Spritzgießfehler bei Styrolcopolymeren - BASF Packaging Portal

Spritzgieß fehler bei
Styrolcopolymeren und
ihre Vermeidung
BASF Plastics
key to your success

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I. Spritzgießfehler
1. Schlieren
1.1 Feuchtigkeitsschlieren
1.2 Verbrennungsschlieren
1.3 Dunkelschlieren durch eingezogene Luft
1.4 Farbschlieren
2. Abblätterung, Delaminierung
3. Bindenaht
4. Lufteinschlüsse (Blasenbildung)
5. Einfallstellen
6. Lunker
7. Glanzstellen bzw. Glanzunterschiede/Mattstellen
8. Mikrorisse, Crazes, Weißbruch
9. Dieseleffekt
10. Deformation beim Entformen
11. Schubmarkierungen („Tiger-Lines“)
12. Schallplatteneffekt
13. Unvollständig gefüllte Form
14. Grat- bzw. Schwimmhautbildung
15. Freier Massestrahl (Freistrahl)
16. Kalter Pfropfen
17. Verzug
II. Überblick: Beeinflussung von Spritzgießfehlern
durch Änderung der Verarbeitungsparameter
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Einleitung
Die im Spritzgießverfahren hergestellten
Kunststofformteile sind in der Regel langlebige
Gebrauchsgüter, deren Tauglichkeit für den jeweiligen
Einsatz neben den Fertigteileigenschaften in starkem
Maße auch von der Oberflächenqualität abhängt. Das
komplexe Zusammenspiel zwischen Formteil- und
Werkzeugkonstruktuktion, Verarbeitungsbedingungen
des Rohstoffs und den Parametern des Verarbeitungsprozesses
erfordert für optimale Ergebnisse viel
Erfahrung, vor allem, wenn es um die kurzfristige
Beseitigung von Verarbeitungsfehlern geht. Anhand
des spezifischen Einzelfalls muß entschieden werden,
ob eine einfache und schnelle Fehlerbeseitigung (wie
z. B. durch Veränderung der Verarbeitungsparameter)
möglich ist, oder ob ein Eingriff in die Teilekonstruktion
bzw. Werkzeug- und Angußgestaltung erforderlich
ist.
Im Anschluß sind die bei den Styrolcopolymeren am
häufigsten aufgetretenen Oberflächenfehler erfaßt,
beschrieben und Empfehlungen zur Behebung aufgezeigt.
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I. Spritzgießfehler
1. Schlieren
1.1 Feuchtigkeitsschlieren
Aussehen Ursache Behebung
meist längliche, silbrige Oberflächenschlieren,
die gegen die
Fließrichtung U-förmig offen sind
(der ausgespritzte Masse-
kuchen ist aufgeschäumt, blasig).
1.2 Verbrennungsschlieren
Aussehen Ursache Behebung
silbrige bzw. dunkle Oberflächenschlieren
bis – im
Ausnahmefall – schwarze
Verfärbungen.
zu hohe Restfeuchtegehalte; beim Aufschmelzen entsteht
Wasserdampf, was zum Aufreißen der Formteiloberfläche
führt.
1. Schädigung der Kunststoffschmelze durch zu hohe
Temperaturen bzw. durch zu lange Verweilzeiten auf-
grund freiwerdender gasförmiger Zersetzungsprodukte.
2. Hohe Schererwärmung durch zu kleine
Angußquerschnitte oder durch scharfkantige
Umlenkungen im Werkzeug.
ausreichend auf < 0,1 % Restfeuchte vorgetrocknetes
Material verwenden.
1. Reduktion von Massetemperatur, Schneckendrehzahl
und Verweilzeit (ggf. kleinere Plastifiziereinheit verwen-
den).
2. Vermeidung von zu klein dimensionierten Anschnitten
und scharfkantigen Umlenkungen
(Scherstellen) im Werkzeug.
