groups will help you to build your part in a logical manner while minimizing molding problems. As a part is developed, always keep in mind how the part is molded and what you can do to minimize stress.

Inhaltsverzeichnis

(a) Applications
(b) Polymers Best Suited for Injection Molding
(c) Injection Molding Equipment
(d) Injection Molding Process
(e) Injection Molding Cycle
(f) Different Types of Injection Molding Processes
(g) Stress
(h) Gates
(i) Common Gates
(j) Gate Location
(k) Wall Thickness
(l) Draft
(m) Sink Marks
(n) Textures
(o) Parting Lines
(p) Common Molding Defects

Applications  (^ Back to Top)

Kunststoff-Spritzguss ist der bevorzugte Prozess zum Herstellen von Kunststoffteilen. Viele Dinge werden im Spritzguss hergestellt, z. B. Gehäuse von Elektrogeräten, Behälter, Flaschenverschlüsse, Innenausstattung von Fahrzeugen, Kämme und die meisten anderen Kunststoffprodukte, die heute erhältlich sind. Da im Spritzguss durch den Einsatz von Mehrfachwerkzeugen pro Zyklus mehrere Teile hergestellt werden können, eignet sich das Verfahren ideal für die Erzeugung von Kunststoffteilen in hohen Auflagen. Einige Vorteile des Spritzgießens liegen etwa in hoher Toleranzgenauigkeit, Wiederholpräzision, großer Werkstoffauswahl, niedrigen Arbeitskosten, minimalen Verlusten durch Ausschuss und kaum Notwendigkeit zur Nachbearbeitung der Teile nach dem Gießen. Nachteile liegen unter anderem in der hohen Anfangsinvestition in die Werkzeugerstellung und in Prozesseinschränkungen.

Polymers Best Suited for Injection Molding  (^ Back to Top)

Viele Polymere sind geeignet. Dazu gehören auch alle Thermoplaste und einige Elastomere. Es gibt Zehntausende verschiedene Werkstoffe für den Spritzguss. Die Kombination der verfügbaren Werkstoffe mit Legierungen oder Verschmelzungen aus zuvor entwickelten Werkstoffen führt dazu, dass Produktdesigner den Werkstoff mit genau den richtigen Eigenschaften gezielt aus einer breiten Werkstoffpalette auswählen können. Die Auswahl der Werkstoffe basiert auf der für das Endprodukt erforderlichen Stärke und Funktion. Allerdings sind auch bei jedem Werkstoff unterschiedliche Parameter für den Spritzguss zu berücksichtigen. Gängige Polymere wie Nylon, Polyethylen und Polystyren besitzen thermoplastische Eigenschaften.

Injection Molding Equipment  (^ Back to Top)

Spritzgussmaschine:

Spritzgussmaschinen bestehen aus einem Werkstoffbehälter, einem Werkstoff-Presskolben oder einer Förderschnecke und einer Heizeinheit. Die Gussformen werden auf der Platte der Gussmaschine eingespannt. Das Einspritzen des Kunststoffs erfolgt durch die Angussöffnung. Die Einstufung der Maschinen erfolgt nach Tonnage, also der Berechnung der Anpresskraft, die die Maschine ausüben kann. Diese Kraft hält die Gussform während des Spritzgießens geschlossen. Die Tonnage variiert von weniger als 5 Tonnen bis hoch zu 6.000 Tonnen. Allerdings werden Maschinen höherer Tonnage nur selten eingesetzt. Die insgesamt erforderliche Anpresskraft wird anhand der Sprengfläche des zu gießenden Teils bestimmt. Die Sprengfläche wird dazu mit einer Anpresskraft von 2 bis 8 Tonnen pro Quadratzoll (entspricht etwa 310 bis 1.240 kg pro Quadratzentimeter) der Sprengfläche multipliziert. Als Faustregel gilt, dass für die meisten Produkte 1,58 oder 1,97 Tonnen je Zentimeter (4 oder 5 Tonnen je Zoll) angemessen sind. Bei sehr steifem Kunststoff-Werkstoff ist zum Füllen der Gussform ein höherer Einspritzdruck erforderlich. Daher muss auch die Tonnage der Einspannung größer ausfallen, damit die Gussform geschlossen bleibt. Die erforderliche Kraft kann auch anhand des verwendeten Werkstoffs und der Größe des Teils bestimmt werden. Dabei gilt, dass für größere Kunststoffteile auch eine höhere Einspannkraft benötigt wird.

