Designrichtlinie für Spritzguss

Jack Lüge Experte für CNC-Bearbeitung

Auf etwas spezialisiert sein CNC-Fräsen, CNC-Drehen, 3d Drucken, Urethanguss, und Blechbearbeitung Dienstleistungen.


Um die Qualität des Endprodukts und die Wiederholbarkeit im Spritzgussverfahren zu gewährleisten, müssen wir bei der Spritzgusskonstruktion mehrere Faktoren berücksichtigen. Es gibt bestimmte Designrichtlinien, um den vollen Nutzen daraus zu ziehen Spritzguss.

In diesem Blog skizzieren wir häufige Spritzgussfehler, grundlegende und erweiterte Designrichtlinien und Empfehlungen zur Kostenminimierung.

Häufige Spritzgussfehler

Geschmolzenes Material Strömung und ungleichmäßige Abkühlgeschwindigkeit verursachen die meisten Fehler beim Spritzgießen. Wir listen die Hauptfehler wie folgt auf, die beim Entwerfen von Spritzgussteilen zu beachten sind

  1. Verziehen

Sobald bestimmte Abschnitte schneller abkühlen als andere Abschnitte, führt die Eigenspannung zu einer dauerhaften Biegung des Formteils. Speziell für Teile mit nicht konstanter Wandstärke.

  1. Einfallstellen

Einfallstellen treten auf, sobald sich Teile im Inneren vor ihrer Oberfläche verfestigen, sie zeigen sich als kleine Vertiefung in einer flachen Oberfläche. Dicke Wandteile oder schlecht gestaltete Rippenteile neigen zum Einsinken.

  1. Schleppspuren

Beim Auswerfen rutscht die Form und kratzt an den Wänden der Teile, was zu Schleifspuren führt. Senkrechte Wandteile ohne Formschräge neigen eher zu Schleifspuren.

  1. Linien stricken

Bindenähte entstehen immer dann, wenn 2 aufgeschmolzene Materialien mit haarähnlichen Verfärbungen zusammentreffen. Dies beeinträchtigt die Ästhetik der Teile und verringert die Festigkeit der Teile. Teile mit Löchern oder abrupten Geometrieänderungen sind am anfälligsten für Bindenähte.

  1. Kurze Schüsse

In der Form eingeschlossene Luft behindert den Materialfluss und führt zu unvollständigen Teilen. Teile mit dünnen Wänden oder minderwertig gestalteten Rippen neigen eher zu Kurzschüssen.

Designregeln für Spritzguss

Spritzgießen kann komplexe Geometrien leicht bilden, Einzelteile mit mehreren Funktionen anwenden. Komplexe Teile können mit reproduziert werden kostengünstig Sobald die Form hergestellt ist. Aber jede Anpassung im Werkzeugdesign wird in späteren Entwicklungsstadien sehr teuer. Unsere Richtlinien helfen Ihnen, die häufigsten Spritzgussfehler zu vermeiden.

Konstante Wandstärke

Gleichmäßige Wandstärke und möglichst dicke Schnitte durch Teile vermeiden. Eine ungleichmäßige Wand kann beim Abkühlen zu Verwerfungen führen. Verwenden Sie für unterschiedliche Querschnittsanforderungen einen glatten Übergang als Fase oder Verrundung, um einen gleichmäßigen Materialfluss im Hohlraum zu gewährleisten und die gesamte Form vollständig auszufüllen.

Wandstärken von 1,2 mm bis 3 mm sind für die meisten Kunststoffmaterialien geeignet. Wir fassen die empfohlene Wandstärke für gängige Spritzgussmaterialien zusammen:

Material empfohlene Wandstärke [mm]

Polypropylen (PP) 0,8 – 3,8 mm

ABS 1,2 – 3,5 mm

Polyethylen (PE) 0,8 – 3,0 mm

Polystyrol (PS) 1,0 – 4,0 mm

Polyurethan (PUR) 2,0 – 20,0 mm

Nylon (PA 6) 0,8 – 3,0 mm

Polycarbonat (PC) 1,0 – 4,0 mm

PC/ABS 1,2 – 3,5 mm

POM (Delrin) 0,8 – 3,0 mm

PEEK 1,0 – 3,0 mm Silikon 1,0 – 10,0 mm

Designhinweis:

  1. Gleichmäßige Wandstärke in empfohlenen Werten.
  2. Für Abschnitte, deren Länge das Dreifache der Dicke beträgt, sind glatte Übergangsfase oder Verrundung erforderlich.

