Herstellung von Türgriffen für den Automobilinnenraum durch ein Zweifarben-Spritzgießverfahren

Kfz-Türgriffe haben sowohl eine funktionale als auch eine ästhetische Funktion, was eine einzigartige Herausforderung für jeden Hersteller darstellt. Während des Formprozesses ist der Hersteller nicht nur darauf bedacht, die Maßgenauigkeit zu erreichen, sondern auch die gewünschte makellose Oberflächenbeschaffenheit zu liefern.

Die Hersteller von Kfz-Türinnengriffen müssen bei Problemen wie Schweißnähten, Poren und kalten Materialspuren besonders sorgfältig vorgehen. Diese Fehler können die mechanische Festigkeit und das Aussehen des Teils beeinträchtigen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Herstellung von Innentürgriffen ist die Auswahl des Materials. Die Wahl des Materials wirkt sich auf den Formgebungsprozess, die Funktionalität und die Oberflächenbeschaffenheit aus. Polyamid hat beispielsweise eine hohe mechanische Festigkeit, aber schlechte Galvanisierungseigenschaften und ist sehr feuchtigkeitsabsorbierend. Daher muss es möglicherweise mit anderen Materialien gemischt werden, um die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit und Festigkeit zu erreichen.

Was die Funktionalität betrifft, so müssen Türgriffe für Kraftfahrzeuge so präzise geformt sein, dass sie nahtlos in die Türverkleidung oder das Gehäuse passen und mit anderen internen Mechanismen zusammenarbeiten. Außerdem müssen sie wiederholtem Gebrauch standhalten, selbst unter extremen Bedingungen wie Frost.

Wichtige Überlegungen zur Herstellung von Innentürgriffen

Die wohl wichtigsten Überlegungen, die jeder Hersteller beim Spritzgießen von Türgriffen anstellen muss, sind Sicherheit und die Einhaltung von Vorschriften. Das Design muss einen schnellen und einfachen Notausstieg ermöglichen und den strengen Sicherheitsstandards entsprechen. Weitere wichtige Überlegungen bei der Gestaltung oder dem Spritzgießen eines Autoinnengriffs sind:

• Das Design muss ohne scharfe Kanten auskommen und für verschiedene Nutzer bequem sein
• Das ausgewählte Material sollte schwer entflammbar und leicht sein und die gewünschten Oberflächeneigenschaften aufweisen.
• Die Produktion hoher Stückzahlen kann Hochdruck-Spritzguss erfordern, der eine präzise Formgestaltung voraussetzt.
• Die sekundäre Endbearbeitung kann Pulverbeschichten, Galvanisieren oder Polieren umfassen, um die Qualitätsstandards der Marke für die Innenausstattung zu erfüllen.
• Nachhaltigkeit und die Einhaltung von Umweltvorschriften, insbesondere bei der Produktion von EV-Türgriffen, sollten im Mittelpunkt der Designphilosophie stehen.

Kundenanforderung

Der Kunde wandte sich an First Mold für die Herstellung von Türgriffgehäusen für den Automobilinnenraum mit einem detaillierten Entwurf, in dem die Anforderungen an Aussehen und Funktionalität festgelegt waren. Der Türgriff hatte eine einzigartige Form und Präzision, die erfüllt werden musste, damit er fest im Gehäuse sitzt und mit allen anderen Mechanismen funktioniert.

Bevor er sich an First Mold wandte, hatte der Kunde mit einer anderen Fabrik zusammengearbeitet, bei der er mehrere Defizite in Bezug auf seine Hauptanforderungen an das Erscheinungsbild feststellte, darunter auch mehrere optische Mängel. Nach Ansicht des Kunden war die unzureichende Kommunikation seitens des Formenbauers der Knackpunkt.

Die Unfähigkeit des vorherigen Formenbauers, das Aussehen und die Effizienz der Türgriffe für die Automobilindustrie zu erfüllen, die ständige Notwendigkeit, die Maschine einzustellen, was zu längeren Ausfallzeiten führte, und der Mangel an angemessener Kommunikation führten zur abrupten Beendigung der Partnerschaft. Der Kunde suchte daraufhin verzweifelt nach einem zuverlässigen Lieferanten, der die Lücke füllen würde.

