Spritzgießen ist ein weit verbreitetes Herstellungsverfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen in verschiedenen Branchen. Allerdings ist es, wie jedes andere Herstellungsverfahren auch, anfällig für Fehler, zu denen auch der Fehlschuss zählt. Ein kurzer Schuss bezieht sich auf eine unvollständige Füllung des Formhohlraums, was zu einem Teil mit fehlenden Abschnitten oder einer insgesamt kleineren Größe als beabsichtigt führt.
Dieser Artikel befasst sich mit den Ursachen von Kurzschüssen beim Spritzgießen und bietet praktische Lösungen zur Abhilfe Spritzgussfehler.
Was ist ein Kurzschuss?
Unter „Short Shot“ versteht man die unvollständige Füllung des Formhohlraums (bzw. die teilweise Füllung im Fall von Formen mit mehreren Kavitäten) durch die Polymerschmelze, was zu einer unvollständigen Produktstruktur führt. Sie tritt häufig in dünnwandigen Bereichen von Produkten mit ungleichmäßiger Wandstärke oder am Ende des Materialflusses auf.
Wie entstehen Short-Shot-Defekte?
Der Short-Shot-Fehler tritt typischerweise während des Spritzgießprozesses auf, wenn entweder das voreingestellte Einspritzvolumen der Schmelze nicht ausreicht oder der Formfüllwiderstand den Einspritzdruck übersteigt.
Die Entstehung von Kurzschussdefekten kann verschiedene Ursachen haben. Hier sind einige häufige Gründe:
- Unzureichender Einspritzdruck
- Zu langsame Einspritzgeschwindigkeit
- Niedrige Formtemperatur
- Probleme mit dem Kunststoffmaterial
- Probleme beim Formdesign
Ursachen für Short-Shot-Spritzguss
Oben haben wir kurz die Ursachen von Kurzschussdefekten dargelegt, aber keine Sorge. Durch das Verständnis der Gründe und ihres Auftretens ist es einfacher, Materialengpässe beim Spritzgießen rechtzeitig zu verhindern oder zu beheben.
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Schlechtes Formdesign
Komplexe Formgeometrien, scharfe Ecken oder dünne Abschnitte können es für den Kunststoff schwierig machen, gleichmäßig zu fließen und den Formhohlraum vollständig auszufüllen. Für diese Vorkommnisse gibt es mehrere Hauptgründe:
1.Formtemperatur zu niedrig
Wenn die Formtemperatur zu niedrig ist, führt dies zu einer schlechten Fließfähigkeit der Schmelze, was dazu führt, dass der geschmolzene Kunststoff vorzeitig erstarrt, bevor er die Kavität vollständig ausfüllt, was zu einem kurzen Schuss führt.
Wenn niedrigere Einspritztemperaturen erforderlich sind, um eine Materialzersetzung zu verhindern, können Maßnahmen ergriffen werden, wie z. B. eine Erhöhung der Temperatur im vorderen Teil des Zylinders oder eine Erhöhung der Einspritzgeschwindigkeit, um die Abkühlzeit des Polymers zu verkürzen.
2. Unsachgemäßes Design des Kaltschneckenschachts
Am Ende jedes Angusskanals und Angusskanals sollte ein Kaltschacht vorhanden sein. Die Abmessungen des Kaltschlackenschachts müssen angemessen sein und es dürfen sich stromaufwärts keine Hindernisse (z. B. Auswerferstifte) befinden, um die Wirksamkeit beim Auffangen kalter Schlacken sicherzustellen. Andernfalls kann es sein, dass nicht erfasste, flussabwärts fließende Kaltschnecken möglicherweise das Tor oder die kleinen Läufer blockieren, was zu einem Fehlschuss führen kann.
3.Tor zu klein
Wenn der Angusskanal, der Anguss oder der Anschnitt zu klein sind, erhöht sich der Strömungswiderstand. Wenn der Einspritzdruck nicht ausreicht, verlangsamt sich die Vorwärtsbewegung der Schmelzfront zunehmend. Dies kann zu einem kurzen Schuss aufgrund einer vorzeitigen Erstarrung der Schmelzfront führen, bevor die Kavität vollständig gefüllt ist.