Dicke Partien aushöhlen

Dicke Abschnitte führen zu Verzug und Einsinken, begrenzen Sie Ihre Konstruktionsdicke unter den maximal empfohlenen Werten in jedem Abschnitt, Aushöhlen ist der wichtigste Weg. Verwenden Sie außerdem Rippen, um die Festigkeit und Steifigkeit von Hohlprofilen zu verbessern und gleichzeitig die Wandstärke zu reduzieren. Rippen sollten auch Wandstärkenbeschränkungen anwenden, um Einfallstellen zu vermeiden.

Designhinweis:

  1. Hohle dicke Abschnitte und verbessern die Festigkeit und Steifigkeit der Abschnitte durch Rippen.
  2. Die maximale Rippendicke beträgt das 0,5-fache der Wanddicke.
  3. Die maximale Rippenhöhe beträgt das Dreifache der Wandstärke.

Runden Sie alle Kanten ab

Vertikale Merkmale wie Rippen, Vorsprünge und Schnappverschlüsse sollten für einen reibungslosen Materialfluss ebenfalls abgerundet sein. Für Innenkanten muss ein Radius von mindestens 0,5 x Wandstärke verwendet werden. Verwenden Sie für Außenkanten den Radius als Innenradius plus Wandstärke. Dadurch bleibt die Wandstärke an den Ecken konstant, vermeiden Sie scharfe Ecken mit Konzentrationsspannungen, die zu schwachen Teilen führen.

Designhinweis:

  1. Addieren Sie die 0,5-fache Wandstärke an Innenecken hinzu.
  2. An Außenecken 1,5-fache Wandstärke addieren.

Formschrägen hinzufügen

Das Hinzufügen eines Formschrägewinkels zu vertikalen Wänden erleichtert den Teileauswurf. Andernfalls werden aufgrund der hohen Reibung zwischen der Form und den Wänden ohne Formschräge Schleifspuren auf der Teileoberfläche erzeugt. Unser minimaler Formschrägewinkel beträgt 2° Grad, maximal 50° Grad werden für hohe Merkmale verwendet. Wir empfehlen, den Formschrägewinkel alle 25 mm um ein Grad zu erhöhen. Alle diese Regeln sind auch für Rippen notwendig.

Designhinweis:

  1. Fügen Sie allen vertikalen Wänden mindestens 2 Grad Formschräge hinzu.
  2. Erhöhen Sie den Formschrägewinkel alle 25 mm um ein Grad für alle Elemente, die größer als 50 mm sind.
  3. Erhöhen Sie den Formschrägewinkel um zusätzliche 1-2° Grad für Teile mit strukturierter Oberfläche.

Undercut-Lösungen

B. Hinterschnitte wie Gewindezähne oder Schnappgelenkhaken, nicht durch einfache Geradzugform herstellbar. Aus Materialgründen befinden sich Öffnungs- oder Auswurfwege. Wir brauchen also einige Ideen, um mit Unterschnitten umzugehen.

Absperrungen

Abschlüsse sind nützlich, um Hinterschnitte an Innenbereichen für Schnappverbindungen oder an Seiten für Löcher und Griffe zu behandeln. Entfernen Sie im Wesentlichen Materialien im Bereich unter dem Hinterschnitt und beseitigen Sie dieses Problem.

Trennlinie

Am einfachsten ist es, die Trennlinie so zu verschieben, dass sie sich mit Hinterschneidungsmerkmalen schneidet. Es ist für Hinterschneidungen an der Außenfläche geeignet, außerdem müssen wir die Formschrägen entsprechend anpassen.

Abisolieren von Hinterschneidungen (Bumpoffs)

Das Abisolieren von Hinterschnitten wird für flexible Teile verwendet, die sich beim Auswurfprozess über Formen verformen. Wie Flaschenverschlüsse mit Gewinde. Es hat strenge Nutzungsbedingungen:

  1. Der Abisolierhinterschnitt muss von Versteifungselementen wie Ecken oder Rippen ferngehalten werden.
  2. Das Formteil muss sich flexibel verformen lassen und Raum zum Ausdehnen haben.
  3. Striping Undercut benötigt einen Führungswinkel von 30° bis 45°.
  4. Verzichten Sie auf faserverstärkten Kunststoff.