Bedenken und Herausforderungen

Zu den Hauptanliegen des Kunden gehörte die Fähigkeit von First Mold, das gewünschte Produktaussehen (insbesondere die Freiheit von Formfehlern) und die Produkteffizienz zu erreichen. Außerdem wollte er die schwierige Erfahrung vermeiden, die Maschine häufig einstellen zu müssen, was zu Produktionsunterbrechungen führte.

Um eine Wiederholung der früheren Erfahrungen zu vermeiden, bat der Vertreter des Kunden um eine Besichtigung des Werks und der Einrichtungen von First Mold, um sich von der Produktionskapazität und dem Know-how des Unternehmens zu überzeugen. Im Anschluss an die Besichtigung äußerte sich der Vertreter durchweg positiv und besprach die Einzelheiten des Projekts.

Die vorläufige Diagnose von First Mold nach Erhalt der problematischen Muster und Zeichnungen des vorherigen Lieferanten ergab Folgendes:

• Die CMM-Messung ergab, dass die Rundheit der Montagebohrungen die gewünschte Toleranz um 0,03 mm überschritt.
• Die Demontage eines verzogenen Teils bestätigte eine unzureichende Präzision der Formausrichtung (>0,02 mm).
• Bei der Untersuchung der Fließspuren auf dem weichen Material wurde eine unangemessene Konstruktion des Anschnitts festgestellt.

Lösung

Nach eingehender Prüfung der drei Probleme, die bei der vorläufigen Diagnose der defekten Kfz-Innentürgriffe festgestellt wurden, schlug First Mold drei Lösungen vor, um die Probleme zu lösen und die Erwartungen des Kunden zu übertreffen. Der Kunde stand in ständigem Kontakt mit dem Kundendienstteam von First Mold und wurde bei jedem Schritt zur Lösung der Probleme unterstützt.

1. Umfassendes Schimmel-Upgrade

First Mold begann mit der Herstellung einer kundenspezifischen, hochpräzisen Zweischussform. Die kundenspezifische Form verfügte über eine doppelte Positionierung der Führungsstifte und einen fächerförmigen Anschnitt aus weichem Material. Diese Modifikationen reduzierten die Präzision der Rotationsausrichtung der Form auf 0,01 mm.

Der harte Materialhohlraum wurde einer Nitrierbehandlung unterzogen, die seine Verschleißfestigkeit verdreifachte. Diese Änderungen waren notwendig, um die Bildung von Graten während der Massenproduktion zu verhindern. First Mold erstellte die kundenspezifische, hochpräzise Zweischussform für den Kfz-Innentürgriff in den nachfolgend beschriebenen Schritten.

• Entwurf der benutzerdefinierten zweischaligen Form mit firmeneigener CAD-Software: Während dieses Prozesses führten die Ingenieure von First Mold auch Fließanalysen durch, um die vom Kunden geforderten Toleranzen von 0,01 mm zu erreichen.
• Schimmelpilzbildung: Das Werkzeug wurde mit zwei Kavitätensätzen gebaut, um das sequentielle Einspritzen zu ermöglichen. First Mold fügte technische Merkmale hinzu, darunter ein Schiebesystem, um das erste Spritzteil in die zweite Kavität zu bewegen.
• Fertigstellung: Um den hohen Präzisionsgrad und die erforderliche Oberflächengüte zu erreichen, wurde der Formhohlraum einer Nachbearbeitung unterzogen. CNC-Bearbeitungslösung. In dieser Phase prüfte das Qualitätskontrollteam auch die kundenspezifische Zweifarben-Spritzgießmaschine für die Automobilindustrie auf perfekte Ausrichtung, um Grate zu vermeiden.

2. Prozess-Lock-in

Die Materialverarbeitung und der zeitliche Abstand zwischen der Injektion der beiden unterschiedlichen Materialien sind für eine ordnungsgemäße Verklebung äußerst wichtig. Wird das weiche Material zu früh injiziert, besteht die Gefahr, dass die Integrität des harten Materials zerstört wird, während eine zu späte Injektion zu einer unzureichenden Verbindung zwischen den beiden Materialien führt.

Für dieses Projekt entschied sich der Kunde für Polypropylen (PP), das mit 10%-Glasfasern (GF) verstärkt wurde. Die Mischung von PP mit 10% GF verbessert die Steifigkeit, Zugfestigkeit, Schlagzähigkeit, Wärmebeständigkeit und Dimensionsstabilität im Vergleich zu reinem PP. Nachfolgend sind die Prozessänderungen aufgeführt, die First Mold vorgenommen hat, um die besten Ergebnisse bei der Herstellung von Innentürgriffen zu erzielen.

