8 häufige Spritzgießfehler und wie man sie vermeidet

Einführung

Wenn es um die effiziente Massenproduktion von identischen Teilen geht, Spritzgießen ist die bevorzugte Methode. Sie können schnell und kostengünstig Hunderttausende von Teilen produzieren. Dabei ist jedoch zu beachten, dass bei diesem Verfahren viel mehr Raum für teure Fehler besteht. Scheinbar kleine Fehler in den frühen Phasen der Spritzgussformherstellung können zu erheblichen Mängeln führen.

Sie beeinträchtigen nicht nur die Qualität des Endprodukts, sondern können auch den gesamten Spritzgießprozess stören und letztlich die Geschwindigkeit und Effizienz der Anlage verringern. Und das ist noch nicht alles: Diese Fehler können zu mehr Ausschuss und Nacharbeit führen. Dadurch steigen die Produktionszeit und die Gesamtkosten. Aber wollen Sie wissen, was Defekte verursacht? Hierfür kann es mehrere Gründe geben.

Dieser Artikel ist ein wichtiger Leitfaden zum Verständnis der häufigsten Mängel, ihrer Ursachen und Lösungen. Er wird Ingenieuren und Betreibern sicherlich dabei helfen, einen proaktiven Ansatz zur Risikominderung zu verfolgen. Außerdem hilft er ihnen bei der Verringerung solcher Mängel.

Häufige Fehler beim Spritzgießen

Grundsätzlich erfordert das Spritzgießen erhebliche technische Kenntnisse. Es gibt verschiedene Arten von Fehlern, die aus unterschiedlichen Gründen auftreten können. Bei Fehlern im Herstellungsprozess des Spritzgießens, wie z. B. falschen Prozessparametern, Problemen mit den Werkzeugen oder schlechtem Design, treten Defekte an den Formen auf. Außerdem entstehen manche Fehler durch Probleme mit dem Materialfluss und der Kühlung.

Hier sind einige häufige Spritzgießfehler, die wie folgt sind:

Durchfluss-Linien

Fließlinien sind sichtbare Schlieren oder Wellenlinien auf der Oberfläche des Werkstücks. Sie erscheinen als Bereiche mit einer etwas anderen Farbe oder einem etwas anderen Glanz als der angrenzende Bereich.

Fließlinien entstehen, wenn geschmolzener Kunststoff mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fließt oder in der Kavität unterschiedlich schnell abkühlt. Dies geschieht häufig in der Nähe von Anschnitten, plötzlichen Änderungen der Wandstärke, scharfen Ecken oder Fließhindernissen.

Brandflecken

Brandflecken treten meist am Ende von Fließwegen, Entlüftungsöffnungen oder dünnen Abschnitten von Kunststoffformteilen auf. Sie erscheinen schwärzlich oder rostfarben. Sie beeinträchtigen jedoch nicht die Integrität des Teils, es sei denn, es ist so stark verbrannt, dass es sich zersetzt.

Wenn Druckluft und andere Gase während des Spritzgießprozesses im Harz eingeschlossen werden oder sich überhitzen, entstehen diese Brandflecken. Andere Ursachen sind eine zu hohe Schmelzetemperatur oder die Geschwindigkeit des Spritzgießprozesses, die zu einer Überhitzung führen.

Sinkende Markierungen

In den meisten Fällen brauchen dicke Abschnitte von spritzgegossenen Teilen länger zum Abkühlen. Dies kann dazu führen, dass sich dieser Abschnitt des Teils von der Innenseite her zusammendrückt oder schrumpft, und die Außenhaut kann dem Zug nicht standhalten. Aus diesem Grund sieht man leichte Vertiefungen, kleine Aussparungen oder Dellen auf der Außenfläche der Form. Diese werden als Einfallstellen bezeichnet. Diese Defekte treten in der Regel an dicken Abschnitten, Rippen, Vorsprüngen und um Schraubenpfosten herum auf. Sie beeinträchtigen die Festigkeit des Teils.

