Defekte beim Spritzgießen: Die umfassendsten Arten und Lösungen

Befürchten Sie, dass Ihnen während der Produktion einige der häufigsten Spritzgussfehler entgehen könnten? Einer der vorteilhaftesten Ansätze für die Herstellung von Bauteilen ist Spritzgießen. Einige Vorteile sind hohe Produktivität, schnelle Produktion, Anpassungsfähigkeit an verschiedene Größen und Formen sowie automatisierte Verfahren. Darüber hinaus sind die Abmessungen von Spritzgussprodukten oft konsistent. Allerdings gefährden mehrere Spritzgussfehler nach wie vor die Produktqualität.

Dieser Artikel beleuchtet die zahlreichen Fehler bei Spritzgussteilen und die Faktoren, die zu ihrem Auftreten beitragen. Außerdem werden zahlreiche Lösungen vorgestellt, mit denen Sie verhindern können, dass diese Spritzgussfehler die Produktqualität beeinträchtigen.

Die häufigsten Spritzgussfehler:

1. Brandspuren:

Einer der häufigsten Spritzgussfehler sind “Brandflecken”. Auf geformten Kunststoffteilen sind Brandflecken schwarze oder rostfarbene Verfärbungen. Brandflecken beeinträchtigen die Integrität des Teils nicht, es sei denn, der Kunststoff ist beschädigt.

Die Ursachen:

Spritzguss-Brandspuren entstehen in der Regel durch eingeschlossene Luft oder Überhitzung des Harzes während der Injektion. Überhitzung wird häufig verursacht durch hohe Einspritzgeschwindigkeit oder Materialerwärmung.

Lösungen:

• Um eine Überhitzung zu vermeiden, senken Sie die Schmelz- und Formtemperaturen.
• Reduzieren Sie die Einspritzgeschwindigkeit, um Luftblasen im Formwerkzeug zu vermeiden.
• Gasventile ausfahren und Tore um eingeschlossene Luft entweichen zu lassen.
• Reduzieren Sie die Formzykluszeit, damit sich Luft und Harz nicht überhitzen.

2. Fließlinien:

Fließlinien auf dünneren Bereichen von Formteilen erscheinen als wellenförmiges Muster, oft in einer anderen Farbe als die Umgebung. Sie können auch als ringförmige Bänder auf der Oberfläche eines Produkts in der Nähe der “Angussstellen” der Form auftreten. Fließmarkierungen beeinträchtigen die Integrität der Komponente nicht. Bei hochwertigen Sonnenbrillen können sie jedoch unansehnlich und störend sein.

Die Ursachen:

Fließlinien entstehen, wenn sich die Abkühlgeschwindigkeit des Materials in der Form verändert. Das Material kann auch aufgrund von Wandstärke, wobei Flusslinien zurückbleiben.

Geschmolzener Kunststoff kühlt während des Einspritzvorgangs schnell ab, und bei zu geringer Geschwindigkeit bilden sich Fließspuren. Während des Füllens der Form härtet das Kunststoffteil aus und wird klebrig, was zu einem Wellenmuster führt.

Lösungen:

• Erhöhen Sie die Einspritzgeschwindigkeit, den Druck und die Temperatur, um die Form vor dem Abkühlen zu füllen (übliche Abhilfe bei Spritzguss-Fließlinien).
• Um die Durchflussrate aufrechtzuerhalten und Strömungslinien zu vermeiden, sollten Rundbögen verwendet werden, bei denen die Wandstärke zunimmt.
• Das Verschieben der Angussstellen verhindert, dass das Material während des Fließvorgangs zu schnell abkühlt.
• Durch die Vergrößerung des Düsendurchmessers wird der Durchfluss erhöht und eine vorzeitige Abkühlung verhindert.

3. Luftporen:

Bei Spritzgussteilen sind Vakuumhohlräume Spritzgussfehler, die auf eingeschlossene Luftblasen zurückzuführen sind. Hohlräume gelten als “kleines” Problem bei der Qualitätskontrolle. Größere oder zahlreichere Hohlräume können das Spritzgussteil schwächen, da sich Luft an Stellen befindet, an denen eigentlich Spritzgussmaterial sein sollte.

Die Ursachen:

Eine häufige Ursache für Hohlräume ist unzureichender Formdruck. Wenn das Material in der Nähe der Formwand zu schnell abkühlt, verfestigt es sich und zieht sich nach außen, was zu einem Hohlraum führt. Hohlräume können entstehen, wenn sich die Dichte des Materials von flüssig zu fest ändert. In Formteilen sind mehr Hohlräume vorhanden. dicker als 6 mm.

Lösungen:

• Um Hohlräume zu vermeiden, erhöhen Sie den Einspritzdruck, um eingeschlossene Luft zu entfernen.
• Um Luftblasen zu reduzieren, verwenden Sie ein Material mit niedriger Viskosität.
• Um eine vorzeitige Abkühlung zu vermeiden, platzieren Sie die Angüsse in der Nähe der dicksten Teile der Form.

