Beim SpritzgießenWenn die Einspritzgeschwindigkeit der Schmelze am Anguss zu hoch ist, entsteht auf der Oberfläche des Kunststoffteils (vor dem Seitenanguss) ein schlangenförmiges Muster. Das Bildungsprinzip ist in Abbildung 3-48 dargestellt, spezifische Produkte sind in den Abbildungen 3-49 dargestellt.
Schlangenartige Muster treten oft auf, wenn die Form einen Seitenanschnitt verwendet. Wenn geschmolzener Kunststoff mit hoher Geschwindigkeit durch enge Bereiche wie Düsen, Kanäle und Anschnitte fließt, gelangt er plötzlich in einen relativ breiten, offenen Bereich. Das geschmolzene Material schlängelt sich dann wie eine Schlange entlang der Fließrichtung und kühlt bei Kontakt mit der Formoberfläche schnell ab, wie in Abbildung 3-51 dargestellt. Da dieser Materialanteil nicht effektiv mit dem später in die Kavität eindringenden Harz verschmelzen kann, bilden sich auffällige Muster auf dem Produkt. Unter bestimmten Bedingungen tritt die Schmelze zunächst mit einer relativ niedrigen Temperatur aus der Düse aus. Vor dem Kontakt mit der Hohlraumoberfläche wird die Schmelzviskosität sehr hoch, was zu einer schlangenartigen Strömung führt. Während die heißere Schmelze weiter in die Kavität eindringt, wird die ursprüngliche Schmelze tiefer in die Form gedrückt und hinterlässt das oben erwähnte schlangenartige Muster.
Abbildung 3-51 Durch Moldflow-Simulation generiertes Schlangenmuster
Die Ursachen und Lösungen für Serpentinenmuster auf Kunststoffteilen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
| Ursprüngliche Analyse (häufige Fehler) | Lösungs-/Reparaturmethode |
|---|---|
| ① Die Düsenposition ist falsch (direkt gegenüber der Temperaturkontrollsonde) | ① Düsenposition ändern (zur Seite verschieben) |
| ② Die Materialtemperatur ist zu hoch | ② Reduzieren Sie die Einstellung der Fasstemperatur |
| ③ Die Einspritzgeschwindigkeit ist zu hoch (in der Nähe des Angussbereichs) | ③ Reduzieren Sie die Einspritzgeschwindigkeit (insbesondere in der Nähe des Angusses). |
| ④ Die Torgröße ist zu klein oder ungleichmäßig (Seitentor) | ④ Tor vergrößern oder auf Mitteltor umstellen (bzw. Tornähe zum Dickwandbereich optimieren) |
| ⑤ Schlechte Fließfähigkeit des Kunststoffs (FPI zu hoch) | ⑤ Verwenden Sie Kunststoff mit besserer Fließfähigkeit |
Tigerstreifen und Lösungen
Unter Tigerhautmuster versteht man einen Tigerhaut-ähnlichen Defekt auf großen Kunststoffteilen. Man findet es häufig auf Armaturenbrettern, Stoßstangen, Türverkleidungen und anderen großflächigen Kunststoffteilen mit langen Fließwegen. Es ist auch als Tigerhautflecken bekannt, wie in Abbildung 3-53 dargestellt.
Polymermaterialien sind viskoelastisch; Sie schrumpfen unter Druck und dehnen sich aus, um bei Nachlassen des Drucks wieder ihr ursprüngliches Volumen anzunehmen. Wenn die Polymerschmelze durch eine Düse extrudiert wird, ist die Querschnittsfläche des Extrudats größer als die Querschnittsfläche des Düsenaustritts.
Dieses Phänomen wird als Würfelexpansion bezeichnet. Er wurde erstmals 1893 vom amerikanischen Biologen Barus beobachtet, daher der Name „Barus-Effekt“.
Wenn die Kunststoffschmelze beim Spritzgießen durch einen kleinen Anguss strömt, stößt sie am Anguss auf erheblichen Widerstand, was zu einer erheblichen Volumenschrumpfung im Angusskanal führt. Sobald es den Anschnitt passiert, dehnt es sich sofort aus, was zu einem Expansionssprung entlang der Schmelzflussfront führt, der sich als Tigerhautmuster manifestiert.
Tigerfellmuster auf dem Kunststoffteil (Abbildung 3-53)
Wenn das Teil während des Schmelzflusses dünn, der Hohlraumabstand klein und die Formtemperatur niedrig ist, kann die Struktur des Teils ebenfalls zu Fließschwierigkeiten oder einem übermäßig langen Fließweg führen, was zu einem erhöhten Widerstand an der Schmelzfront führt. Dies führt zu einer erheblichen Verlangsamung oder Stagnation des Schmelzflusses, was zu einem schlechten Glanzbild im gefüllten Bereich führt. Da jedoch weiterhin heißere Schmelze vom Anguss nachströmt, absorbiert und speichert das Gummisystem Energie. Wenn die Energie ein bestimmtes Niveau erreicht, überwindet sie den Widerstand an der Schmelzfront, wodurch sich die Schmelze schnell ausdehnt und nach vorne springt. Der neu gespachtelte Bereich erhält dann einen besseren Glanz.
Je mehr Gummielastomer im Kunststoff enthalten ist, desto wahrscheinlicher tritt dieses Phänomen auf. Materialien mit geringer Zähigkeit weisen selten Tigerstreifenmuster auf. Beispielsweise zeigen verstärkte Materialien, nicht-gehärtetes Nylon und PBT beim Formen selten Tigerstreifenmuster, während ABS-, HIPS- und PP-Materialien mit zugesetztem EPDM, POE oder anderen Gummikomponenten sehr anfällig für Tigerstreifenfehler sind.
Abbildung 3-54 zeigt ein schematisches Diagramm, das den Entstehungsmechanismus von Tigerstreifen veranschaulicht.
Das Eliminieren oder Reduzieren des Tigerhautmusters erfordert hauptsächlich die Bewältigung des Formprozesses, wie z. B. die Erhöhung der Materialtemperatur, die Erhöhung der Formtemperatur und die Reduzierung der Einspritzrate.