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1.1 Feuchtigkeitsschlieren 1.2 Verbrennungsschlieren
Abb. 1.1.1:
Schlieren durch
einen zu hohen
Restfeuchtegehalt
des Granulats
Abb. 1.1.2:
Schnitt durch eine aufgerissene
Schliere,
Durchlicht, Vergr. 80:1
Abb. 1.2.1:
Silbrige
Oberflächenschlieren
Anguß
Abb. 1.2.2:
Schwarze
Verfärbungen an
einem transparenten
Teil
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1.3 Dunkelschlieren
Aussehen Ursache Behebung
Dunkle bis schwarze Schlieren 1. Verarbeitung mit einer im Einzugsbereich zu tief
geschnittenen Schnecke (Lufteinzug).
1.4 Farbschlieren
2. “Tote Ecken” in Plastifiziereinheit bzw. Heißkanalsystem.
3. Defekte Rückströmsperre.
Aussehen Ursache Behebung
Farbunterschiede inhomogene Farbmittelverteilung; Farbagglomerate;
ungeeignetes Farbbatch; Orientierung der meist anorganischen
Farbpigmente durch Strömungsvorgänge; thermische
Pigmentschädigung.
Die Ursache für die Entstehung von Schlieren ist in
vielen Fällen erst nach aufwendigen Untersuchungen
zu ermitteln, zumal das Erscheinungsbild von
Verbrennungs- und Feuchtigkeitsschlieren ähnlich ist.
Für eine Beseitigung des Problems sind umfassende
Kenntnisse über den Kunststoff, die Werkzeugkonstruktion
und die Verarbeitung unabdingbar. Bevor
kosten- und zeitintensive Untersuchungen eingeleitet
werden, sollten folgende Punkte in nachfolgender
Reihenfolge überprüft und gegebenenfalls optimiert
werden:
Massetemperatur
Einspritzgeschwindigkeit
Verweilzeit im Zylinder
Staudruck
Granulatfeuchte
Werkzeugentlüftung
Plastifiziereinheit reinigen
1. Temperatur im Einzugsbereich anheben um früher auf-
zuschmelzen; Staudruck erhöhen; geeignetere
Schnecken einsetzen.
2. Plastifizier- und Heißkanalsystem auf strömungs-
ungünstige Zonen hin überprüfen und ggf. beheben.
3. Defekte Rückströmsperre auswechseln.
Einsatz von geeigneten Farbmitteln und -batches; auf gute
Homogenisierung und Dispergierung achten; thermische
Überbeanspruchung vermeiden.
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1.3 Dunkelschlieren
Abb. 1.3.1: Dunkelschlieren, verursacht durch abgelagertes thermisch geschädigtes
Material aus dem Heißkanal
Abb. 1.4.1: Farbschlieren (inhomogene Farbmittelverteilung)
1.4 Farbschlieren
Abb. 1.4.2: Farbschlieren durch abgelagertes Material aus strömungsungünstigen
Zonen eines Heißkanalsystems
Abb. 1.4.3: Farbschlieren im Durchlicht, Vergr. 7:1
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2. Abblätterung/Delaminierung
Aussehen Ursache Behebung
Abgelöste schieferartige
Oberflächenschichten, z.B.
durch Gitterschnitt; meist nicht
ohne weiteres zu erkennen, da
die Oberfläche einwandfrei ist;
oft läßt sich eine „Haut“ ab-
ziehen, wenn mit einem Messer
die Oberfläche angeritzt wird.
Das Formteil schlägt Blasen
nach Wärmelagerung.
3. Bindenaht
Aussehen Ursache Behebung
Kerbe, Haarlinie.
Veränderung des Farbeindrucks;
insbesondere beim Einsatz
anorganischer Effektpigmente
erscheint die Bindenaht als dun-
kle Linie; auffällig bei dunklen,
brillanten oder transparenten
Formteilen mit glatten, hochglanzpolierten
Oberflächen.
1. Hohe Schubspannungen führen zu einer
Schichtenbildung; auch bei verträglichen
mehrphasigen Systemen.
2. Verunreinigung mit einem unverträglichen
Thermoplasten oder Masterbatch.
Auftreten bei Mehrphasensystemen wie z. B. ABS, ASA.
Fließfronten mit bereits erkalteter Randschicht treffen
aufeinander und lassen keine markierungsfreie
Verschweißung mehr zu.
Vorzugsweise Effektpigmente und z. B. Glasfasern aus
verstärkten Produkten richten sich im Bindenahtbereich
auf (optische und meist auch eine mechanische
Beeinträchtigung).