Einfallstellen sehen zwar genauso aus wie Vakuumhohlräume, ihre Wirkung und Auswirkung sind jedoch umgekehrt wie bei Einfallstellen. Anstatt die Außenflächen des Formteils schnell abzukühlen, kühlen diese Abschnitte langsamer ab, was zu Vertiefungen führt.

Schweißnähte

Schweißnähte erscheinen oft als dünne, haarähnliche Linien oder schwache Nähte auf der Formoberfläche. Sie treten häufig dort auf, wo zwei Ströme geschmolzenen Harzes bei ihrer Bewegung durch die Geometrie aufeinandertreffen. Dieser Fehler tritt in der Regel bei einem Teil mit einem Loch auf.

Bei falscher Temperatureinstellung füllt das geschmolzene Material die Form um das Loch herum und der Bereich, in dem sich die beiden Ströme treffen, erscheint als Schweißnaht. Dies liegt daran, dass das Material aufgrund eines Temperaturunterschieds zwischen den beiden geformten Fronten nicht richtig verschmilzt, was zu einer teilweisen Erstarrung führt. Diese Defekte werden auch als "Stricklinien" bezeichnet. Sie beeinträchtigen die Gesamtfestigkeit und Geometrie des Teils und machen es schwächer und weniger haltbar.

Wasserstrahlen

Die verschnörkelten Linien, die auf der Oberfläche des fertigen Teils erscheinen, sind in der Regel als Spritzfehler bekannt. Diese Defekte resultieren ebenfalls aus einer teilweisen Erstarrung und beginnen oft unmittelbar hinter dem Anschnittbereich.
Dies geschieht, wenn der anfängliche "Strahl" oder schmale Strom des Formmaterials in den offenen Raum schießt und schnell erstarrt, so dass der gesamte Hohlraum nicht ordnungsgemäß gefüllt ist. Es entsteht ein schlangenartiges, welliges Bewegungsmuster, das die Festigkeit des Teils verringert. 
Die Hauptursache für diesen Fehler ist der zu hohe Einspritzdruck. Wenn das geschmolzene Material mit hohem Druck durch den winzigen Anschnitt eingespritzt wird, spritzt es oft, anstatt die gesamte Kavität zu füllen. Dann beginnt es schnell abzukühlen, was zu Spritzfehlern führt. Der gefrorene "Strang" wird dann von der späteren Schmelze überdeckt.

Kurzer Schuss

Kurzschlüsse sind Fehler, die durch eine unvollständige Füllung des Hohlraums entstehen. Die Hauptursache für diese Fehler ist eine ungenaue oder schlecht gewartete Werkzeugkonstruktion.

Wenn enge oder verstopfte Anschnitte den Durchfluss behindern, kann das geschmolzene Material bestimmte Bereiche nicht erreichen, was zu kurzen Schüssen führt. Andere Gründe sind ein unzureichender Einspritzdruck, eine eingeschlossene Lufttasche, eine niedrige Einspritzgeschwindigkeit oder ein zu geringes Schussvolumen. Die fertigen Teile sind unvollständig und unbrauchbar, mit fehlenden Abschnitten oder abgerundeten, ungeformten Kanten.

Verziehen

Unter Verzug versteht man die Verformung oder Verdrehung des Teils nach dem Auswerfen. Das fertige Teil entspricht nicht der vorgesehenen Form und lässt sich möglicherweise nicht richtig zusammensetzen. Der Verzug wird in der Regel durch ungleichmäßige Schrumpfung während der Abkühlung verursacht. Verschiedene Bereiche kühlen ab und schrumpfen unterschiedlich schnell, was zu inneren Spannungen führt, die das Teil verbiegen.

Blasen/Voids

Blasen und Hohlräume sind Gaseinschlüsse im Inneren des Teils oder direkt unter der Oberfläche. Sie können als klare Blasen, weiße Flecken oder innere Löcher erscheinen, die nach dem Schneiden des Teils sichtbar sind. Dabei handelt es sich um geringfügige Fehler, die das spritzgegossene Teil nicht wesentlich beeinträchtigen. Größere Hohlräume und Lufteinschlüsse hingegen haben erhebliche Auswirkungen, da sie die Struktur des Teils schwächen.