4. Falsche Torposition
Eine falsche Anschnittposition kann zu übermäßig langen Strömungslängen und einem erhöhten Strömungswiderstand führen. Wenn der Einspritzdruck nicht ausreicht, verlangsamt sich die Vorwärtsbewegung der Schmelzfront zunehmend. Dies kann zu einem Kurzschuss aufgrund einer vorzeitigen Erstarrung der Schmelzfront führen, bevor die Kavität vollständig gefüllt ist.
5. Unzureichende Entlüftung
Eine schlechte Entlüftung führt dazu, dass eine erhebliche Menge Gas im Formhohlraum eingeschlossen bleibt. Dieses eingeschlossene Gas erfährt durch den Materialfluss eine Kompression, wodurch ein erheblicher Druck entsteht. Wenn dieser Druck den Einspritzdruck übersteigt, wird das Einfüllen der Schmelze behindert, was zum Auftreten von Kurzschussphänomenen führt.
Falscher Einspritzdruck
Ein zu niedriger Nenn-Einspritzdruck kann dazu führen, dass Einspritzdrücke nahe oder über 85 % des Nenn-Einspritzdrucks der Spritzgießmaschine erforderlich sind. Umgekehrt könnte ein zu hoher Druck zu anderen Defekten führen, wie z Blitz or Verziehen.
Temperaturprobleme
Beim Einspritzvorgang kommt die Düse direkt mit der Form in Kontakt. Da die Formtemperatur im Allgemeinen niedriger ist als die Düsentemperatur und zwischen ihnen ein erheblicher Temperaturunterschied besteht, führt ein häufiger Kontakt zwischen beiden dazu, dass die Temperatur der Düse sinkt. Dies führt zum Erstarren der Schmelze an der Düse, ein Phänomen, das auch als „Cold Slug“ bezeichnet wird.
Falsche Einspritzgeschwindigkeit
Eine zu langsame Einspritzgeschwindigkeit, eine unzureichende Scherung der Schmelze und eine längere Abkühlzeit während des Fließvorgangs führen zu einem schnellen Anstieg der Viskosität und einem übermäßigen Fließdruckverlust.
Unsachgemäßes Design der Teilestruktur
Wenn die Proportionen des Teils in Bezug auf die Gesamtabmessungen nicht übereinstimmen (z. B. ein unverhältnismäßiges Verhältnis von Dicke zu Länge) oder wenn das Teil eine komplexe Form und eine große Formfläche aufweist, kann die Schmelze in den dünnwandigen Abschnitten auf Strömungswiderstand stoßen des Kunststoffteils, was zum Auftreten von Kurzschussphänomenen führt.
So beheben Sie Short-Shot-Spritzguss
Sobald Sie die Ursachen von Fehlschüssen beim Spritzgießen verstanden haben, können Sie mit der Fehlerbehebung beginnen. Nachfolgend finden Sie Methoden zur Korrektur von Fehlschüssen beim Spritzgießen.
Entlüftung
Prüfen Sie, ob der Kaltschwallschacht sinnvoll eingerichtet bzw. positioniert ist. Bei Formen mit tiefen Hohlräumen sollten Entlüftungsnuten oder Entlüftungslöcher in den Bereichen angebracht werden, in denen kurze Schüsse auftreten. Entlüftungsnuten können auf der Trennfläche der Form geöffnet werden, mit einer Tiefe im Allgemeinen von 0.02 bis 0.04 mm und einer Breite von 5 bis 10 mm, während Entlüftungslöcher an der endgültigen Füllstelle der Kavität angebracht werden sollten.
Bei Polymeren mit hoher Flüchtigkeit oder hohem Wassergehalt sollten flüchtige Bestandteile vor dem Spritzgießen entfernt oder getrocknet werden.
Durch die Änderung der Prozessparameter des Formsystems kann auch eine schlechte Entlüftung verbessert werden. Beispielsweise können Maßnahmen wie eine Erhöhung der Werkzeugtemperatur, eine Verringerung der Einspritzgeschwindigkeit, eine Verringerung der Schließkraft und eine Vergrößerung des Werkzeugspielraums ergriffen werden.