1. Massetemperatur erhöhen und
Einspritzgeschwindigkeit reduzieren.
2. Verunreinigung durch Fremdmaterial oder durch
ungeeignetes Masterbatch vermeiden.
Sofern möglich Bindenähte dahin legen, wo sie optisch
nicht stören (Fließhilfen, Fließbremsen); werkzeugtechnische
Überprüfung: gegebenenfalls Angußkanal,
Anschnitt und Maschinendüse vergrößern; Vermeidung
von Wanddickensprüngen und ungleichmäßige
Formfüllung; wirksame Werkgzeugentlüftung vorsehen.
Verarbeitung: Optimierung von Massetemperatur, Werkzeugoberflächentemperatur
und Einspritzgeschwindigkeit;
neue Farbrezeptformulierung (organische bzw.
anorganische Pigmente, höhere Pigmentierung).
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2. Abblätterung/Delaminierung
Abb. 2.1: Abblätterung, Delaminierung
durch Fremdmaterial im Granulat
verursacht
1,5 mm
Abb. 2.2: Teilquerschnitt aus
Abb. 2.1: (Probendicke 1,5 mm)
Abb. 2.3: Position 1
Abb. 2.4: Position 2
Position 1
Position 2
3. Bindenaht
Abb. 3.1: Bindenahtkerbe
Auflicht, Vergr. 11:1
Abb. 3.3: Bindenaht
(Metalleffekteinfärbung)
Abb. 3.2: Bindenahtkerbe –
Durchlicht – pol., Vergr. 560:1
Abb. 3.4: Farbmarkierung
in der Bindennaht, Auflicht-
Dunkelfeld, Vergr. 52:1
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4. Lufteinschlüsse (Blasenbildung)
Aussehen Ursache Behebung
Die beim Einspritzen von der
Schmelze eingeschlossene Luft
ist als Hohlraum (Luftblase) im
Formteil sichtbar.
5. Einfallstellen
Aussehen Ursache Behebung
Vertiefungen an der Formteiloberfläche.
1. Schneckendekompression zu groß oder zu schnell.
2. Während der Formfüllung wird Luft aufgrund einer un-
günstigen Formteilgestalt eingeschlossen und kann bei
Einlagerung im oberflächennahen Randbereich zu
Blasen führen.
Einfallstellen entstehen im Bereich von Material-
anhäufungen immer dann, wenn die während der
Abkühlphase entstehende Volumenkontraktion nicht
genügend durch Nachdruck ausgeglichen werden kann.
1. Weg für Schneckendekompression verkürzen bzw. mit
reduzierter Geschwindigkeit dekomprimieren.
2. Formteilgeometrie sofern nötig mit Unterstützung
einer Moldflowberechnung optimieren.
Große Wanddickenunterschiede und Materialanhäufungen
vermeiden (z. B.Verrippungen mit großen Radien,
Befestigungsdome etc.); vorteilhaft ist eine Rippendicke
von 0,5–0,7 der Grundwanddicke.
Auf richtige Temperierung achten; Nachdruckhöhe, -zeit
und Massepolster ausreichend bemessen.
Möglichst an der größten Wanddicke anspritzen; Anguß-
und Anschnittquerschnitt material- und formteilgerecht
auslegen.
Bei dickwandigen Teilen im kalten Wasser abkühlen
(einfrieren der Randschicht) um die Kühlzeit zu verkürzen.
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4. Lufteinschlüsse (Blasenbildung)
(Vorderansicht und Schnitt)
Luftblase
Abb. 4.1:
Lufteinschluß
Abb. 4.2:
Aufgeschnittene
Luftblase
5. Einfallstellen
(Vorderansicht und Rückseite)
Einfallstellen
Massenanhäufung
Abb. 5.1:
Einfall auf
Sichtseite
(Grund: Masseanhäufung
gemäß Bild 5.2)
Abb. 5.2:
Masseanhäufung
(vermeidbar
durch geeignete
Aussparung)
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6. Lunker
Aussehen Ursache Behebung
Von außen bis auf transparente
Werkstoffe meistens nicht
erkennbar.
aufgeschnittene meist
dickwandige Teile weisen
Hohlräume auf.
wie bei Punkt 5.
Ausnahme: Die Außenhaut ist hier stark genug, um die
Schwindungsspannungen aufzunehmen.