Gewindebefestigungen

Normalerweise fügen wir Gewindebefestigungen auf zwei Arten hinzu, fügen Bosse an Teilen hinzu und fügen Einfädeleinsätze hinzu.

Bosse

Vorsprünge sind übliche Merkmale für Befestigungs- oder Montagepunkte im Spritzgussverfahren. Sie kombinieren zylindrische zylindrische Vorsprünge mit Löchern, die zur Aufnahme von Schrauben, Gewindeeinsätzen oder anderen Befestigungsteilen dienen.

Wenn Vorsprünge als Befestigungspunkte verwendet werden, sollte der Außendurchmesser des Vorsprungs das Zweifache des Nenndurchmessers der Schraube oder des Einsatzes und der Innendurchmesser gleich dem Durchmesser der Schraube oder des Einsatzes sein. Die Tiefe des Bossenlochs sollte sich für eine gleichmäßige Wandstärke bis zur Grundwandebene erstrecken. Anfasung wird für Schraube oder Einsatz hinzugefügt, um das Einsetzen zu erleichtern.

Designhinweis:

  1. Vermeiden Sie Bosse, die in Hauptmauern verschmelzen.
  2. Unterstützen Sie Bossen mit Rippen oder verbinden Sie Bossen mit Hauptwänden.
  3. Der Außendurchmesser der Vorsprünge entspricht dem 2-fachen der Nenngröße des Einsatzes.

Fäden

Kunststoffspritzgussteile können mit Metallgewindeeinsätzen versehen werden, die dauerhafte Löcher für Maschinenschrauben bieten. Die Einsätze werden durch thermische, Ultraschall- oder In-Mold-Einfügungsmethoden mit vielen Montage- und Demontagezyklen installiert.

Designhinweis

  1. Vermeiden Sie das Hinzufügen von Gewinden direkt an Teilen.
  2. Fügen Sie 0,8 mm Relief an den Gewindekanten hinzu.
  3. Verwenden Sie Gewinde mit einer Steigung von mehr als 0,8 mm.
  4. Trapez- oder Sägezahngewinde verwenden.
  5. Platzieren Sie Außengewinde entlang der Trennlinie.

Rippen

Rippen werden immer dann verwendet, um die Steifigkeit von Formteilen zu verbessern, wenn die empfohlene maximale Wandstärke die funktionalen Anforderungen nicht erfüllen kann.

Designhinweis:

  1. Die Rippendicke beträgt das 0,5-fache der Hauptwanddicke.
  2. Die Rippenhöhe ist kleiner als das Dreifache der Rippendicke.
  3. Der Basisrundungsradius sollte größer als 1/4 der Rippendicke sein.
  4. Fügen Sie mindestens 0,25°-0,5° Raftwinkel hinzu.
  5. Der Abstand zwischen Rippen und Wänden sollte mindestens das Vierfache der Rippendicke betragen.

Schnappverbindungen

Die Schnappverbindung ist eine einfache und wirtschaftliche Art der Teileverbindung ohne Werkzeuge oder Befestigungselemente. Es gibt verschiedene mögliche Gestaltungen der Schnappverbindung. Seine Durchbiegung ist abhängig von seiner Länge und Breite zulässiger Kraft.

Designhinweis:

  1. Fügen Sie einen Formschrägewinkel an einer vertikalen Wand in Schnappverbindungen hinzu.
  2. Die Dicke der Schnappverbindungen sollte mindestens das 0,5-fache der Wanddicke betragen.
  3. Durchbiegung und zulässige Kraft durch Breiten- und Längenverstellung kontrollieren.

Buchstaben und Symbole

Text kann für Etiketten, Logos, Warnungen, Anweisungen und Diagramme verwendet werden. Aufgrund der CNC-Bearbeitung für den Formenbau ist es wirtschaftlicher, geprägten Text als gravierten Text hinzuzufügen. Das Anheben des Textes um 0,5 mm über der Teileoberfläche erleichtert das Lesen der Buchstaben. Wir empfehlen einen fetten, abgerundeten Schriftstil, eine gleichmäßige Strichstärke, eine Größe von 20 Punkt oder größer.

Designhinweis:

  1. Geprägter Text statt gravierter Text.
  2. Einheitliche Dicke und Mindestschriftgröße von 20 Punkt.
  3. Text senkrecht zur Trennlinie ausrichten.
  4. Texthöhe oder -tiefe größer als 0,5 mm.