Design-Tipps für das Spritzgießen mit Hochtemperatur- oder exotischen Harzen

Eine gleichmäßige Wandstärke im gesamten Teil (wenn möglich) ist wichtig, um dicke Abschnitte zu vermeiden. Die Gestaltung ungleichmäßiger Wände kann zu einer Verformung des Teils führen, wenn das geschmolzene Material abkühlt.

Wenn Abschnitte mit unterschiedlicher Dicke erforderlich sind, sollten die Übergänge so glatt wie möglich sein, damit das Material gleichmäßiger in den Hohlraum fließen kann. Dadurch wird sichergestellt, dass die gesamte Form vollständig gefüllt wird, und die Wahrscheinlichkeit von Defekten wird verringert. Das Abrunden oder Verjüngen von Dickenübergängen minimiert eingeformte Spannungen und Spannungskonzentrationen, die mit abrupten Dickenänderungen verbunden sind.

Die Wahl der richtigen Wandstärke für Ihr Teil kann drastische Auswirkungen auf die Kosten und die Produktionsgeschwindigkeit haben. Die Mindestwandstärke, die verwendet werden kann, hängt von der Größe und Geometrie des Teils, den strukturellen Anforderungen und dem Fließverhalten des Harzes ab. Die Wandstärken eines Spritzgussteils liegen im Allgemeinen zwischen 2 mm und 4 mm (0,080″ - 0,160″). Beim Dünnwandspritzguss können Wandstärken von bis zu 0,5 mm (0,020″) erreicht werden. Arbeiten Sie mit einem erfahrenen Spritzgießer und Konstrukteur zusammen, um sicherzugehen, dass die richtigen Wandstärken für das Design und die Materialauswahl Ihres Teils ausgeführt werden.

Neben den Hauptbereichen eines Teils ist eine gleichmäßige Wandstärke ein entscheidendes Designelement, wenn es um Kanten und Ecken geht. Das Hinzufügen von großzügigen Radien zu abgerundeten Ecken bietet viele Vorteile für die Konstruktion eines Kunststoffteils, einschließlich einer geringeren Spannungskonzentration und einer besseren Fließfähigkeit des Materials. Teile mit großzügigen Radien sind in der Regel auch wirtschaftlicher und einfacher zu produzieren und weisen eine höhere Festigkeit und ein besseres Aussehen auf.

Die meisten Hochtemperaturwerkstoffe und exotischen Materialien sind von Natur aus stark und widerstehen auch den anspruchsvollsten Umgebungen. Eine Möglichkeit, einem Teil zusätzliche Festigkeit zu verleihen, ist das Hinzufügen von "Rippen" zu dem Design. Rippen sind dünne Vorsprünge, die senkrecht von einer Wand oder Ebene abstehen und für zusätzliche Festigkeit sorgen.

Viele Konstrukteure glauben, dass sich die Festigkeit eines Teils erhöht, wenn die Wände dicker werden. In Wirklichkeit können zu dicke Wände aber zu Verzug, Senkung und anderen Defekten führen. Der Vorteil von Rippen ist, dass sie die Festigkeit eines Teils erhöhen, ohne dass die Wandstärke zunimmt. Da weniger Material benötigt wird, können Rippen eine kostengünstige Lösung für zusätzliche Festigkeit sein.

Bei der Konstruktion von Teilen aus Hochtemperatur- und exotischen Werkstoffen sollten die Rippen 50-60 % der Nennwanddicke betragen. Die Rippenhöhe sollte nicht mehr als das Dreifache der Nennwanddicke betragen. Um die Steifigkeit zu erhöhen, sollte die Anzahl der Rippen erhöht werden, anstatt die Höhe zu vergrößern, und der Abstand zwischen den Rippen sollte mindestens das Zweifache der Nennwanddicke betragen.

Die Art und Weise, wie die Merkmale eines Teils in einer Form geformt werden, bestimmt die Art des erforderlichen Verzugs. Merkmale, die durch Sacklöcher oder Taschen gebildet werden (wie die meisten Vorsprünge, Rippen und Pfosten), sollten sich mit zunehmender Ausdehnung in der Form verjüngen. Oberflächen, die durch Schieber geformt werden, benötigen möglicherweise keinen Verzug, wenn sich der Stahl vor dem Auswerfen von der Oberfläche löst. Erwägen Sie die Anbringung von Winkeln oder Verjüngungen an Produktmerkmalen wie Wänden, Rippen, Pfosten und Vorsprüngen, die parallel zur Entformungsrichtung liegen, um das Auswerfen der Teile zu erleichtern.

Weitere Gestaltungsrichtlinien sind:

• Für die meisten Materialien ist ein Entlastungswinkel von mindestens einem halben Grad akzeptabel. Bei hochhitzebeständigen und exotischen Materialien kann ein bis zwei Grad Verzug erforderlich sein. Fügen Sie für jede 0,001 Zoll Texturtiefe ein zusätzliches Grad an Verzug hinzu.
• Zeichnen Sie alle Flächen parallel zur Richtung der Formtrennung.
• Winkelwände und andere Teilemerkmale werden in beiden Werkzeughälften geformt, um das Auswerfen zu erleichtern und eine gleichmäßige Wandstärke zu gewährleisten.

Die Optionen für die Oberflächenveredelung von Kunststoff-Spritzgussteilen hängen vom Design des Teils und der chemischen Zusammensetzung des verwendeten Materials ab. Die Optionen für die Oberflächenbehandlung sollten bereits in einem frühen Stadium des Entwurfsprozesses erörtert werden, da das gewählte Material einen erheblichen Einfluss auf die Art der Oberflächenbehandlung haben kann. Wenn eine glänzende Oberfläche verwendet wird, kann die Materialauswahl besonders wichtig sein.

Höhere Schmelztemperaturen sind für Produkte aus kristallinen Harzen erforderlich, die den Glanz erhöhen und die Rauheit verringern - so entsteht die gewünschte glatte Oberfläche. Bei der Erwägung additiver Verbindungen zur Erzielung einer gewünschten Oberflächengüte und zur Verbesserung der Qualität eines Teils ist die Zusammenarbeit mit einem Spritzgießer, der mit sachkundigen Materialwissenschaftlern zusammenarbeitet, von entscheidender Bedeutung.