Die Masse im Inneren wird nach außen
(Formteiloberfläche) gezogen, so daß Vakuum-Hohlräume
im noch plastischen Bereich entstehen.
Dies tritt nur ein, wenn das Formteil ausreichend lang
abgekühlt wird.
7. Glanzstellen bzw. Glanzunterschiede/Mattstellen
Aussehen Ursache Behebung
Spritzteile, die generell einen
zu niedrigen oder einen zu
hohen Glanz aufweisen.
Stellenweise uneinheitlicher
Glanz- bzw. Farbeindruck.
1. Durch Masseanhäufungen wie z. B. Wanddicken -
sprünge, Rippen und Befestigungsdome entstehen
Einfallstellen, die bei strukturierten Oberflächen zu
Glanzstellen führen.
2. Matte Stellen entstehen oft an glänzenden Teilen
mit komplexer Formteilgeometrie (Wanddickensprünge,
Rippen, Durchbrüche) bei gleichzeitig ungünstigem
Formfüllvorgang.
3. An Bindenähten aufgrund von z. B. Orientierungen und
veränderten Strömungsverhältnissen.
4. Anguß- und Anschnittquerschnitte zu klein.
5. Formwandtemperatur, Massetemperatur und Einspritz-
geschwindigkeit sind ungünstig.
6. Nachdruckhöhe und -zeit unzureichend bemessen.
Große Wanddickenunterschiede und Materialanhäufungen
vermeiden (z. B. Verrippungen mit großen Radien,
Befestigungsdome etc.).
Auf richtige Temperierung achten; Nachdruckhöhe, -zeit
und Massepolster ausreichend bemessen.
Möglichst an der größten Wanddicke anspritzen; Anguß-
und Anschnittquerschnitt material- und formteilgerecht
auslegen.
1. Masseanhäufungen und Wanddickensprünge vermeiden;
Formteil möglichst an der größten Wanddicke anbinden.
2. Teil - und Werkzeugfüllung optimieren – z.B. gestuftes
Einspritzprofil; polieren des Fertigteils.
3. Sofern möglich, Bindenähte dahin legen, wo sie optisch
nicht stören (Fließhilfen, Fließbremsen); Hinweise geben
auch Moldflow-Studien.
4. Anguß- und Anschnittquerschnitte ausreichend
bemessen.
5. Verarbeitungsparameter optimieren.
6. Nachdruckhöhe und -zeit anpassen.
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6. Lunker 7. Glanzstellen bzw. Glanzunterschiede/Mattstellen
(Kfz-Spiegelhalterung)
Abb. 6.1: Lunker am Fließwegende eines Bechers
Abb.7.1:
Glanzunterschiede
aufgrund
guter (matt) bzw.
schlechter (glänzend)Werkzeugabbildung
Abb. 7.2:
Hohe
Abbildungsgenauigkeit
–matt–
REM-
Aufnahme
Vergr. 50:1
Abb. 7.3:
Hohe
Abbildungsgenauigkeit
–matt–
REM-
Aufnahme
Vergr. 200:1
matt
glänzend
Abb. 7.4:
schlechte
Abbildungsgenauigkeit
–glänzend–
REM –
Aufnahme
Vergr. 50:1
Abb. 7.5:
schlechte
Abbildungsgenauigkeit
–glänzend–
REM –
Aufnahme
Vergr. 200:1
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8. Mikrorisse, Crazes, Weißbruch
Aussehen Ursache Behebung
Trüb milchig bis weißlich
(einfallendes Licht wird diffus
gestreut).
Durch Überschreiten der maximal zulässigen Dehn-
Streckgrenze, wie z. B. durch:
1. Äußere Gewalteinwirkung,
beispielsweise durch zwangsweise Entformung von
Hinterschnitten.
2. Überbeanspruchung des Bauteils.
3. Durch ungünstige Verarbeitungsbedingungen entstan-
dene Eigenspannungen im Teil.
4. Verwendung von z. B. spannungsrißauslösenden
Entformungssprays.
1. Die von außen auf das Formteil angreifende Kraft
reduzieren, bzw.Thermoplaste mit geringerer Weiß-
bruchanfälligkeit einsetzen, z. B. Terluran 877 T;
Werkzeug optimieren.
