Spritzgussformen richtig konstruieren

Entwerfen Sie Ihr Model eigenständig mit unserem Designleitfaden

Im Folgenden präsentieren wir Informationen, mit denen jeder Designer mit grundlegenden Kenntnissen im CAD-Design in der Lage sein wird, ein Model korrekt zu entwerfen, das als Grundlage für die Herstellung eines Spritzgussformteils dient.

Eine gutes CAD-Design ermöglicht erhebliche Zeitersparnis und reduziert Missverständnisse erheblich.

Der Design-Leitfaden ist in Abschnitte unterteilt. Bei der Erstellung des Leitfadens haben wir versucht, die wichtigsten Aspekte des Teiledesigns kurz zusammenzufassen.

Designleitfaden für Spritzgussformen

Die Wandstärke eines Spritzgussteils hängt von folgenden Faktoren ab:

  • Form, Größe und Verwendungszweck des gewünschten Produkts sowie gewünschte Festigkeitseigenschaften und andere Eigenschaften des Endprodukts,
  • Herstellungskosten (Materialverbrauch, Kühlzeit),
  • Formkonstruktion, insbesondere die Länge des Fließwegs, die Art der Materialzuführung, Ausstoßmethode usw.,
  • Fließfähigkeit des verarbeiteten Materials

All diese Faktoren erschweren die Bereitstellung einer universellen Formel zur Berechnung der Wandstärke. Durchschnittlich liegen die Wandstärken von Spritzgussteilen zwischen 0,7 und 2,5 mm. Diese Einschränkungen ergeben sich in der Regel aus technologischen Gründen.

Wichtig:

Es gilt die allgemeine Regel, eine möglichst gleichmäßige Wandstärke des Spritzgussteils zu gewährleisten, um Hinterschneidungen, Einsenkungen und innere Spannungen zu vermeiden. Dies gilt insbesondere für teilweise kristalline Kunststoffe (POM, PP, PE usw.).

In den meisten Fällen ist für das Herausnehmen des Formteils aus der Form eine Abschrägung der seitlichen Wände in Richtung der Entfernung sowie der Matrize, des Stempels und eventuell der formenden Segmente notwendig. Dank dieser Schräge, entsteht schon nach einer geringen Verschiebung des Formteils gegenüber dem formgebenden Element ein Freiraum und es verringert sich die Gefahr des Abriebes, Formverlustes oder Zerstörung des Formteils.

Auf den untenstehenden Bildern wurden zwei Arten der Umsetzung der Form vorgestellt. Links richtig ausgeführte Form, mit perfekt sichtbaren Schrägen und rechts ohne Schrägen, was in der Praxis oft die Entfernung des Formteils erschwert.

Das Bild links – der Formteil aus der Form mit den Schrägen lässt sich schnell und problemlos aus der Form entfernen.

Das Bild rechts – der Formteil aus der Form ohne Schrägen keilt sich in der Form fest und macht eine korrekte Entfernung aus der Form unmöglich, was die Oberfläche des Formteils beschädigt; darüber hinaus besteht die Möglichkeit seiner Deformation.

Wichtig:

Die Größe der Schrägen hängt von der Glätte der Oberfläche des Formteils ab. Bei leicht matten Oberflächen (Ra = 0,8 μm) beträgt der kleinste Winkel der Schräge der Seitenwand 2°. Für eine mittlere raue Oberfläche (Ra = 1,25 . μm) beträgt die Schräge 3°30'. Bei stark matten Oberflächen (Ra = 2,5 μm) kann die Schräge nicht kleiner sein als 5°.

Wir empfehlen die Verwendung möglichst großer Schrägen zur Vermeidung potenzieller Probleme mit der Entfernung der Formteile und mit der Qualität der Oberfläche.

Bei der Gestaltung von Bauteilen empfehlen wir, das Vermeiden von Hinterschneidungen, Vorsprüngen und seitlichen Öffnungen, da diese die Verwendung komplexerer Formen mit beweglichen Segmenten oder herausnehmbaren Einsätzen erforderlich machen. Hinterschneidungen stellen oft ein technologisches Problem dar, da sie die Spritzgießzeit und den gesamten Formherstellungsprozess verlängern. Oft ist es notwendig, Hinterschneidungen erst nach der Herstellung des Teils anzufertigen. Dies ist eine völlig normale und weit verbreitete Praxis, insbesondere bei kleineren Serien (< 1000-3000 Stück).
Um Hinterschneidungen bereits bei der Produktion einzufügen werden sogenannte Schieber verwendet. Allerdings ist diese Anwendung kostenintensiver.


Bild 1. Hinterschneidungen.

Bild 2. Technisch notwenige Hinterschneidungen, benötigen einen Schieber

Rippen sind eine sehr gute Methode, um die Wände von Spritzgussteilen zu verstärken und zu stabilisieren. Sie werden häufig in Elektronikgehäusen, größeren Behältern usw. eingesetzt. Es ist erwähnenswert, dass erst bei einer Rippenhöhe, die dem Fünffachen ihrer Dicke entspricht, eine deutliche Steigerung der Steifigkeit des Bauteils gibt. Die Dicke der Rippen sollte nicht mehr als 1,3-mal die Dicke der Wand betragen, da sonst Oberflächenfehler in Form von Einsenkungen auftreten können.

Wichtig:

Bei Rippen mit derselben Dicke wie die Wand treten keine Spannungen oder Verformungen auf. Wir empfehlen, Rippen mit einer Dicke zu entwerfen, die nicht größer ist als die Dicke der Bauteilwände.

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