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Was ist eine Kunststoff-Spritzgussform? Ein Leitfaden für Neueinsteiger und Designer

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Fertige Spritzgussformen

In unserem letzten Artikel haben wir uns eingehend mit dem Thema 'Was ist Spritzgießen?'. Aus Platzgründen haben wir uns nicht auf Spritzgussformen konzentriert. Wir wissen, dass Spritzgießen und Kunststoffspritzgussformen untrennbar miteinander verbunden sind. In diesem Artikel wird die Frage "Was ist eine Kunststoff-Spritzgießform?" umfassend entschlüsselt und mit wertvollen Informationen angereichert. Er ist ideal für Einsteiger, Konstrukteure und Branchenkollegen.

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Fertige Spritzgussformen werden in der Formenbauwerkstatt ordentlich aufgestellt
Fertige Spritzgussformen werden in der Formenbauwerkstatt ordentlich aufgestellt

Was ist eine Kunststoff-Spritzgussform?

Definition der Kunststoffspritzgussform

Kunststoff-Spritzgussformen sind Werkzeuge, die für das Spritzgießen verwendet werden, ein Verfahren, das bei der Herstellung von industriellen Kunststoffprodukten eingesetzt wird. Wir haben bereits über das Spritzgießen gesprochen, ein Verfahren, bei dem Kunststoff (wie z. B. Kunststoffgranulat oder -fasern) in einen geschmolzenen Zustand gebracht wird. Dieser geschmolzene Kunststoff wird dann mit einer Spritzgießmaschine in Formen gespritzt. Nach dem Abkühlen verfestigt sich das Material in der gewünschten Form und Größe. Vereinfacht gesagt, werden bei diesem Verfahren feste Materialien zu einer Flüssigkeit geschmolzen, in eine feste Form gegeben und gewartet, bis sie abkühlen und erstarren, bevor sie entnommen werden.

Die große Mehrheit der Produkte, die eine Massenproduktion erfordern (nicht nur Kunststoffartikel), wird mit Hilfe von Gussformen hergestellt. Die Anfänge der industriellen Entwicklung begannen mit der Herstellung von Formen, weshalb Formen oft als die "Mutter der Industrie" bezeichnet werden!

Kavität und Kern in einer von Firstmold hergestellten Spritzgussform
Kavität und Kern in einer von Firstmold hergestellten Spritzgussform

Bedeutung von Spritzgießwerkzeugen in Fertigungsprozessen

Die Bedeutung von Schimmelpilzen darf nicht unterschätzt werden.

Erstens steigern Formen sowohl die Produktivität als auch die Produktqualität erheblich. Im Vergleich zur manuellen Fertigung können Formen Rohmaterialien schnell und präzise zu Teilen oder Produkten mit bestimmten Formen verarbeiten. Gleichzeitig können Formen die Produktionslinien sowohl horizontal als auch vertikal erweitern und so die Produktivität steigern.

Zweitens spielt der Formenbau eine entscheidende Rolle bei automatisierten und intelligenten Produktionsprozessen. Durch den Formenbau können die Produktionskosten effektiv gesenkt, die Produktionseffizienz gesteigert und der Produktionsprozess vollständig automatisiert werden.

Herstellung von Kopfhörern durch Spritzgießen
Herstellung von Kopfhörern durch Spritzgießen

Spritzgießen und Spritzgießmaschinen

Wir haben bereits erwähnt, dass für die Massenproduktion von Kunststoffprodukten mit Hilfe von Formen die Unterstützung von Spritzgießmaschinen erforderlich ist. Für diejenigen, die damit nicht vertraut sind, können Sie eine Spritzgießmaschine einfach als ein Werkzeug betrachten, das Kunststoffrohstoffe in die Form spritzt. Das Zusammenspiel von Form und Spritzgießmaschine bezeichnen wir als Spritzgießverfahren.

Wenn Sie mehr über Spritzgießmaschinen erfahren möchten, klicken Sie bitte auf "Spritzgießmaschinen", um weitere Informationen über sie zu erhalten.