Gussform:

Guss- oder Pressform bezeichnet das Werkzeug, das im Guss zur Herstellung von Kunststoffteilen verwendet wird. Die Herstellung von Gussformen ist in der Vergangenheit immer sehr teuer gewesen. Daher kamen sie nur bei der Produktion in hohen Auflagen von Tausenden von Teilen zur Anwendung. Gussformen werden in der Regel aus gehärtetem Stahl, vorgehärtetem Stahl, Aluminium und/oder einer Beryllium-Kupfer-Legierung hergestellt. Die Wahl des Werkstoffs für eine Gussform hängt in erster Linie von wirtschaftlichen Faktoren ab. Die Herstellung von Gussformen aus Stahl ist im Allgemeinen teurer, bietet dafür aber eine höhere Lebensspanne, was die höheren Anfangskosten durch die größere Anzahl der hergestellten Teile wieder ausgleicht. Gussformen aus vorgehärtetem Stahl sind verschleißanfälliger und werden vor allem für kleinere Auflagen oder größere Bauteile eingesetzt. Die Härte des vorgehärteten Stahls liegt normalerweise zwischen 38 und 45 auf der Rockwell-C-Skala. Gussformen aus gehärtetem Stahl werden nach der Zerspanung einer Wärmebehandlung unterzogen. Dadurch sind sie bei Verschleiß und Lebensspanne überlegen. Die Härtegrade liegen in der Regel zwischen 50 und 60 Rockwell-C (HRC).

Gussformen aus Aluminium sind deutlich preisgünstiger als solche aus Stahl. Höherwertiges Aluminium wie Flugzeugaluminium mit QC-7 und QC-10 wird mit moderner computergesteuerter Ausrüstung eingesetzt und zerspant. Ihr Einsatz kann sich beim Gießen von Auflagen mit Hunderttausenden von Teilen als wirtschaftlich sinnvoll erweisen. Durch ihre bessere Wärmeableitung bieten Aluminiumgussformen außerdem schnelle Durchlaufzeiten und kürzere Zyklen. Sie lassen sich auch beschichten, um den Verschleiß beim Gießen glasfaserverstärkter Werkstoffe zu reduzieren. Berylliumkupfer wird in den Bereichen der Gussform eingesetzt, für die eine schnelle Wärmeableitung erforderlich ist oder bei denen die größte Scherwärme auftritt.

Injection Molding Process  (^ Back to Top)

Beim Spritzguss wird Kunststoffgranulat aus einem Trichter durch die Schwerkraft in einen Heizzylinder gespeist. Durch den Vorschub mittels einer Schneckenwelle wird der Kunststoff in eine „Zylinder“ genannte Heizkammer gedrückt, wo es geschmolzen wird. Beim weiteren Vorschub durch die Schnecke gelangt der Kunststoff über eine Düse, die auf der Buchse des Eingusstrichters sitzt, und über ein System aus Anguss und Läufer in die Formhöhlung. Die Gussform hält konstant eine eingestellte Temperatur, damit der Kunststoff praktisch direkt nach Füllung der Gussform erstarren kann.

Injection Molding Cycle  (^ Back to Top)

Die Abfolge der Vorgänge während des Spritzgießens eines Kunststoffteils wird als „Spritzgusszyklus“ bezeichnet. Der Zyklus beginnt mit dem Schließen der Gussform. Darauf folgt das Einspritzen des Polymers in die Formhöhlung. Sobald die Form gefüllt ist, wird sie mit einem konstanten Haltedruck beaufschlagt, um Schwindung des Werkstoffes auszugleichen. Im nächsten Schritt dreht sich die Schnecke, um den nächsten Stoß zur Vorderschnecke zu fördern. Dadurch wird die Schnecke bei der Vorbereitung des nächsten Stoßes zurückgezogen. Sobald das Teil ausreichend abgekühlt ist, öffnet sich die Gussform, und das Teil wird ausgestoßen.