2. Kunststoffgerechte Bauteilkonstruktion.
3. Werkzeugoberflächen- und Massetemperatur erhöhen,
Nachdruck- und Kühlzeit reduzieren, Einspritzgeschwin-
digkeit anpassen; spannungsarme materialgerechte
Verarbeitung anstreben; nicht unter Restdruck (Über-
ladung des Werkzeugs) entformen; Auswerfersysteme
und Entformungsschrägen so wählen, daß eine ein-
wandfreie Entformung ohne größeren Kraftaufwand
sichergestellt ist; Änderung von Anguß -und An-
schnittbedingungen; Änderung der Formteilgeometrie.
4. Geeignete Entformungsmittel einsetzen.
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8. Mikrorisse, Crazes, Weißbruch
Abb. 8.1: Mikrorisse, entstanden durch Überladung und Entformung unter
Restdruck
a)
b)
Abb. 8.2:
a) Kugelschreiber mit Weißbruch im Gewindebereich
(Hinterschneidung) aus Polybutadien-ABS
b) Gleicher Kugelschreiber ohne Weißbruch aus Terluran 877 T
a
Abb. 8.3: a) Polybutadien-ABS
z. B. Terluran 967 K
b
b) Terluran 877 T
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9. Dieseleffekt
Aussehen Ursache Behebung
Verbrennungen bzw.
Schwarzfärbungen am
Fließwegende oder an
Zusammenflußstellen
von Schmelzeströmen
(eingeschlossenen Luft).
1. Schlechte Werkzeugentlüftung an Fließwegenden
oder
2. Zusammenfluß mehrerer Schmelzefronten.
In beiden Fällen wird die aus dem Formhohlraum zu verdrängende
Luft stark komprimiert und so hoch erhitzt,
daß die Kunststoffschmelze lokal verbrennt.
1. Werkzeug in den kritischen Bereichen mit wirksamer
Entlüftung versehen;
Einspritzgeschwindigkeit, Spritzdruck und Masse-
temperatur reduzieren.
2. Kritische Stellen bereits in der Projektphase durch z.B.
eine Moldflow-Simulation erfassen und durch Änderung
der Artikelgestalt berichtigen.
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9. Dieseleffekt
Abb. 9.1: Verbrennungen infolge schlechter
Werkzeugentlüftung am Fließwegende
Abb. 9.2:
Örtliche
Verbrennungen an
Rippen wegen
fehlender Werkzeugentlüftung
Abb. 9.3: Schwarzverfärbung am Zusammenfluß zweier Schmelzefronten
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10. Deformation beim Entformen
Aussehen Ursache Behebung
1. Die Oberfläche zeigt
Auswerfermarkierungen
(Glanzunterschiede, Weiß-
bruch, Deformation).
2. Teil wird beschädigt (durch-
gestoßen), zerbrochen oder
zusammengedrückt.
1. Entformungssystem:
zu wenig oder falsch plazierte Auswerferstifte bzw. zu
kleine wirksame Fläche der Stifte.
2. Hinterschneidungen, Kratzer oder Riefen.
3. Ungünstige Geometrie des Formteils wie z. B. ein
stark – bzw. unvorteilhaft verripptes Teil.
4. Schwinden auf den Formkern.
5. Überladung des Werkzeugs.
6. Unzureichende Entformungsschrägen.
7. Nicht abgestimmte Entformungsschrägen auf die
Oberflächenstruktur.
1. Entformungssystem optimieren.
2. Werkzeug im Hinblick auf eine einwandfreie Ober-
flächenbeschaffenheit überprüfen und ggf. Abhilfe
schaffen.
3. Formteil kunststoffgerecht auslegen.
4. Kern intensiver kühlen.
5. Kühlzeit erhöhen, Umschaltpunkt von Spritzdruck auf
Nachdruck überprüfen (Überladung vermeiden),
Nachdruck verringern.
6. und 7.
Entformungsschrägen vergrößern.