Materialtrocknung

Durch strenge Tests hat First Mold die Durchsetzung der Materialtrocknung bei 80 °C für drei 3 Stunden durchgesetzt. Die Trocknung des Kunststoffs vor dem Spritzgießen ist entscheidend für die Verhinderung des Abbaus des Polymers. Beim Erhitzen reagiert die Feuchtigkeit mit dem Kunststoff und bricht die Polymerketten auf. Spreizungen, Schlieren und Blasen sind häufige Fehler, die auf das Vorhandensein von Feuchtigkeit im Kunststoffpolymer zurückzuführen sind. Dies kann zu schwachen, spröden Teilen mit einem unschönen Aussehen führen. Eine ordnungsgemäße Trocknung ist unerlässlich, damit der Kunststoff seine mechanischen Eigenschaften beibehält, eine angemessene Stabilität gewährleistet und der Abfall durch Materialversagen verringert wird.

Segmentierte Temperaturregelung

Für das Türgriff-Spritzgießen implementierte First Mold eine segmentierte Temperaturregelung für das Einspritzen von thermoplastischem Polyolefin (TPO) (Zylinder 190 °C und Düse 200 °C). Diese Technik ist wichtig, um die Zykluszeiten zu verkürzen, die Teilequalität zu maximieren und das Risiko von Verzug zu verringern. Mehrere Heizzonen sorgen dafür, dass gute Fließeigenschaften erreicht werden, ohne das Material zu beschädigen. Diese segmentierte Temperaturregelung trägt der Tatsache Rechnung, dass sich verschiedene Formbereiche für Kfz-Türgriffteile unterschiedlich schnell erwärmen und abkühlen.

Durchführung der Kühlperiode

First Mold hat auch eine 18-sekündige Abkühlungszeit für das harte Material vor der Injektion des weichen Materials festgelegt, um die Mikroverschmelzung an der Schnittstelle zu gewährleisten. Die Restwärme und der hohe Druck der zweiten Injektion zwingen die Polymerketten der beiden Materialien, an der Schnittstelle miteinander zu verschmelzen, wodurch eine starke, integrierte Verbindung entsteht. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer zweiten Montage. Ein weiterer wichtiger Vorteil des Zweifarben-Spritzgießens im Automobilbereich besteht darin, dass bei der Montage keine Bindemittel verwendet werden müssen, die das Gewicht des Teils erhöhen können.

3. Doppelte Inspektion

First Mold führte eine 5000K-Standardbeleuchtungsinspektion in der Fertigungslinie für Innentürgriffe ein, wobei sowohl visuelle Geräte als auch manuelle Kontrollen auf optische Mängel eingesetzt wurden. Diese Strategie verbesserte indirekt die Effizienz und verringerte die Wahrscheinlichkeit, dass Fehler übersehen werden.

Die Technik bezieht sich auf die Verwendung einer Lichtquelle mit einer Farbtemperatur von 5000 Kelvin, einer Beleuchtungsart, die das natürliche Tageslicht zur Mittagszeit nachahmt. Eine 5000K-Standardbeleuchtung ist ein Industriestandard für die Qualitätskontrolle, da sie eine hohe Klarheit, Helligkeit und genaue Farbwiedergabe bietet, die für die Erkennung kleiner Fehler in Kunststoffteilen erforderlich ist.

Eine 5000K-Beleuchtungsumgebung fördert auch die Aufmerksamkeit der Mitarbeiter. Mit dieser Implementierung half First Mold dem Kunden, die Überanstrengung und Ermüdung der Augen seiner Mitarbeiter zu verringern - ein Zustand, der bei langwierigen, detailorientierten Inspektionsaufgaben häufig auftritt. Nachfolgend finden Sie weitere Möglichkeiten, wie First Mold den Kunden mit Inspektionsrichtlinien für das Spritzgießen von Türgriffen für die Automobilindustrie unterstützt hat.

• Batch-Probenahme: First Mold führte für die Festigkeitsprüfungen Chargenstichproben durch (mit mindestens 10 Stück), wobei für das weiche Material vor der Freigabe eine Anforderung von ≥5N/25mm galt. Das Verfahren verwendete eine AQL-Tabelle (Acceptable Quality Limit), um eine statistisch signifikante Stichprobengröße und Akzeptanzkriterien zu bestimmen.

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