4. Verkrümmen:

Wenn spritzgegossene Bauteile ungleichmäßig schrumpfen, kommt es zu Verformungen. Wenn ungleichmäßige Schrumpfung unterschiedliche Bereiche des Formteils belastet, können sich Kunststoff und andere Materialien während des Abkühlungsprozesses verbiegen. Wenn das überbeanspruchte Element abkühlt, verbiegt oder verdreht es sich. Wenn ein Bauteil, das eigentlich flach sein sollte, flach liegt, entsteht eine Lücke.

Die Ursachen:

Spritzgegossener Kunststoff und andere vergleichbare Materialien verziehen sich aufgrund von schnelle Abkühlung. Überhitzung oder geschmolzenes Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit können das Problem verschlimmern. Verformungen können auftreten, wenn die Wandstärke der Form nicht gleichmäßig ist, da die Schrumpfung mit der Wandstärke zunimmt.

Lösungen:

• Stellen Sie sicher, dass das Material langsam genug abkühlt, um ungleichmäßige Spannungen zu vermeiden.
• Reduzieren Sie die Temperatur des Materials oder der Form.
• Erwägen Sie die Verwendung eines nicht schrumpfenden Materials wie partikelfüllte Thermoplaste, die viel weniger schrumpfen als teilkristalline Materialien oder ungefüllte Typen.
• Um die Kühlstabilität zu gewährleisten, gestalten Sie die Form mit einer gleichmäßigen Wandstärke und Teilsymmetrie neu.

5. Einsinkstellen:

Einfallstellen sind kleine Vertiefungen auf der glatten Oberfläche eines Formteils. Wenn die innere Hälfte eines Formteils schrumpft, zieht sie Material von außen nach innen.

Die Ursachen:

Sinkmarkierungen erzeugen das Gegenteil von Vakuumhohlräumen. Das Material kühlt zu langsam ab. in der Nähe der Außenseite des Teils. Durch Schrumpfung wird das äußere Material vor dem Abkühlen nach innen gedrückt, was zu einer Vertiefung führt. Einfallstellen treten ebenso wie Hohlräume häufiger bei dickeren Bauteilen auf.

Lösungen:

• Um das Oberflächenmaterial zu kühlen, erhöhen Sie den Anpressdruck und die Anpressdauer.
• Durch Kühlung wird das Schrumpfen minimiert.
• Dünnere Formwände beschleunigen die Oberflächenkühlung.

6. Strahlverfahren:

Das Spritzen ist ein weiterer häufiger Spritzgussfehler, der durch übermäßigen Einspritzdruck verursacht wird. Geschmolzenes Polymer, das mit hohem Druck durch einen kleinen Anguss eingespritzt wird, spritzt häufig durch den Anguss, anstatt den Formhohlraum allmählich zu füllen. Wenn diese erste Materialschicht an den Formwänden aushärtet, drückt das verbleibende Formmaterial sie zurück und hinterlässt Abdrücke auf dem fertigen Artikel.

Die Ursachen:

Jetting ist eine Verformung des Formteils, die auftritt, wenn ein anfänglicher “Strahl” geschmolzenen Materials erstarrt, bevor das Loch gefüllt ist. Jetting tritt auf dem fertigen Bauteil als wellenförmige Linie auf, in der Regel ausgehend vom Anguss. Sichtbare Strömungen können ein Bauteil schwächen.

Lösungen:

• Reduzieren Sie den Einspritzdruck, um zu verhindern, dass das Material zu schnell in die Formen spritzt.
• Erhöhung der Temperatur des Materials und der Form, um eine vorzeitige Verfestigung des Strahls zu verhindern
• Die Form so gestalten, dass das Material quer statt längs eingespritzt wird.

7. Schweißnähte:

Schweißnähte entstehen, wenn geschmolzenes Material nach dem Spalten in einer Form zusammenfließt. Die haarähnliche Schweißnaht wird verursacht durch schlechte Materialhaftung, wodurch die Festigkeit der Teile verringert wird.

Die Ursachen: 

Die Fronten von Polymeren oder geschmolzenen Materialien, die aufeinanderprallen, müssen eine bestimmte Temperatur beibehalten. Andernfalls verfestigen sie sich teilweise und verbinden sich nicht ausreichend, was zu Schweißnähten führt.

Lösungen:

• Temperaturanstiege verhindern eine teilweise Verfestigung in den Schweißnähten von Formteilen.
• Verzögern Sie die Formkühlung, indem Sie die Einspritzgeschwindigkeit und den Einspritzdruck erhöhen.
• Entfernen Sie alle Schimmelbarrieren.
• Für einen schnelleren Durchfluss und eine geringere Abkühlung verwenden Sie ein Material mit niedrigerem Schmelzpunkt oder geringerer Viskosität. Spritzverfahren

8. DVerfärbung

Ein Formteil ist verfärbt, wenn es die falsche Farbe aufweist. Die Verfärbung beschränkt sich häufig auf einige wenige Streifen auf einem Formteil. Diese Verformung hat keinen Einfluss auf die Festigkeit.