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10. Deformation beim Entformen
Abb. 10.1: Auswerfermarkierungen aufgrund einer zu kleinen wirksamen
Fläche der Auswerferstifte
Abb. 10.2: Deformiertes Teil infolge Überladung und Schwinden auf den
Formkern
Abb. 10.3: Entformungsbruch, zu großer Hinterschnitt verursacht den Abriß der
Lasche
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11. Schubmarkierungen („Tiger-Lines“)
Aussehen Ursache Behebung
Vom Anguß ausgehende konzentrische
Ringe gleichen
Abstands, die infolge unterschiedlicherOberflächenrauhigkeit
abwechselnd hell und
dunkel in Erscheinung treten.
Thermoplastische Mehrphasensysteme
können zu pulsierendem Schmelzefluß neigen.
1. Zu kleiner Anguß- und Angußverteilerquerschnitt.
2. Hohe Druckverluste in Maschinen- und Heißkanaldüse.
3. Zu geringe Wanddicken.
4. Unzureichende Fließfähigkeit der Formmasse.
5. Nur in Einzelfällen sind ungünstige Verarbeitungs-
bedingungen die Ursache.
1. Vergrößerung von Anguß- und/oder Verteilerquerschnitt.
2. Druckverluste in Maschinen- und Heißkanaldüse
reduzieren.
3. Bei flächigen dünnwandigen Formteilen führt oft eine
Erhöhung der Grundwanddicke zum Erfolg.
4. Leichter fließendes Material einsetzen.
5. Die Verarbeitungsparameter optimieren (hohe Masse-
temperatur, hohe Werkzeugoberflächentemperatur,
mittlere Einspritzgeschwindigkeit, hoher
Schmelzenachdruck).
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11. Schubmarkierungen („Tiger-Lines“)
a)
b)
Abb. 11.1:
a) Tiger-Lines infolge eines zu
kleinen Angußquerschnittes
b) Abhilfe durch Vergrößerung
des Angußquerschnittes
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12. Schallplatteneffekt
Aussehen Ursache Behebung
Rillenförmige Oberfläche, die
sich entsprechend dem Verlauf
der Schmelzefront vorwiegend
am Fließwegende ausbildet.
Zu niedrige Masse- und Werkzeugoberflächentemperatur
sowie eine zu geringe Einspritzgeschwindigkeit und ein zu
klein bemessener Fließquerschnitt.
Erklärung:
Eine schnelle Abkühlung der wandnahen Fließfrontbereiche
(erstarrte Randschicht) läßt den Fließwiderstand
im Formhohlraum ansteigen und die sonst gleichmäßige
quellstromartige Ausbreitung der Kunststoffschmelze zur
Wand zeitweise stagnieren. Die Kunststoffschmelze hat
keinen vollständigen Werkzeugwandkontakt.
Massetemperatur, Werkzeugoberflächentemperatur und
Schneckenvorlaufgeschwindigkeit erhöhen.
Fließquerschnitte vergrößern und Formteilgestalt
optimieren.
Reduzierung der Fließweglängen durch zusätzliche
Angußanbindungen.
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12. Schallplatteneffekt
Abb. 12.1: Schallplatteneffekt infolge
zu niedriger Massetemperatur und
zu geringer Einspritzgeschwindigkeit
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13. Unvollständig gefüllte Form
Aussehen Ursache Behebung
Formteil ist unvollständig ausgespritzt.
1. Zu niedrige Massetemperatur, Werkzeugoberflächen-
temperatur und Einspritzgeschwindigkeit.
2. Zu wenig plastifizierte Kunststoffschmelze
(Dosiervolumen ist zu gering; kein Massepolster).
3. Der Spritzdruck reicht nicht aus (Maschine ist zu klein).
4. Mangelnde Werkzeugentlüftung.
5. Unzureichende Fließfähigkeit der Kunststoffschmelze.
6. Werkzeug wurde mit zu kleinen Wanddicken bzw.
langen dünnwandigen Verrippungen ausgelegt.
7. Ungünstige Düsenbohrung und Angußgeometrie.
1. Masse -und Werkzeugoberflächentemperatur sowie die
Einspritzgeschwindigkeit erhöhen.
2. Dosiervolumen erhöhen, Rückströmsperre überprüfen.
3. Maschinengröße an das zu fertigende Formteil anpassen.
4. Werkzeugentlüftung verbessern.
5. Wechsel zu einem leichtfließenden Kunststofftyp.
6. Werkzeug materialgerecht auslegen bzw. modifizieren.
7. Düsenbohrung, Angußkanal und Angußquerschnitt
vergrößern.