Different Types of Injection Molding Processes  (^ Back to Top)

Auch wenn die meisten Spritzgussverfahren durch die oben beschriebenen konventionellen Prozesse abgedeckt sind, gibt es bei der Formherstellung noch mehrere wichtige Varianten. Dazu gehören unter anderem: 

  • Mehrschicht-Spritzguss (Sandwich-Verfahren)
  • Schmelzkern-Spritzguss
  • Gasunterstützter Spritzguss
  • In-Mold Decoration und In-Mold-Laminierung
  • Spritzprägen
  • Spritzguss mit Flüssigsilikonkautschuk
  • Insert- und Outsert-Spritzguss
  • Lamellen(Mikroschicht)-Spritzguss
  • Niederdruck-Spritzgießen
  • Mikrospritzguss
  • Mikrozellularer Spritzguss
  • Mehrkomponenten-Spritzgießen (Overmolding)
  • Spritzguss mit mehreren aktiven Zuführungen
  • Pulverspritzgießen
  • Spritzstreckblasen
  • Reaction Injection Molding
  • Harzinjektionsverfahren
  • Rheoguss
  • Strukturschaum-Spritzgießen
  • Structural Reaction Injection Molding
  • Dünnwandgießen
  • Gasschwingungsunterstützter Spritzguss
  • Spritzgießen mit Wasserinjektionstechnik
  • Gummispritzguss

Stress  (^ Back to Top)

Spannung ist der größte Feind für jedes im Spritzguss hergestellte Kunststoffteil. Zur Vorbereitung auf das Gießen wird das Kunstharz (das lange Molekülstränge enthält) geschmolzen. Dabei wird die Molekularbindung durch die Hitze und die Scherkraft des Extruders vorübergehend aufgebrochen, sodass die Moleküle in die Gussform fließen können. Mit Druck wird das Harz in jede Aussparung, jede Ritze und jede Spalte der Gussform gepresst. Durch das Pressen der Moleküle in jedes Formmerkmal werden sie gebogen, verdreht und deformiert, wodurch sie die Form des Teils annehmen. Hartes Verdrehen oder scharfe Winkel üben eine größere Spannung auf das Molekül aus als sanfte Bögen mit großzügig bemessenen Radien. Abrupte Übergänge von einem Formmerkmal zum nächsten sind von den Molekülen nur schwer zu füllen, was ihnen die Annahme der Formgebung erschwert.

Beim Abkühlen des Werkstoffs, wenn die Molekülbindung wiederhergestellt wird und das Harz seine feste Form wiedererlangt, werden diese Spannungen faktisch im Teil eingeschlossen. Solche den Teilen innewohnenden Spannungen können zu Verkrümmungen, Einfallstellen, Rissen, vorzeitigem Versagen und anderen Problemen führen.

Auch wenn gewisse Spannungen in einem Spritzgussteil zu erwarten sind, sollten Sie beim Entwurf Ihrer Teile so viele spannungssenkende Merkmale wie möglich einplanen. Dies kann etwa durch das Hinzufügen sanfterer Übergänge zwischen den Designmerkmalen sowie durch Abrundungen und Auskehlungen erreicht werden.

Gates  (^ Back to Top)

Jeder Entwurf für eine Gussform muss einen Anguss besitzen oder eine Öffnung, durch die der geschmolzene Kunststoff in die Formhöhlung gespritzt wird. Art, Konstruktion und Position des Angusses wirken sich auf das Teil aus, unter anderem auf Packung des Teils, Angusskerben oder Entformungsspuren auf dem Teil, das äußere Erscheinungsbild des Teils und außerdem auf seine Abmessungen und ein etwaiges Verbiegen.

Arten von Angüssen
Im Spritzguss stehen zwei Arten von Angüssen zur Verfügung: manuell und automatisch abgeschnittene Angüsse.

Manuell abgeschnittene Angüsse:

Bei diesem Angusstyp müssen die Teile von einer Bedienperson nach jedem Zyklus manuell von den Läufern getrennt werden. Es gibt mehrere Gründe für die Wahl manuell abgeschnittener Angüsse:

  • Der Anguss ist zu dick, sodass ein automatisches Abschneiden durch die Maschine nicht möglich ist.
  • Scheranfällige Werkstoffe wie PVC dürfen keinen hohen Scherkräften ausgesetzt werden.
  • Die Flussverteilung für bestimmte Konstruktionen, die eine gleichzeitige Verteilung des Flusses über eine breite Front erfordern