Grundlagen der Kunststoff-Spritzgussform

Arten von Spritzgießwerkzeugen

Als wir über das Spritzgießen sprachen, stellten wir fest, dass das, was oft als "Spritzgießen" bezeichnet wird, in den meisten Fällen eigentlich "Kunststoffspritzgießen" ist. Der Begriff "Kunststoff" wird im Gespräch häufig weggelassen, aber in Wirklichkeit umfasst das Spritzgießen verschiedene Arten. Das Kunststoffspritzgießen ist nur eine dieser Arten.

Die Beziehung zwischen "Kunststoffspritzgussform" und "Spritzgussform" ist ähnlich. In diesem Artikel konzentrieren wir uns hauptsächlich auf Themen im Zusammenhang mit "Kunststoff-Spritzgussform".

Bevor wir uns mit der Struktur von Formen befassen, ist es wichtig, die Arten von Spritzgussformen zu verstehen. Spritzgießwerkzeuge lassen sich anhand verschiedener Kriterien in verschiedene Kategorien einteilen.

Nach Produktmaterial:

Spritzgussformen für Kunststoff: Standard-Spritzgießformen, über die wir in diesem Artikel sprechen.

Spritzgussformen für Metall: Wird für das Druckgussverfahren verwendet, mit dem Metallprodukte wie Aluminium und Zink hergestellt werden können.

Spritzgussformen für Silikon: Für Produkte aus Silikonkautschuk. Dieser Typ wird häufig in der Medizin und in Küchengeräten verwendet.

Nach Formmaterial

Aluminium-Formen: Leicht, kostengünstig und schneller in der Herstellung. Es hat eine kürzere Lebensdauer und ist ideal für die Produktion kleiner bis mittlerer Stückzahlen.

Stahlformen: Äußerst haltbar und verschleißfest, geeignet für die Großserienproduktion. Stahlformen können teurer sein.

Beryllium-Kupfer-Formen: Often used in areas of the mold requiring rapid heat removal or in inserts to improve cooling rates. Beryllium copper is the most expensive.

Nach Produktionsvolumen:

Prototyp-Formen: Auch bekannt als Rapid Tooling

Formen für die Produktion: Auch bekannt als Produktionswerkzeuge. Sie sind für die Massenproduktion bestimmt.

Nach Läufersystem:

Heißkanal-Werkzeuge: Formen, die eine Heizvorrichtung verwenden, um das Erstarren der Schmelze im Anguss zu verhindern.

Nach Anzahl der Hohlräume

Einzelne Kavität: Produziert ein Teil pro Zyklus, dies hängt von der Konstruktion der Form ab.

Mehrfache Kavität: Produziert mehrere Teile pro Zyklus. Wie bei Einzelkavitätenwerkzeugen sind sie häufiger anzutreffen und hängen von der Werkzeugkonstruktion ab.

Nach dem Kernmechanismus:

Zwei-Platten-Form: Einfache Struktur und leichte Wartung.

Drei-Platten-Form: Mit zwei Trennebenen, die komplexere Teile mit mehreren Anschnitten ermöglichen.

Nach besonderen Merkmalen:

Familie Schimmelpilze: Produziert eine Reihe von verschiedenen Teilen im selben Zyklus, typischerweise für kleine Teile, die im Endprodukt zusammengefügt werden.

Einsatzform: Ermöglicht die Einarbeitung von Metallteilen in Kunststoffteile.

Overmold: Hierbei wird Kunststoff über ein bereits geformtes Teil gegossen, was für die Herstellung von Produkten aus mehreren Materialien wie Zahnbürsten mit einem weichen Griff nützlich ist.

Zwei-Schuss-Schimmel: Dabei handelt es sich um eine spezielle Art von Overmold, bei der ebenfalls Kunststoffprodukte aus verschiedenen Materialien in einem einzigen Zyklus hergestellt werden.

Eine Zwei-Platten-Form
Eine Zwei-Platten-Form
A Produktionswerkzeuge
A Produktionswerkzeuge

Aufbau von Spritzgießwerkzeugen

Das Spritzgießsystem besteht aus mehreren kritischen Komponenten, die alle eine wichtige Rolle im Gießprozess spielen. Hier geben wir einen Überblick über die grundlegende Struktur einer Form und betonen ihre Komplexität. Später werden wir die Funktionen, den Aufbau und die Überlegungen zu den einzelnen Werkzeugkomponenten im Detail vorstellen. Für fortgeschrittenes Wissen über Formen können interessierte Leser die Seite "Spritzgussformen Komponenten" Navigationsseite. Lassen Sie uns nun kurz auf die grundlegenden Elemente einer Form eingehen:

System der Formgebung

Die Formteile bilden den Formhohlraum und umfassen Einsätze, Formkerne und Seitenkerne.