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13. Unvollständig gefüllte Form
Abb. 13.1: Stegprofil, nicht vollständig ausgeformt, REM, Vergr. 7:1
Abb. 13.2: Ausschnitt aus Bild 13, REM, Vergr. 50:1
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14. Grat- bzw. Schwimmhautbildung
Aussehen Ursache Behebung
Formteile zeigen, z. B. an der
Trennebene Grat- bzw.
Schwimmhautbildung.
1. Passungstoleranz beider Formteilhälften sind zu groß
oder die Dichtflächen sind beschädigt.
2. Schließkraft der Maschine reicht nicht aus (hohe
Auftriebskräfte), bzw. ist zu niedrig eingestellt.
3. Zu hoher Werkzeuginnendruck.
1. Werkzeug auf zulässige Passungstoleranzen bringen
und vorhandene Beschädigungen in den Werkzeug-
trennebenen beseitigen.
2. Schließkraft höher einstellen oder auf eine größere
Maschine wechseln.
3. Einspritzgeschwindigkeit und Nachdruck
zurücknehmen, bzw. früher von Spritz- auf Nachdruck
umschalten.
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14. Grat- bzw. Schwimmhautbildung
Abb. 14.1: Schwimmhautbildung infolge zu niedrig eingestellter Schließkraft der Maschine
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15. Freier Massestrahl (Freistrahl)
Aussehen Ursache Behebung
In der Regel schlangenförmig
ausgebildeter Massestrahl, der
auf der Formteiloberfläche
sichtbar ist.
Häufig ist der Schmelzestrang
rauh, matt und zeigt Glanz-
bzw. Farbunterschiede zum
übrigen Formkörper.
Der Massestrahl gelangt ohne Wandkontakt direkt in den
freien Hohlraum (kein Quellfluß). Da sich die Außenhaut
abkühlt, kommt es zu keiner homogenen Verbindung
mehr mit der übrigen Schmelze; die Folge sind
Bindenähte, Inhomogenitäten, Kaltverformungen und
lokale Eigenspannungen.
1. Durch falsche Wahl von Anschnittort und -auslegung.
1. Anschnitt groß genug auslegen und so gestalten, daß
der Massestrahl auf eine Werkzeugwand oder einen
Prallstempel trifft (Quellfluß). Hilfreich ist das Anbringen
von Radien im Anschnitt-/Formteilübergang.
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15. Freier Massestrahl (Freistrahl)
Abb. 15.1: Entstehung des Freistrahls am Beispiel eines Stiftes
Abb. 15.2: Freistrahl durch ungünstige Wahl von
Anschnittort und -auslegung
Anguß
Abb. 15.3: Freistrahlbildung an transparentem flachem Teil
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16. Kalter Pfropfen
Aussehen Ursache Behebung
Die Oberflächenmarkierung
sieht häufig wie ein Kometenschweif
aus;
gut sichtbar bei dünnwandigen
bzw. transparenten Teilen;
bei dickwandigen Teilen (nicht
immer sichtbar) führt der kalte
Propfen zu einer inneren
Fehlstelle sowie zu einer Verringerung
der mechanischen
Eigenschaften.
1. Wenn plastisches Material im Angußsystem oder in der
Düse erkaltet und mit dem nächsten Schuß ins
Werkzeug gelangt. Weil das bereits erkaltete Material
nicht wieder aufgeschmolzen wird, kann der kalte
Propfen auch Fließquerschnitte verschließen. Dadurch
kommt es zu einer Schmelzeaufteilung, die zu Ober-
flächenfehlern – vergleichbar mit Bindenahtfehlern –
führt.
2. Eine nicht oder falsch beheizte Maschinendüse.
3. Wenn z. B. die Spitze vom Tunnelanguß abreißt und
mit dem nächsten Schuß in die Formkavität gelangt
(nur bei spröden Werkstoffen z. B. SAN).
1. und 2.
Auf richtige und ausreichend hohe Düsentemperierung
achten; Düsenquerschnitt groß genug auslegen; mit
zeitlich abgestimmtem ausreichend bemessenem
Schneckenrückzug fahren und den Staudruck soweit
reduzieren, daß ein Materialaustritt aus der
Maschinendüse vermieden wird.