Automatisch abgeschnittene Angüsse

Dieser Angusstyp umfasst Vorrichtungen in der Gussform, mit denen die Angüsse beim Öffnen der Gussform zum Ausstoß des Teiles abgebrochen oder abgeschnitten werden. Automatisch abgeschnittene Angüsse werden aus mehreren Gründen eingesetzt:

  • Vermeiden, dass zum Entfernen des Angusses eine Sekundärbearbeitung erforderlich wird, und dadurch weniger Kosten
  • Einheitliche Zykluszeiten für alle Teile
  • Minimieren von Angusskerben an Teilen

Common Gate Designs  (^ Back to Top)

Der wichtigste Faktor bei der Auswahl der richtigen Angussart für Ihre Anwendung ist die Bauweise. Je nach Größe und Form Ihres Teils stehen viele unterschiedliche Bauweisen von Angüssen zur Verfügung. Im Folgenden sind die vier beliebtesten Angussformen aufgeführt, die von Quickparts-Kunden verwendet werden:

The Edge Gate is the most common gate design. As the name indicates, this gate is located on the edge of the part and is best suited for flat parts. Edge gates are ideal for medium and thick sections and can be used on multicavity two plate tools. This gate will leave a scar at the parting line.

The Sub Gate is the only automatically trimmed gate on the list. Ejector pins will be necessary for automatic trimming of this gate. Sub gates are quite common and have several variations such as banana gate, tunnel gate and smiley gate to name a few. The sub gate allows you to gate away from the parting line, giving more flexibility to place the gate at an optimum location on the part. This gate leaves a pin sized scar on the part.

The Hot Tip Gate is the most common of all hot runner gates. Hot tip gates are typically located at the top of the part rather than on the parting line and are ideal for round or conical shapes where uniform flow is necessary. This gate leaves a small raised nub on the surface of the part. Hot tip gates are only used with hot runner molding systems. This means that, unlike cold runner systems, the plastic is ejected into the mold through a heated nozzle and then cooled to the proper thickness and shape in the mold.

The Direct or Sprue Gate is a manually trimmed gate that is used for single cavity molds of large cylindrical parts that require symmetrical filling. Direct gates are the easiest to design and have low cost and maintenance requirements. Direct gated parts are typically lower stressed and provide high strength. This gate leaves a large scar on the part at the point of contact.

Gate Location  (^ Back to Top)

Um Probleme durch die Angussposition zu vermeiden, finden Sie im Folgenden einige Richtlinien für die Wahl einer optimalen Position Ihrer Angüsse.

  • Platzieren Sie Angüsse am jeweils dicksten Querschnitt, um eine gute Packung des Teils zu ermöglichen und Hohlräume sowie Einfallstellen zu vermeiden.
  • Verhindern Sie eine Verstopfung des Flusswegs, indem Sie Angüsse entfernt von Kernen und Stiften platzieren.
  • Achten Sie darauf, dass Funktion oder Ästhetik des Teils nicht durch die vom Anguss ausgehende Spannung beeinträchtigt werden.
    • If you are using a plastic with a high shrink grade, the part may shrink near the gate causing "gate pucker" if there is high molded-in stress at the gate
  • Achten Sie darauf, ein leichtes automatisches oder manuelles Entfernen des Angusses einzuplanen.
  • Der Anguss sollte die Länge des Flusswegs möglichst gering halten, um kosmetische Flussmarkierungen zu vermeiden.
  • In manchen Fällen kann zur ordnungsgemäßen Füllung der Teile ein zweiter Anguss notwendig sein.
  • Wenn bei dünnwandigen Teilen Probleme mit dem Füllen auftreten, fügen Sie weiterer Flusskanäle hinzu oder passen Sie die Wandstärke an, um den Fluss zu korrigieren.

Je nach Art des zu gießenden Kunststoffs oder der Größe des Teils besitzen Angüsse unterschiedliche Größen und Formen. Große Teile benötigen größere Angüsse, um einen höheren Harzfluss zu ermöglichen und so die Gießzeit zu verkürzen. Kleine Angüsse sorgen für ein besseres Erscheinungsbild des Teils, ziehen dafür jedoch längere Gießzeiten nach sich und benötigen einen höheren Druck für ein ordnungsgemäßen Füllen der Gussform.