Gating-System

Das Anschnittsystem ist ein Übergangsweg, der geschmolzenen Kunststoff von der Düse der Spritzgießmaschine zum geschlossenen Formhohlraum führt. Es umfasst den Hauptkanal, Unterkanäle, Anschnitte und Kaltkanalschächte. Neben Kaltkanalsystemen werden auch Heißkanalsysteme eingesetzt.

Temperaturkontrollsystem

Dieses System hält die Temperatur der Form in einem optimalen Bereich, der sowohl Kühl- als auch Heizaspekte umfasst, wobei die Kühlung häufiger vorkommt. Es umfasst Kühlwasserkanäle, Kühlbrunnen und Berylliumkupferkühlung mit Wasser, Öl, Berylliumkupfer und Luft als Steuermedien.

Auswurf- und Rückführsystem

Es wird auch als Entformungs- oder Auswerfersystem bezeichnet und gewährleistet die sichere und beschädigungsfreie Entnahme des Kunststoffteils aus der Form.

Leitsystem

Zu diesem System gehören Führungsteile. Die Führungsteile bestehen hauptsächlich aus Führungsstiften und -buchsen für den Formhohlraum und den Formkern sowie aus Führungsschlitzen für Schieber. Die Positionierung umfasst Verriegelungsblöcke und konische Positionierungsstrukturen.

Dia-System

Bei Kunststoffteilen mit seitlichen Vorsprüngen oder Löchern müssen die Schieber (oder Einsätze) vor dem Auswerfen gezogen werden. Dieser Mechanismus umfasst Schieberwinkelstifte, Schieber, T-Nuten, Hydraulikzylinder und Federpositionsteile.

Entlüftungssystem

Das Entlüftungssystem treibt die Luft aus dem Formhohlraum, wenn das geschmolzene Material ihn füllt, und lässt während der Öffnung der Form Luft hinein, um ein Vakuum zu verhindern. Die Entlüftung kann durch Entlüftungsöffnungen in der Trennfuge, Nuten, Einsätze, Stangen, Entlüftungsstifte usw. erfolgen.

Arbeitsablauf bei der Herstellung von Spritzgussformen

Videos you often see of mold processing typically showcase techniques like CNC machining, EDM (Electrical Discharge Machining), and wire cutting. However, the real work involves many meticulous steps before and after these processes. Only through these steps can we ensure that the molds won’t exhibit any injection molding flaws during their final use.

Normalerweise durchläuft ein Formenbauunternehmen diese Schritte vom Erhalt eines Formenbauauftrags bis zur Auslieferung des fertigen Produkts:

SchrittBeschreibung
1Erhalt von Formaufträgen und Zeichnungen
2Überprüfung des Designs auf Herstellbarkeit (DFM)
3Genehmigung des DFM durch den Kunden
4Überprüfung der Formgestaltung
5Zustimmung des Kunden zur Formgestaltung
6Bestellung von Formmaterialien auf der Grundlage des Formdesigns
7Erhalt von Formmaterialien in der Fabrik
8Tieflochbohren
9Programmierung der CNC-Bearbeitung
10Drahterodieren
11EDM-Bearbeitung
12Montage der Einsätze
13Anpassen der Form
14Fitting the mold for parting line und draft angle
15Nachbearbeitung von Trennebene und Schräglage
16Polieren
17Montage der Form
18Schimmelpilzversuch

In Spritzgussformen verwendete Materialien

Die im Formenbau verwendeten Materialien sind unglaublich vielfältig und umfassen Metalle, Kunststoffe, anorganische Nichtmetalle und Paraffin, wobei jedes seine Nische auf der Grundlage spezifischer Bedürfnisse und der Nachfrage findet.