Die Ursachen:

Verfärbungen, als einer der Spritzgussfehler, können verursacht werden durch Pelletreste oder Harz aus einem früheren Produktionszyklus. Weitere Schwierigkeiten sind unter anderem die Schlechte Hitzebeständigkeit des Farbstoffs oder Unsachgemäße Masterbatch-Mischung.

Lösungen:

• Stellen Sie sicher, dass der Trichter, die Düse und die Form zwischen den Produktionsläufen gereinigt werden.
• Verwenden Sie ein Reinigungsmittel, um die Maschine zu reinigen.
• Stellen Sie sicher, dass Sie oder Ihr Lieferant einen zuverlässigen Farbstoff verwenden.
• Mischen Sie das Masterbatch gleichmäßig, um einen einheitlichen Farbton zu erzielen.

9. Kurzer Schuss:

A kurzer Schuss tritt auf, wenn geschmolzenes Material eine Form nicht vollständig ausfüllt. Der unvollständige Formteil kühlt ab. Bei einem Kurzschuss können unvollständige Kunststoffregale oder fehlende Gabelzinken auftreten. Kurzschüsse sind ein erheblicher Fehler, der die Funktion oder das Aussehen des Teils beeinträchtigen kann.

Die Ursachen:

Die meisten Kurzschüsse werden durch Strömungsbeschränkungen aufgrund von engen oder verstopften Angüssen verursacht. Wenn die Substanz zu kalt oder zu dicht ist, kann sie nur manchmal vor dem Abkühlen gefüllt werden. Lufttaschen können den Fluss behindern, und der Einspritzdruck kann minimal sein.

Lösungen:

• Um den Formfluss zu verbessern, verbreitern Sie die Kanäle oder Angüsse.
• Erhöhen Sie die Einspritzgeschwindigkeit, den Druck oder die Dicke des Grundmaterials, um den Fluss zu verbessern.
• Erhöhen Sie die Temperatur der Form, um die Abkühlung des Materials zu verlangsamen.
• Um eingeschlossene Luft abzulassen, fügen Sie Entlüftungsöffnungen hinzu oder verlängern Sie diese.

10. Delamination

Der nächste Spritzgussfehler auf unserer Liste ist die Delamination. Delamination bezeichnet dünne Schichten auf einem Formteil, die sich von der darunterliegenden Substanz ablösen oder abblättern. Delamination ist ein Abblätterungsfehler, ähnlich wie bei Glimmerflocken. Dieser Fehler hat erhebliche Auswirkungen auf die Festigkeit des Bauteils.

Die Ursachen:

Die häufigste Ursache für Delamination ist die Verunreinigung von Harzgranulat oder Grundmaterial. Zwei nicht bindende Materialien lösen sich voneinander. Dies kann auch auftreten, wenn ABS und Polypropylen kombinieren. In einem solchen Szenario ist der Verlust an Materialfestigkeit für sicherheitskritische Teile gefährlich.

Extra-Trennmittel, die zur Extraktion von Komponenten aus der Form verwendet werden, können ebenfalls eine Infektionsquelle darstellen. Delamination kann auch durch unzureichende Trocknung vor der Verwendung verursacht werden.

Lösungen:

• Bei extremer Feuchtigkeit erhöhen Sie die Formtemperatur oder trocknen Sie das Material vor.
• Das Personal sollte Harzgranulat oder Grundmaterial sorgfältig lagern und handhaben, um eine Kontamination zu vermeiden.
• Erwägen Sie, die Einspritzdüse auszutauschen, um ein weniger freisetzendes Mittel zu verwenden.

11. Blitz:

A Blitz ist ein weiterer Spritzgussfehler, bei dem überschüssiges Formmaterial eine dünne Lippe oder einen Vorsprung an der Kante eines Bauteils bildet. Das Material fließt außerhalb der definierten Fließwege in die Werkzeugplatten oder den Einspritzstift. Grate sind in der Regel geringfügig, können jedoch ein erhebliches Problem darstellen, wenn sie sichtbar sind. Das Entgraten von Graten erfolgt häufig im Rahmen der Nachbearbeitung eines Formteils.

Die Ursachen:

Schlecht konstruierte oder beschädigte Formen verursachen Gratbildung. Auch die Formtemperatur oder der Einspritzdruck können zu Gratbildung führen. Wenn die Schließkraft zwischen den Platten unzureichend ist, kann das Material zwischen ihnen hindurchfließen.

Lösungen:

• Umrüstung oder Neukonstruktion, wenn Formplatten nicht passen oder Material austritt.
• Erhöhen Sie die Klemmkraft, um den Materialfluss zu lenken.
• Passen Sie die Formtemperatur, den Einspritzdruck und die Belüftung an, um den Materialfluss zu verbessern.

Schlussfolgerung:

Die oben genannten Fehler sind die häufigsten Fehler beim Spritzgießen. Ihr Auftreten hängt mehr oder weniger mit der Wahl der Materialien oder mit Produktionsproblemen zusammen, die auftreten können. Wenn Sie die für jeden Fehler beschriebenen Präventivmaßnahmen befolgen, können Sie sicherstellen, dass keiner dieser Fehler während der Spritzgießphase auftritt.