Wall Thickness  (^ Back to Top)

Vor dem Entformen werden Gussteile von ihrer Fertigungstemperatur heruntergekühlt, damit sie anschließend ihre Form behalten. Zum Vermeiden von Defekten am Teil sollten Änderungen an Druck, Geschwindigkeit und Kunststoff-Viskosität so gering wie möglich gehalten werden. Während dieser Phase ist kaum ein Aspekt so wichtig wie die Wandstärke. Dieses Merkmal kann große Auswirkungen auf Kosten, Produktionsgeschwindigkeit und Qualität des Endprodukts haben.

Richtige Wandstärke:

Die Wahl der richtigen Wandstärke für Ihr Teil kann sich erheblich auf die Kosten und die Produktionsgeschwindigkeit auswirken. Zwar gibt es keine Beschränkungen für die Wandstärke, doch sollte sie in der Regel so dünn wie möglich gewählt werden. Dünne Wände verbrauchen weniger Werkstoff. Dies senkt die Kosten und beschleunigt die Abkühlung, was wiederum kürzere Zykluszeiten nach sich zieht.

The minimum wall thickness that can be used depends on the size and geometry of the part, structural requirements, and flow behavior of the resin. The wall thicknesses of an injection molded part generally range from 2mm – 4mm (0.080" – 0.160"). Thin wall injection molding can produce walls as thin as 0.5mm (0.020"). The chart below shows recommended wall thicknesses for common injection molding resins.

Einheitliche Wandstärke:

Dicke Abschnitte kühlen langsamer ab als dünne. Wenn die Wände beim Abkühlen eine uneinheitliche Stärke besitzen, kühlen die dünnere Wände früher ab, während die dicken Wände noch aushärten. Beim Abkühlen des dicken Abschnitts schrumpft er um den bereits festen dünneren Abschnitt herum zusammen. Dies führt zu Verbiegen, Verdrehen oder zu Rissen an den Berührungspunkten der beiden Abschnitte. Versuchen Sie zur Vermeidung dieses Problems, Teile mit durchgängig einheitlicher Wandstärke zu konstruieren. Ist dies nicht möglich, sollte der Stärkenunterschied so graduell wie möglich erfolgen. Bei Kunststoffen mit hoher Gussschwindung sollten die Unterschiede in der Wandstärke nicht mehr als 10 % betragen. Übergänge von einer Stärke zur anderen sollten allmählich oder in der Größenordnung von 3 zu 1 erfolgen. Durch diesen graduellen Übergang werden Spannungskonzentrationen und abrupte Unterschiede bei der Abkühlung vermieden.

Alternativen:

Wenn Ihr Teil so komplex ist, dass es verschiedene Wandstärken erforderlich macht, benötigen Sie eine Alternative. Sie könnten etwa Designmerkmale wie Entkernungen oder Rippen verwenden. In keinem Fall sollten sie die Übergänge zwischen dickeren und dünneren Abschnitten zu abrupt gestalten. Versuchen Sie es mit einem graduellen Übergang oder mit abgeschrägten Winkeln, um die dramatischen Druckveränderungen im Inneren der Gussform zu so gering wie möglich zu halten.

Draft  (^ Back to Top)

Most injection molded plastic parts include features such as outside walls and internal ribs that are formed by opposing surfaces of tool metal inside a closed mold. To properly release the part when the mold opens, the side walls of the mold are tapered in the direction that the mold opens. This tapering is referred to as "draft in the line of draw". This draft allows the part to break free of the mold as soon as the mold opens. The amount of draft required can depend on the surface finish of the mold. A smooth, polished tool surface will allow the part to eject with less draft than a standard tool surface.

Nehmen wir als Beispiel die Herstellung der auf der rechten Seite gezeigten Kunststoffkiste. Sobald der Kunststoff um die Gussform ausgehärtet ist, muss die Gussform entfernt werden. Der Kunststoff zieht sich beim Aushärten leicht zusammen. Durch eine Anschrängung der Gussformseiten mit einem angemessenen „Neigungswinkel“ lässt sich die Gussform leichter entfernen.