Vor allem Stahl ist das meistverwendete Material im Formenbau. Die Kenntnis von Formenwerkstoffen ist für Formenbaubetriebe unerlässlich. Konstrukteure und Neueinsteiger brauchen nur ein Grundverständnis, daher führen wir hier einige häufig verwendete Stahlwerkstoffe für den Formenbau auf:

Stahl

  1. 45 - Hochwertiger Kohlenstoffbaustahl, der am häufigsten verwendete vergütete Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt.
  2. Q235A (A3-Stahl) - Der am häufigsten verwendete Kohlenstoffbaustahl.
  3. 40Cr - Einer der am häufigsten verwendeten Stähle gehört zu den legierten Baustählen.
  4. HT150 - Graues Gusseisen.
  5. 35 - Gemeinsamer Werkstoff für verschiedene Normteile und Verbindungselemente.
  6. 65Mn - Üblicherweise verwendeter Federstahl.
  7. 0Cr18Ni9 - Der am häufigsten verwendete rostfreie Stahl (US-Stahl der Güteklasse 304, japanischer Stahl der Güteklasse SUS304).
  8. Cr12 - Häufig verwendete Kaltarbeitsstähle (US-Stahlsorte D3, japanische Stahlsorte SKD1).
  9. DC53 - Häufig verwendeter japanischer Kaltarbeitsstahl.
  10. DCCr12MoV - Abriebfester Chromstahl.
  11. SKD11 - Widerstandsfähiger Chromstahl.
  12. D2 - Kaltarbeitsstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und hohem Chromanteil.
  13. SKD11 (SLD) - Verformungsbeständiger, zäher Stahl mit hohem Chromgehalt.
  14. DC53 - Stahl mit hoher Zähigkeit und hohem Chromgehalt.
  15. SKH-9 - Verschleißfester, hochzäher Universal-Schnellstahl.
  16. ASP-23 - Pulvermetallurgisch hergestellter Schnellarbeitsstahl.
  17. P20 - Wird im Allgemeinen für größere Kunststoffformen mit mäßigen Anforderungen verwendet.
  18. 718 - Wird für große Kunststoffformen mit hohem Bedarf verwendet.
  19. Nak80 - Wird für hochglänzende, hochpräzise Kunststoffformen verwendet.
  20. S136 - Korrosionsbeständig und erfordert hochglanzpolierte Kunststoffformen.
  21. H13 - Wird häufig für Druckgussformen verwendet.
  22. SKD61 - Hochwertige Druckgussformen.
  23. 8407 - Hochwertige Druckgussformen.
  24. FDAC - Zusatz von Schwefel zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit.

Aluminium

Aluminiumlegierungen bestehen in erster Linie aus Aluminium, dem eine geringe Menge anderer Metalle als Legierungselemente hinzugefügt wird. Dieses Material wird durch eine Reihe von Verarbeitungen und Behandlungen gewonnen.

Zu den gängigen Aluminiumlegierungen, die für Formen verwendet werden, gehören Aluminium-Silizium-Legierungen und Aluminium-Magnesium-Legierungen. Die Aluminium-Silizium-Legierung ist für ihre hohe Härte und gute Zähigkeit bekannt, während die Aluminium-Magnesium-Legierung eine hohe Festigkeit und gute Wärmebeständigkeit aufweist. Beide Legierungen können je nach den unterschiedlichen Verarbeitungsanforderungen gewählt werden. Formen aus Aluminiumlegierungen werden hauptsächlich im Druckguss, Schwerkraftguss und Niederdruckguss verwendet und bieten Vorteile wie hohe Formgenauigkeit und gute Oberflächenqualität.

Aluminiumform
Aluminiumform

Beryllium-Kupfer

Berylliumkupfer spielt aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften eine wichtige Rolle im Formenbau:

Verbesserung der Formhärte und Verschleißfestigkeit: Berylliumkupfer bietet im Vergleich zu allgemeinen Kupferlegierungen eine höhere Härte und Verschleißfestigkeit. Dies ermöglicht die Herstellung von Formen mit hochharten Kernen und Kavitäten, die über längere Zeiträume ohne Beschädigung verwendet werden können.

Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit von Formen: Die Wärmeleitfähigkeit von Berylliumkupfer übertrifft die von Standard-Kupferlegierungen und macht es zu einem effektiven Material für Formheizungen. Es steigert die Effizienz der Formheizung und verbessert die Wärmeleitfähigkeit der Form. Dies führt zu einer gleichmäßigeren Erwärmung des Produkts und damit zu einer höheren Produktionseffizienz.

Erhöhung der Präzision und Stabilität von Formen: Berylliumkupfer kann zur Herstellung von hochfesten und hochharten Formführungspfosten und Formplatten verwendet werden. Dies erhöht die Stabilität und Präzision der Form und sichert die Qualität des Produkts.

Anpassen und Polieren von Formen

Nach Abschluss der Formverarbeitung sind zwei unerlässliche Schritte das Polieren der Form und das Einpassen der Form.

Das Polieren von Formen dient zwei Zwecken. Erstens verbessert es die Glätte der Form und sorgt dafür, dass die hergestellten Gegenstände eine saubere, attraktive und ästhetisch ansprechende Oberfläche haben. Zweitens erleichtert es die Entformung, indem es verhindert, dass der Kunststoff an der Form kleben bleibt. Bei diesem Verfahren wird die Oberfläche des Formhohlraums in der Regel mit Ölsteinen, Schleifpapier und Poliermitteln geschliffen, um eine spiegelglatte Oberfläche zu erzielen.

Reinigung und Polieren von Schimmel
Reinigung und Polieren von Schimmel

Bei der Formeinpassung, die in der Regel mit einer speziellen Einpassmaschine erfolgt, wird die genaue Übereinstimmung zwischen dem Formkern und dem Formhohlraum überprüft.

Ein erfahrener Techniker kann mit halbem Aufwand ein doppelt so gutes Ergebnis erzielen
Ein erfahrener Techniker kann mit halbem Aufwand ein doppelt so gutes Ergebnis erzielen

Manchmal werden die Prozesse des Formenpolierens und des Formeneinbaus abgewechselt, bis die endgültige Form hergestellt ist.

Dieser Ansatz gewährleistet sowohl die ästhetische Qualität des Produkts als auch die Effizienz des Formgebungsverfahrens.

Schimmelschutz, Wartung und Reparatur

Der Schutz von Formen ist aufgrund ihrer Besonderheit, Präzision und Anfälligkeit von entscheidender Bedeutung. Dies ist besonders wichtig für Formenhersteller und auch für Kunden, die Formen für das Spritzgießen in ihren eigenen Fabriken kaufen. Die Schutzmaßnahmen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Vorbeugender Rostschutz: Um Rost zu vermeiden, der durch Wasserlecks, Kondenswasser, Regen oder Fingerabdrücke auf den Spritzgussformen verursacht wird.

Verhinderung von Unfällen: Zur Vermeidung von Schäden durch gebrochene Auswerferstifte oder nicht ordnungsgemäß zurückgezogene Stifte.

Entfernen von Graten: Um Grate zu vermeiden, die durch unsachgemäße Reinigung, Stanzen des Materials, manuelles Abwischen, Kontakt mit Angusszangen oder Messern verursacht werden.

Verhindern von Fehlteilen: Um sicherzustellen, dass keine Schäden durch fehlende Komponenten wie Stangen oder Unterlegscheiben während des Gebrauchs entstehen.

Vorbeugung von Kompressionsschäden: Um Schäden zu vermeiden, wenn sich die Form mit den darin befindlichen Produkten schließt.

Vorbeugung von Schäden durch Niederdruck: Um Schäden durch zu hohe Einstellungen des Niederdruckschutzes zu vermeiden.

Schimmelpilz-Reparatur

Wir werden hier nicht auf die Einzelheiten der Schimmelpilzsanierung eingehen, aber es ist wichtig, bei der Instandhaltung bestimmte Grundsätze zum Schutz zu beachten:

  1. Achten Sie darauf, dass die Form bei der Demontage nicht beschädigt oder nass wird. Bewegen Sie sie sanft.
  2. Erhitzen Sie die Form, bevor Sie eine kleine Menge Trennmittel aufsprühen.
  3. Führen Sie eine umfassende Inspektion durch und wenden Sie Rostschutzmaßnahmen an. Trocknen Sie Hohlräume, Kerne, Auswerfermechanismen und Führungsschienen sorgfältig ab und entfernen Sie Verunreinigungen, besprühen Sie sie dann mit Rostschutzmittel und schmieren Sie sie.