Sie können sich bilden, wenn Luft oder flüchtige Stoffe eingeschlossen sind und beim Befüllen nicht entweichen können. Sie treten auch auf, wenn die Oberfläche frühzeitig gefriert und das innere Material schrumpft, so dass innere Hohlräume anstelle von Oberflächensenkungen entstehen.

Wie vermeidet man Defekte beim Spritzgießen?

Durchfluss-Linien

Um die Fließlinien zu reduzieren, gibt es einige Lösungen:

• Halten Sie die Wandstärke gleichmäßig und vermeiden Sie abrupte Dickenänderungen.
• Verwenden Sie glattere Fließwege und abgerundete Ecken, und platzieren Sie Tore, um den Fluss direkt und ausgeglichen zu halten.
• Zu den Prozessverbesserungen gehören eine höhere Schmelzetemperatur, eine höhere Werkzeugtemperatur sowie eine höhere Einspritzgeschwindigkeit und ein höherer Druck. Diese Änderungen tragen dazu bei, dass die Schmelze länger flüssig bleibt und die Kavität mit einem gleichmäßigeren Fluss füllt.

Brandflecken

Hier sind einige Lösungen, um Brandflecken zu vermeiden:

• Die Entlüftung sollte am Ende des dünnen Abschnitts oder der Kerne verbessert werden.
• Damit die Gase und die Luft leicht entweichen können, senken Sie die Einspritzgeschwindigkeit und den Druck.
• Um eine Überhitzung während des Spritzgießens zu vermeiden, halten Sie eine niedrigere Temperatur ein.
• Verkürzung der Zykluszeiten, um eine Überhitzung der Gase zu vermeiden. 

Sinkende Markierungen

Dies sind einige Umsetzungen, die Betreiber befolgen können, um Einfallstore zu vermeiden:

• Ein gutes Teiledesign ist der erste Schutz gegen Einfallstellen. Konstrukteure können die Wandstärke und die Dicke der Spritzgießrippen im Verhältnis zur Hauptwand reduzieren. Versuchen Sie bei der Gesamtkonstruktion, die Dicke von massiven Abschnitten zu reduzieren.
• Einfallstellen zeigen an, dass das Teil mehr Zeit zum Abkühlen benötigt. Um sicherzustellen, dass das Teil richtig abgekühlt ist, muss der Bediener die Kühlung erhöhen.
• Eine Senkung der Temperatur bei gleichzeitiger Erhöhung des Nachdrucks kann eine effektive Abkühlung des Teils ermöglichen.

Schweißlinien

Gängige Methoden zur Vermeidung von Schweißnähten sind:

• Aus konstruktiver Sicht sollten Sie unnötige Hindernisse im Strömungsweg vermeiden oder Rippen und Löcher so umgestalten, dass sie leichter umströmt werden können.
• Verschiedene Polymere haben unterschiedliche Schmelzpunkte. Wählen Sie daher Harze mit niedrigerer Viskosität und niedrigerem Schmelzpunkt, um sicherzustellen, dass sie richtig verschmelzen und Schweißnähte vermieden werden.
• Eine Erhöhung der Temperatur des geschmolzenen Materials kann dazu beitragen, eine partielle Erstarrung zu verhindern.
• Durch Erhöhung der Einspritzgeschwindigkeit und des Drucks kann der Abkühlungsprozess verkürzt werden.