Der Grad der erforderlichen Formschräge hängt davon ab, welche Geometrie und Oberflächentextur für das Teil benötigt werden. Im Folgenden finden Sie einige Regeln für einen optimalen Einsatz von Formschräge:

  • Achten Sie darauf, Ihrem 3D CAD-Modell vor dem Definieren von Radien Neigung hinzuzufügen.
  • Wenden Sie auf alle „vertikalen“ Oberflächen eine Formschräge von mindestens 1 Grad an.
  • Für leichte Texturen ist eine Formschräge von 1 ½ Grad erforderlich.
  • 2 Grad Neigung sind für die meisten Situationen völlig ausreichend.
  • Für einen Formschluss sind mindestens 3 Grad Formschräge erforderlich (Metall gleitet auf Metall).
  • Für mittlere Texturen sind 3 Grad notwendig.

 

Sink Marks  (^ Back to Top)

Wenn die heiße Schmelze in die Spritzgussform fließt, kühlen die dicken Abschnitte nicht so schnell ab wie der Rest des Teils, da der dickere Werkstoff durch die Außenflächen des schneller abkühlenden Kunststoffes isoliert wird. Wenn der innere Kern abkühlt, schrumpft er mit einer anderen Geschwindigkeit als die bereits abgekühlte Außenhaut. Durch diese unterschiedliche Schwindungsrate wird der dickere Abschnitt nach innen gezogen, und an der Außenfläche entsteht eine Einfallstelle, oder – noch schlimmer – das Teil verzieht sich. Eine Einfallstelle ist nicht nur unansehnlich, sondern steht auch für eine zusätzliche Spannung, die quasi in das Teil eingebaut ist. Um ein Einfallen an weniger sichtbaren Stellen zu vermeiden, könnten Sie Ihre Konstruktion um Rippen, Vorsprünge und Winkel erweitern. Solche Stellen werden häufig übersehen, weil weder das entsprechende Designmerkmal noch das Teil selbst zu dick ist. Allerdings kann an den Verbindungsstellen zwischen beiden ein Problem entstehen.

Eine Methode zum Vermeiden von Einfallstellen besteht im Auskernen von massiven Abschnitten des Teils, um dicke Bereiche auszudünnen. Wird die Stärke des massiven Teils benötigt, versuchen Sie die Stärke des ausgekernten Bereichs mit einem Kreuzgitter aus Rippen zu erhöhen, um ein Einfallen zu vermeiden. Als Faustregel gilt: Alle Vorsprünge und Halte- bzw. Stützrippen sollten zusammen nicht mehr als 60 % der nominellen Wandstärke ausmachen. Außerdem lassen sich kleinere Einfallstellen mit Texturen verstecken.

Textures  (^ Back to Top)

Texturierung ist ein Vorgang, bei dem Muster auf die Oberfläche einer Gussform aufgetragen werden. Dieser Prozess ermöglicht Ihnen Flexibilität bei der Gestaltung des endgültigen Erscheinungsbilds Ihrer Teile. Texturierung ist ein wichtiger Bestandteil allgemeiner Produktentwicklung und sollte zum Erreichen der gewünschten Ergebnisse beim Design berücksichtigt werden. Textur kann auch ein funktionaler Teil des Designs sein. Kleine Mängel an Teilen können mit der richtigen Textur verschwinden. Soll das Teil später oft in die Hand genommen werden? Textur kann Fingerabdrücke unsichtbar werden lassen und verbessert die Griffigkeit für den Endbenutzer. Außerdem kann Textur einen reibungsbedingten Verschleiß des Teiles reduzieren.

Für Spritzgussteile ist eine große Auswahl an Texturen verfügbar, z. B.:

  • Natürlich/Exotisch
  • Matte Oberflächen
  • Multi-Glanz-Muster
  • Verschmelzungen
  • Grafik
  • Ledermaserungen/Lederhaut
  • Holzmaserung, Schiefer und Pflasterstein
  • Geometrische Muster und Linien
  • Überlagerte Texturen für ganz neue Optik
  • Ins Muster eingebettete Bilder oder Logos

When applying a texture to a part, the CAD drawing must be adjusted to accommodate for this surface variance. If the texture is on a surface that is perpendicular or angled away from the mold opening then no draft changes are necessary. If the texture is on a parallel surface with the mold opening, however, increased draft is necessary to prevent scraping and drag marks that could occur during part ejection. Different textures have different impacts on the molded part. The rule-of-thumb when designing for texture is to have 1.5 degrees of draft for each 0.001" of texture finish depth.