Wartung von Schimmelpilzen

Während des Dauerbetriebs müssen die Formen aufgrund des Verschleißes der Teile, des Abbaus von Schmiermitteln, Wasserlecks und Druckschäden durch Kunststoffmaterialien gewartet werden.

Die Wartung von Werkzeugen wird im Allgemeinen in die tägliche Wartung und die Wartung bei Stillstand unterteilt.

Tägliche Wartung umfasst:

  • Regelmäßige Entrostung (Formboden, Trennebenen, Hohlräume, Kerne usw.).
  • Regelmäßiges Nachschmieren (Auswerfersystem, Stößel, usw.).
  • Regelmäßiger Austausch von verschleißanfälligen Teilen (Stangen, Bolzen usw.).

Ausfallzeit Wartung erfordert, dass professionelle Techniker die Form demontieren und eine professionelle Prüfung und Sicherung der Formhohlräume, Auswerferstifte usw. durchführen.

Dieser strukturierte Ansatz gewährleistet die Qualität und Lebensdauer der Form und sorgt für optimale Leistung im Herstellungsprozess.

Kunststoff-Spritzgussform Fortgeschrittene

Formenbau

Der Formenbau ist die kritischste Phase im Formenherstellungsprozess, die sich direkt auf die Qualität des Endprodukts auswirkt. Diese Phase ist auch für viele meiner Freunde von großem Interesse. Schauen wir uns zunächst die Qualifikationen an, die für einen typischen Formenbauer bei FirstMold erforderlich sind, wie sie in der Stellenausschreibung beschrieben sind:

Arbeitsbeschreibung:

  1. Verantwortlich für den Entwurf von Formen gemäß dem Zeitplan für die Entwicklung neuer Produkte.
  2. Organisation von und Teilnahme an verschiedenen Design-Struktur-Reviews (DFM).
  3. Zusammenarbeit bei der Lösung von technischen und Qualitätsproblemen bei der Herstellung und Prüfung von Formen.
  4. Organisation und Teilnahme an Schimmelpilzprüfungen, um eine reibungslose Abnahme des Schimmels zu gewährleisten.
  5. Erkennen von Mängeln an Produkten und Formen und deren Verbesserung.

Anforderungen an die Position:

  1. Mindestens 5 Jahre Erfahrung im Bereich Kunststoffe und Design, Leidenschaft für den Formenbau.
  2. Beherrschung von Zeichensoftware wie AutoCAD, UG, CATIA.
  3. Fähigkeit zur selbständigen Erstellung von Konstruktionszeichnungen für Kunststoffformen.
  4. Gute Kommunikations- und Koordinationsfähigkeiten, Gehorsam gegenüber der Geschäftsleitung, gute Ausführung.
  5. Verantwortlich für die 3D-Konstruktion von Formen für Kunststoffteile.
  6. Verantwortlich für die Erstellung von Bearbeitungszeichnungen.
  7. Unverzügliches Anleiten, Bearbeiten, Koordinieren und Lösen technischer Probleme, die während des Produktionsprozesses auftreten.

Diese Stellenausschreibung verdeutlicht die Komplexität des Formenbaus. Wie sieht also der Prozess der Formenkonstruktion aus?

Hauptprozess des professionellen Formenbaus

Der Kunde stellt die Produktzeichnung zur Verfügung → Analyse des Produkts → Bestätigung des Kunststofftyps → Bestätigung des Formmaterials → Umwandlung in technische Zeichnungen → Anwendung der Schrumpfung für die Spiegelung → Perfektionierung der Zusammenbauzeichnung → Bestellung des Formbodens → Bestellung des Formkernmaterials → Entformungsentwurf→ 3D-Formenteilung → Bestimmung des Angusssystems → Konstruktion der Struktur gemäß der Layout-Zeichnung → Demontage der Einsätze → Korrektur der 3D-Zeichnungen → Erstellung technischer Zeichnungen (Formkern/Einsätze/Formboden/sonstige Teile) → Erstellung der Stückliste → Korrekturlesen und Überprüfung.