Wasserstrahlen

Zur Vermeidung von Strahlfehlern sind hier einige gängige Vorgehensweisen aufgeführt:

• Übermäßiger Druck ist die Hauptursache, die eine Verringerung des Einspritzdrucks von geschmolzenem Kunststoff durch die engen Anschnitte erforderlich macht. Dadurch wird ein allmähliches Füllen vermieden.
• Erhöhen Sie auch die Größe des Gates, um die Geschwindigkeit des Strahls zu verlangsamen.
• Was das Design der Anschnitte betrifft, so sollten Sie einen Anschnitt verwenden, der den Fluss an einer Wand entlang leitet, wie z. B. einen Kantenanschnitt, und nicht einen geraden Durchschnitt in ein offenes Volumen.
• Verwenden Sie Kunststoffe mit niedriger Viskosität, um ein Abspritzen zu vermeiden.
• Erhöhen Sie die Temperatur des geschmolzenen Materials und der Form, um eine teilweise Erstarrung zu vermeiden. 

Kurze Schüsse

Es gibt einige Möglichkeiten, kurze Aufnahmen zu korrigieren:

• Erhöhen Sie den Einspritzdruck und die Einspritzgeschwindigkeit innerhalb sicherer Grenzen.
• Prüfen Sie, ob die Schussgröße angemessen ist und ob die Schnecke vor der Injektion vollständig zurückkehrt.
• Die Erhöhung der Schmelzetemperatur verringert die Viskosität und verbessert das Fließen in dünne oder weit entfernte Bereiche.
• Eine bessere Entlüftung und größere oder besser platzierte Anschnitte tragen ebenfalls dazu bei, dass das Material alle Teile des Hohlraums erreicht.

Verpackung

Hier sind einige Möglichkeiten zur Verringerung des Verzugs:

• Bei der Konstruktion ist auf eine einheitliche Wandstärke und eine ausgewogene Geometrie zu achten.
• Vermeiden Sie große ebene Flächen ohne Rippen oder Stützen, und vermeiden Sie plötzliche Dickenänderungen.
• Zu den Prozessmaßnahmen gehören die Optimierung der Kühlzeit, die Verwendung einer gleichmäßigen Formtemperatur und eine ausgewogene Anordnung der Kühlkanäle.
• Ein geringerer Packungsdruck und eine veränderte Anschnittposition können ebenfalls Eigenspannungen reduzieren, die zu Verformungen führen.

Blasen/Leerräume

Wenden Sie diese Techniken an, um Blasen/Leerräume zu kontrollieren:

Wenn der Fehler auf eingeschlossene Luft zurückzuführen ist:

• Verbessern Sie die Entlüftung und verringern Sie die Einspritzgeschwindigkeit, damit die Luft entweichen kann.
• Trocknen Sie hygroskopische Materialien richtig, um Feuchtigkeit zu entfernen, die sich in Dampf verwandelt.
• Um Defekte wie innere Hohlräume durch Schrumpfung zu vermeiden:
• Erhöhen Sie den Packdruck und die Packzeit, damit der Kern des Abschnitts vollständig gepackt ist.
• Verwenden Sie die richtige Wandstärke und Rippenkonstruktion und sorgen Sie für eine ausreichende Kühlung, um eine gleichmäßigere Schrumpfung zu erreichen.

Schlussfolgerung

Jetzt, da Sie die Spritzgießfehler, ihre Ursachen und Lösungen kennen, können Hersteller und Betreiber einen proaktiven Ansatz verfolgen, um sie durch vorbeugende Maßnahmen zu vermeiden. Wenn man das Erscheinungsbild, die Ursache und die grundlegenden Abhilfemaßnahmen jedes Fehlers kennt, kann man die Formkonstruktion, die Parametereinstellung und die Materialauswahl verbessern. Es ist immer besser, von vornherein das richtige Spritzgießwerkzeug für den Gießprozess zu entwerfen, als kostspielige Maßnahmen zu ergreifen. Ein zuverlässiger und erfahrener Spritzgießpartner kann das alles für Sie tun. Von stabilen Spritzgießwerkzeugen über die richtige Materialauswahl bis hin zur Entwicklung neuer Produkte und dem Prototyping, MoldPartner kann eine maßgeschneiderte Lösung für Ihr Unternehmen anbieten. So, Kontaktieren Sie uns jetzt!