Parting Lines  (^ Back to Top)

A "parting line" is the line of separation on the part where the two halves of the mold meet. The line actually indicates the parting "plane" that passes through the part. While on simple parts this plane can be a simple, flat surface, it is often a complex form that traces the perimeter of the part around the various features that make up the part’s outer "silhouette". Part lines can also occur where any two pieces of a mold meet. This can include side action pins, tool inserts and shutoffs. Parting lines cannot be avoided; every part has them. Keep in mind when designing your part, that the melt will always flow towards the parting line because it is the easiest place for the displaced air to escape or "vent".

Common Molding Defects  (^ Back to Top)

Spritzguss ist eine komplexe Technologie, bei der es während der Produktion auch zu Problemen kommen kann. Ursache hierfür können etwa Defekte in den Gussformen sein oder – was häufiger der Fall ist – die Verarbeitung (das Gießen) des Teils.

Molding DefectsAlternative NameDescriptionsCauses

BlisterBlisteringRaised or layered zone on surface of the Plastic partTool or material is too hot, often caused by a lack of cooling around the tool or a faulty heater

Burn marksAir Burn/Gas BurnBlack or brown burnt areas on the plastic part located at furthest points from gateTool lacks venting, injection speed is too high

Color streaks (US) Localized change of colorPlastic material and colorant isn't mixing properly, or the material has run out and it's starting to come through as natural only

Delamination Thin mica like layers formed in part wallContamination of the material e.g. PP mixed with ABS, very dangerous if the part is being used for a safety critical application as the material has very little strength when delaminated as the materials cannot bond

FlashBurrsExcess material in thin layer exceeding normal part geometryTool damage, too much injection speed/material injected, clamping force too low. Can also be caused by dirt and contaminants around tooling surfaces.

Embedded contaminatesEmbedded particulatesForeign particle (burnt material or other) embedded in the partParticles on the tool surface, contaminated material or foreign debris in the barrel, or too much shear heat burning the material prior to injection

Flow marksFlow linesDirectionally "off tone" wavy lines or patternsInjection speeds too slow (the plastic has cooled down too much during injection, injection speeds must be set as fast as you can get away with at all times)

Freistrahlbildung

 Deformed part by turbulent flow of materialPoor tool design, gate position or runner. Injection speed set too high.

Polymer degradation polymer breakdown from oxidation, etc.Excess water in the granules, excessive temperatures in barrel

Sink marks Localized depression 
(In thicker zones)Holding time/pressure too low, cooling time too short, with sprueless hot runners this can also be caused by the gate temperature being set too high

Short shotNon-Fill/Short MoldPartial partLack of material, injection speed or pressure too low

Splay marksSplash Mark/Silver StreaksCircular pattern around gate caused by hot gasMoisture in the material, usually when resins are dried improperly

StringinessStringingString like remain from previous shot transfer in new shotNozzle temperature too high. Gate hasn't frozen off

Voids Empty space within part 
(Air pocket)Lack of holding pressure (holding pressure is used to pack out the part during the holding time). Also mold may be out of registration (when the two halves don't center properly and part walls are not the same thickness).

Schweißlinien

Knit Line/Meld LineDiscolored line where two flow fronts meetMold/material temperatures set too low (the material is cold when they meet, so they don't bond)

WarpingTwisting PartDistorted partCooling is too short, material is too hot, lack of cooling around the tool, incorrect water temperatures (the parts bow inwards towards the hot side of the tool)

 

Diese Faktoren sollten beim Konstruieren Ihres Spritzgussteils berücksichtigt werden. Denken Sie daran, dass es leichter ist, Probleme gleich im Vorwege zu vermeiden, anstatt Ihr Design später ändern zu müssen.