Dieser Prozess umfasst auch die Kriterien, auf die sich Formenbauer bei der Konstruktion von Formen stützen.

Kriterien für die Formgestaltung

Die wichtigste Grundlage sind die vom Kunden zur Verfügung gestellten Produktzeichnungen und Muster. Die Designer müssen das Produkt und das Muster gründlich analysieren und verstehen und während des Entwurfsprozesses alle Punkte einzeln überprüfen.

Genauigkeit der Abmessungen

Bei Kunststoffprodukten, die ein hohes ästhetisches Erscheinungsbild, aber eine geringe Maßgenauigkeit erfordern, wie z. B. Spielzeug, müssen neben den übertragenen Maßen auch andere Maße gut passen.

For products with strict appearance and size requirements, consider if the draft angles are reasonable, the uniformity and thickness of the product walls, the type of plastic (choosing mold steel and determining shrinkage rate), surface requirements, and product color. Generally, color has no direct impact on mold design. However, for products with thick walls or large exteriors, uneven colors are more likely; and the darker the color, the more apparent any defects.

Nachbearbeitung des Produkts

Wenn das Produkt eine Oberflächenbeschichtung erfordert, insbesondere bei Mehrkavitätenwerkzeugen, ist es notwendig, die Einrichtung von Hilfskanälen in Betracht zu ziehen, um die Produkte bis zum Abschluss des Beschichtungsprozesses zusammenzuhalten und dann zu trennen.

Volumen des Produkts

Das Produktionsvolumen ist eine wichtige Grundlage für die Konstruktion der Form. Der Kunde muss eine Spanne angeben, um über die Anzahl der Kavitäten, die Größe, die Materialauswahl für die Form und ihre Lebensdauer zu entscheiden.

Spezifikationen der Spritzgießmaschine
Sonstige Anforderungen des Auftraggebers

Die Konstrukteure müssen diese Anforderungen berücksichtigen und überprüfen, ob sie erfüllt werden.

Beispiele für gute und schlechte Formen

Gute und schlechte Formen können sich erheblich auf die Qualität des Endprodukts, die Produktionseffizienz und die Kosten auswirken. Hier sind einige Beispiele für gute und schlechte Formenkonstruktionen:

Gute Formgestaltung
  • Die Formkonstruktion ermöglicht eine angemessene Kühlung und Belüftung, um eine gleichmäßige und konstante Produktqualität zu gewährleisten.
  • Die Form hat eine einfache, stromlinienförmige Gestalt, die ein leichtes Herauslösen des fertigen Produkts ermöglicht.
  • Bei der Konstruktion der Form werden die Art des verwendeten Kunststoffs und die Spezifikationen des vorgesehenen Produkts berücksichtigt, um eine ordnungsgemäße Befüllung und minimalen Abfall zu gewährleisten.
  • Die Form ist mit Auswerferstiften und Hebevorrichtungen ausgestattet, um die Entnahme des fertigen Produkts zu erleichtern.
  • Die Form ist auf Langlebigkeit ausgelegt und besteht aus hochwertigen Materialien, die den hohen Temperaturen und dem Druck im Spritzgussverfahren standhalten.
Ein guter Formhohlraum
Ein guter Formhohlraum
Schlechte Formgebung
  • Die Formkonstruktion bietet keine ausreichende Kühlung, was zu ungleichmäßigen oder verzogenen Produkten führt.
  • Der Formenentwurf ist zu komplex oder enthält unnötige Merkmale, was zu Schwierigkeiten bei der Produktfreigabe und höheren Produktionskosten führt.
  • Bei der Konstruktion der Form werden die Art des verwendeten Kunststoffs oder die Spezifikationen des vorgesehenen Produkts nicht berücksichtigt, was zu Über- oder Unterfüllung oder anderen Qualitätsproblemen führen kann.
  • Die Form ist nicht mit den erforderlichen Funktionen wie Auswerferstiften oder Hebern ausgestattet, was zu Schwierigkeiten bei der Produktentnahme und längeren Produktionszeiten führt.
  • Die Form ist aus minderwertigen Materialien gefertigt, die leicht beschädigt werden oder sich abnutzen können, was zu höheren Wartungskosten und einer geringeren Produktionseffizienz führt.

