Was ist für die Stabilität beim Kunststoffspritzguss unerlässlich – grundlegende Konzepte?

PEEK Metall-Einsatzformteil

 

Die Stabilität des Kunststoffspritzgusses hängt maßgeblich von der Größe und Veränderung des Fließwiderstands des Kunststoffs ab. Anders ausgedrückt: Die Oberflächenbeschaffenheit des Kunststoffs während des Spritzvorgangs ist untrennbar mit dem Fließwiderstand verbunden. Im Folgenden werden wir die Zusammenhänge zwischen den Spritzgießbedingungen und dem Fließwiderstand Schritt für Schritt erläutern. Bevor wir uns mit dem Fließwiderstand befassen, betrachten wir drei wichtige Konzepte: die Auswirkungen einer Newtonschen Flüssigkeit, die Kühlung der erstarrten Schicht und den Fließwiderstand auf den Kunststoffspritzguss.

 

1. Newtonsche Flüssigkeit vs. nicht-Newtonsche Flüssigkeit

Ist der Fluss von „Wasser“ derselbe wie der Fluss von „Kunststoff“? Die Antwort lautet: nicht derselbe.
Wasser ist eine Newtonsche Flüssigkeit, während Kunststoff eine nicht-Newtonsche Flüssigkeit ist. Newtonsche Flüssigkeiten erzeugen beim Rühren mit einem Rührstab einen nach unten gerichteten Wirbel. Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten hingegen zeigen einen nach oben gerichteten Effekt. Man unterscheidet zwischen scherverdickenden und scherverdünnenden Flüssigkeiten. Kunststoffe sind scherverdünnende, nicht-Newtonsche Flüssigkeiten; je schneller gerührt wird, desto zähflüssiger wird der Kunststoff und desto dünnflüssiger wird er.

 

2. Abkühlung der erstarrten Schicht

Beim Kunststoffspritzgießen bildet sich beim Kontakt des geschmolzenen, hochtemperierten Kunststoffs mit der relativ kalten Form sofort eine dünne Oberflächenschicht, die sogenannte Erstarrungsschicht. Mit der Zeit wird diese Schicht immer dicker. Dadurch verringert sich der Fließraum für den Kunststoff, und der Fließwiderstand steigt – der Kunststoff lässt sich immer schwieriger weiterbewegen.

 

3. Welchen Einfluss hat der Fließwiderstand auf das Spritzgießen von Kunststoffen?

Damit der Kunststoff in die Form gelangen kann, muss der Spritzdruck größer sein als der Fließwiderstand. Die Höhe des Spritzdrucks hängt wiederum von der Leistung der Spritzgießmaschine ab. Angenommen, der Spritzdruck war ursprünglich auf 80 bar eingestellt, muss aber aufgrund des hohen Fließwiderstands auf den Grenzwert von 140 bar erhöht werden. Dies wirkt sich langfristig negativ auf die Lebensdauer der Form und der Maschine aus.

 

So wie es beim Motorradfahren üblicherweise problemlos funktioniert, wenn man zwei Stunden lang mit 70 km/h fährt, während eine Geschwindigkeit von 120 km/h über denselben Zeitraum den Motor beschädigen kann, verhält es sich auch beim Kunststoffspritzguss: Durch die Reduzierung des Fließwiderstands lassen sich Maschinenprobleme vermeiden und die Produktion verläuft reibungsloser und stabiler.

 

Die Qualität des Kunststoffspritzgusses hängt eng mit dem Fließwiderstand während des Einspritzvorgangs zusammen, und die Gründe für den Anstieg des Fließwiderstands lassen sich in 6 Kategorien einteilen, nämlich:

1. Die Materialtemperatur ist zu niedrig
2. Die Feuerrate ist zu langsam.
3. Die Formtemperatur ist zu niedrig.
4. Das Tor ist zu klein
5. Schlechte Abgasanlage
6. Das Verhältnis von Strömungslänge zu Strömungslänge ist zu groß

 

 

Weiteres Verständnis der wesentlichen Faktoren für die Stabilität beim Kunststoffspritzguss

Dies ist nur ein Teilüberblick über Kunststoffspritzguss. Ist dieses Wissen für Sie geeignet? Sind Sie sich nicht sicher, wie Sie es anwenden können?

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