Gussfehler Alternativer Name Beschreibungen Ursachen
Blasen Blasenbildung Erhöhter oder geschichteter Bereich auf der Oberfläche des Kunststoffteils Werkzeug oder Werkstoff zu heiß, häufig verursacht durch fehlende Kühlung um das Werkzeug oder eine defekte Heizeinheit.
Brandstellen Dieseleffekt Schwarz oder braun verbrannte Bereiche auf dem Kunststoffteil an der vom Anguss am weitesten entfernten Stelle Zu geringe Entlüftung der Gussform, Einspritzgeschwindigkeit zu hoch
Farbschlieren (US)   Örtlich begrenzte Farbänderung Kunststoff-Werkstoff und Farbstoff vermischen sich nicht richtig, oder der Werkstoff ist ausgegangen und beginnt, in seiner natürlichen Farbe durchzukommen.
Schichtablösung   Dünne, glimmerartige Schichten, die sich in der Wand des Teils ausbilden Eine Verunreinigung des Werkstoffs, z. B. PP vermischt mit ABS, kann sehr gefährlich werden, wenn das Teil für sicherheitskritische Anwendungen eingesetzt wird. Bei einer Schichtablösung besitzt der Werkstoff nur äußerst geringe Stärke, da sich die Materialien nicht verbinden können.
Gussgrat Gussnaht Eine dünne Schicht überschüssigen Werkstoffs, die über die normale Geometrie des Teils hinausragt Schaden am Werkzeug, Einspritzgeschwindigkeit zu hoch, zu viel Werkstoff eingespritzt, Klemmkraft zu niedrig. Dies kann auch durch Schmutz und sonstige Verunreinigungen auf den Werkzeugoberflächen verursacht werden.
Eingeschlossene Verunreinigungen Eingeschlossene Partikel Fremdpartikel (verbrannter Werkstoff oder sonstiges), die im Teil eingeschlossen sind Partikel auf der Werkzeugoberfläche, verunreinigter Werkstoff oder Fremdkörper im Zylinder; möglicherweise auch vor dem Einspritzen zu viel Scherwärme im Werkstoff.
Fließmarkierungen Flusslinien Grob in Fließrichtung verlaufende wellenförmige Linien oder Muster Einspritzgeschwindigkeit zu niedrig. (Der Kunststoff hat sich beim Einspritzen zu stark abgekühlt. Die Einspritzgeschwindigkeit sollte stets möglichst hoch eingestellt sein.)

Freistrahlbildung

  Deformiertes Teil durch Verwirbelungen beim Werkstofffluss Schlechte Konstruktion der Gussform, ungünstige Position von Anguss oder Läufer. Einspritzgeschwindigkeit zu hoch eingestellt.
Polymerzersetzung   Polymer bricht durch Oxidation usw. auseinander Überschüssiges Wasser im Granulat, Temperatur im Zylinder zu hoch.
Einfallstellen   Lokal begrenzte Vertiefungen 
(in dickeren Bereichen)
Haltezeit/-druck zu niedrig, Abkühlzeit zu kurz. Bei Heißkanalsystemen ohne Eingusstrichter kann dies auch an einer zu hoch eingestellten Angusstemperatur liegen.
Teilfüllung Ungefüllt/Kurzgießen Unvollständiges Teil Zu wenig Werkstoff, Einspritzgeschwindigkeit oder -druck zu gering.
Schlieren Spritzgrat, Silberstreifen Kreisförmige Muster um den Anguss, die durch heißes Gas erzeugt wurden Feuchtigkeit im Werkstoff, meistens durch unsachgemäß getrocknetes Granulat.
Fadenbildung Fadenziehen Fadenartiger Rückstand aus vorherigem Werkstoffstoß im neuen Stoß Düsentemperatur zu hoch. Anguss ist nicht abgekühlt.
Hohlräume   Leerraum im Teil 
(Lufteinschluss)
Zu wenig Haltedruck (der Haltedruck dient während der Haltzeit zum Auspacken des Teils). Außerdem könnte die Gussform die Registrierung verloren haben (d. h. die beiden Hälften sind nicht ordnungsgemäß zentriert, und die Wände des Teils besitzen keine gleichmäßige Stärke).

Schweißlinien

Bindelinien/Fließnähte Verfärbte Linien, wo zwei Werkstoffflüsse aufeinandertreffen Temperaturen von Gussform/Werkstoff sind zu niedrig eingestellt. (Die Materialflüsse sind zu kalt und können sich daher nicht verbinden.)
Verbiegen Verdrehtes Teil Deformiertes Teil Zu kurze Abkühlzeit, der Werkstoff ist zu heiß, zu geringe Kühlung um die Gussform, falsche Wassertemperaturen (die Teile biegen sich nach innen auf die heiße Seite der Gussform zu).