Formtemperatur erhöhen
Erhöhen der Formtemperatur (durch Reduzierung der Abkühlrate oder Erhitzen der Form). Die Formtemperatur kann zunächst anhand der empfohlenen Werte des Materiallieferanten eingestellt werden. Anpassungen können in Schritten von 6°C vorgenommen werden, wobei 10 Schüsse eingespritzt werden. Nachdem stabile Formbedingungen erreicht sind, können basierend auf den Ergebnissen weitere Anpassungen vorgenommen werden.
Bleibt die Werkzeugtemperatur konstant niedrig, sollten Änderungen an der Auslegung des Kühlsystems in Betracht gezogen werden.
Teiledesign
Bei der Gestaltung von Form und Struktur eines Teils sollte auf das Verhältnis zwischen der Dicke des Teils und der maximalen Fließlänge der Schmelze beim Füllen geachtet werden.
Das Verhältnis der maximalen Fließlänge der Schmelze zur Teiledicke beim Füllen:
| Kategorie „Harz“. | Ultimative Fließlänge/-dicke |
|---|---|
| LDPE | 280:1 |
| PA | 150:1 |
| POM | 145:1 |
| PMMA | 130:1 |
| PP | 250:1 |
| PVC | 100:1 |
| PC | 90:1 |
| HKPE | 230:1 |
| PS | 200:1 |
| ABS | 190:1 |
Bitte beachten Sie, dass die Dicke des Teils in der Regel 1 bis 3 mm beträgt, bei großen Teilen 3 bis 6 mm. Typischerweise sind Teiledicken von mehr als 8 mm oder weniger als 0.5 mm für das Spritzgießen ungünstig.
Optimieren Sie Einspritzdruck und -geschwindigkeit
Der Einspritzdruck kann erhöht werden, indem die Vorwärtsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens verlangsamt und die Einspritzzeit entsprechend verlängert wird. Wenn der Einspritzdruck nicht weiter erhöht werden kann, kann auch die Schmelzetemperatur entsprechend erhöht werden (sofern es nicht zu einer Materialzersetzung kommt), um die Viskosität der Schmelze zu verringern.
Durch die Wahl der geeigneten Nachdruckzeit (in der Regel auf 30 bis 120 Sekunden geregelt, bei dickwandigen Teilen besteht die Möglichkeit, sie zu erhöhen) können Kurzschussphänomene verhindert werden.
Auswahl der passenden Spritzgießmaschine
Bei der Auswahl der Ausrüstung muss die Einspritzkapazität der Spritzgießmaschine größer sein als das Gesamtgewicht des Kunststoffteils und des Angusses, und das Gesamteinspritzgewicht sollte 85 % der Plastifizierungskapazität der Spritzgießmaschine nicht überschreiten.
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Fazit
Kurzschüsse beim Spritzgießen können ein frustrierender Fehler sein, aber durch das Verständnis der Ursachen und die Implementierung geeigneter Lösungen können Hersteller ihr Auftreten deutlich reduzieren.
FAQ
Ein kurzer Schuss bezieht sich auf einen Fehler im Formprozess, bei dem ein Kunststoffspritzgussteil unvollständig ist, weil der geschmolzene Kunststoff nicht ausreichend in den gesamten Formhohlraum gefüllt ist. Dies führt dazu, dass einem Teil des Teils das gewünschte Kunststoffmaterial fehlt, z. B. einer fehlenden Zinke an einer Kunststoffgabel.
Ein kurzer Schuss beim Spritzgießen kann aus verschiedenen Gründen auftreten, vor allem weil der geschmolzene Kunststoff nicht den gesamten Formhohlraum vollständig ausfüllt, was zu unvollständigen Bauteilen mit Bereichen ohne Kunststoffmaterial führt.
Stichwort: Leitfaden zum Spritzgießen
Dieser Artikel wurde von Ingenieuren des BOYI TECHNOLOGY-Teams verfasst. Fuquan Chen ist ein professioneller Ingenieur und technischer Experte mit 20 Jahren Erfahrung im Rapid Prototyping sowie in der Herstellung von Metallteilen und Kunststoffteilen.