Wenn Sie Formenbauer werden möchten oder bereits Produktdesigner sind und bessere Produkte entwickeln wollen, empfiehlt FirstMold Ihnen die Lektüre unserer Artikel zum Thema "Formenbau".

Moldflow-Analyse

Die Fließanalyse von Formen wird in erster Linie bei der Konstruktion und Herstellung von Kunststoffformen eingesetzt. Die Simulation und Analyse des Fließens, der Abkühlung und der Verformung des Kunststoffs in den Formen hilft den Ingenieuren, den Kunststoffformungsprozess besser zu verstehen, potenzielle Probleme vorherzusagen und zu lösen sowie die Parameter für die Formkonstruktion und den Produktionsprozess zu optimieren. Die Fließanalyse von Formen dient insbesondere den folgenden Zwecken:

Optimierung des Produktdesigns:

Die Mold Flow Analysis kann die Machbarkeit und Zuverlässigkeit von Produktdesigns bewerten und potenzielle Probleme wie Einfallstellen und Fließspuren vorhersagen und lösen und so das Produktdesign optimieren, um Qualität und Leistung zu verbessern.

Optimierung der Formgestaltung:

Es hilft Ingenieuren, die Fließ- und Abkühlungsprozesse von Kunststoffen in Formen zu verstehen und die Formtemperatur, die Abkühlungszeit und die Abkühlungseffekte vorherzusagen, um so die Formkonstruktion zu optimieren und die Qualität und Lebensdauer der Formen zu verbessern.

Optimierung der Produktionsprozessparameter:

Die Mold Flow Analysis ermöglicht es Ingenieuren, das Fließ- und Abkühlverhalten von Kunststoffen in Formen zu verstehen und den optimalen Einspritzdruck, die Einspritzzeit und die Werkzeugtemperatur sowie andere Parameter des Produktionsprozesses vorherzusagen, um so die Produktionseffizienz und die Produktqualität zu verbessern.

Verringerung der Anzahl von Prototypentests:

Durch die Vorhersage und Lösung potenzieller Probleme vor der Formherstellung kann die Fließanalyse die Anzahl der Prototypentests reduzieren, den F&E-Zyklus verkürzen und die F&E-Kosten senken.

Verbesserung der Produktqualität und -leistung:

Die Moldflow-Analyse hilft Ingenieuren, die Struktur- und Leistungsmerkmale von Produkten zu verstehen, potenzielle Probleme vorherzusagen und zu lösen, um die Produktqualität und -leistung zu verbessern.

Sie können die Formflussanalyse als eine übergeordnete DFM-Prüfung (Design for Manufacturing) betrachten. Eine umfassende Mold-Flow-Analyse wird in der Regel extra berechnet, obwohl dies von der Geschäftsstrategie der verschiedenen Werkzeug- oder Spritzgießunternehmen abhängt.

Analyse der Fließfähigkeit von Spritzgusswerkzeugen
Analyse der Fließfähigkeit von Spritzgusswerkzeugen

Fehlersuche beim Spritzgießen

In unserem Artikel über das Spritzgießen haben wir auch Fehler beim Spritzgießen erwähnt. Fehler beim Spritzgießen können durch mehrere Faktoren beeinflusst werden, z. B. durch eine schlechte Werkzeugkonstruktion, eine unzureichende Kontrolle des Einspritzvorgangs und durch Materialprobleme. Zu den häufigsten Spritzgießfehlern gehören:

Formenbauunternehmen müssen im Umgang mit diesen Fehlern sehr geübt sein. In gewisser Weise ist einer der Gradmesser für die Qualifikation eines Formenbauers seine Fähigkeit, mit diesen Spritzgießfehlern wirksam umzugehen.

Schlussfolgerung

Spritzgießen ist ein faszinierendes Handwerk. Ein guter Produktdesigner muss seine Grundlagen verstehen, um praktische Produkte aus den Perspektiven des Materials, des Verarbeitungszyklus und des Produktdesigns selbst zu schaffen. Das Wissen über Spritzgießwerkzeuge geht weit darüber hinaus. FirstMold ist ein Unternehmen, das sein Wissen gerne weitergibt. Wenn Sie Fragen haben, können Sie uns gerne kontaktieren unter marketing@firstmold.com.

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