3. Blindkanal im Angußverteiler vorsehen, der den kalten
Pfropfen aufnimmt; sofern möglich sollte nicht mittels
Tunnelanguß, sondern über Heißkanal angebunden
werden.
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16. Kalter Pfropfen
Abb. 16.1: Kalter Pfropfen mit Kometenschweif Abb. 16.2: Kalter Pfropfen im Auflicht, vergrößert
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17. Verzug
Aussehen Ursache Behebung
Formteil zeigt Verwerfungen
oder Verwindungen
(Abweichung von Sollgestalt).
Bei Styrolcopolymeren aufgrund der geringen
Schwindung von 0,3-0,7 % wesentlich geringer ausgeprägt
als bei teilkristallinen Werkstoffen (Schwindung
1-3 %); bei glasfaserverstärktem SAN, ABS, ASA und
PPE-HIPS ist die Schwindung soweit reduziert, daß der
Unterschied längs/quer bei ca. 0,1 % liegt. Dadurch ist
praktisch kein Effekt mehr gegeben.
Eine Ausnahme ist Stapron N, das aufgrund des PA6-
Anteils tendenziell eine höhere Schwindung aufweist und
etwas verzugsanfälliger ist.
1. Ungünstige Formteilgestaltung sowie starke Wand-
dickensprünge, die zu unterschiedlichen Werkzeug-
innendrücken und zu einem unterschiedlichen
Schwindungsverhalten führen.
2. Falsche Angußlage und -auslegung.
3. Durch falsch eingestellte Werkzeugtemperatur und
Einspritzgeschwindigkeit sowie eine ungünstig
ausgelegte Werkzeugtemperierung.
1. Innere Spannungen und Orientierungen vermeiden
durch die richtige Werkstoffwahl und Teilegeometrie
(angleichen der Wanddicken);
Formteiloptimierung mit Hilfe von Rechenprogrammen
(z.B. Moldflow-Studie).
2. Angußsituation überprüfen und auf das herzustellende
Formteil abstimmen.
3. Optimierung der Verarbeitungsbedingungen.
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17. Verzug
Anguß
Abb. 17.1: Verworfener Rahmen, entstanden durch ungünstige Teilegeometrie (hier: dicker Rand) bei falscher Angußsituation
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II. Überblick: Beeinflussung von Spritzgießfehlern
durch Änderung der Verarbeitungsparameter
Überblick über die Beseitigung von
Spritzgießfehlern durch Änderung der
Verarbeitungsparameter.
Roter Punkt:
Erhöhung des Verarbeitungsparameters ergibt
Verringerung des Spritzgießfehlers.
Blauer Punkt:
Reduzierung des Verarbeitungsparameters
ergibt Verringerung des Spritzgießfehlers.
Grüner Punkt:
Zur Verringerung des Spritzgießfehlers muß
von Fall zu Fall der Verarbeitungsparameter
erhöht oder reduziert werden.
Die Wirksamkeit der jeweiligen Maßnahmen
pro Fehler wird durch Zahlen gekennzeichnet.
(1= am stärksten wirksam).
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Dieseleffekt
2
1
Blasenbildung
1
2
3
schwierigkeiten
Entformungs-
3
1
2
Abschieferungen
1
3
2
Unaufgeschmolzenes
Granulat
1
2
Bindenahtfestigkeit
1
Orientierungen
2 3
1
Verfärbungen
Schallplatteneffekt
2 3
1
Matte, rauhe Oberfläche
2 3
1
Haarrisse
1
2
Einfallstellen, Lunker
3 1
2
Bindenähte
1
2
3
Wolkenbildung
1
2
3
Verzug, Verwerfungen
1
Spritzling zu klein
1
2
3
Gratbildung
Formteil nicht gefüllt
1
2
Werkzeugoberflächentemperatur
Fehler
Umschaltpunkt (Einspr.-Nachdr.)
Einspritzgeschwindigkeit
Massetemperatur
Nachdruckzeit
Nachdruck
Staudruck
Kühlzeit
Dosierzeit
Dosierweg
Maßnahmen
35

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zu den Styrol-Copolymeren
der BASF?
Wir beraten Sie gerne bei
unserem Styrenics-Infopoint:
Internet: www.basf.de
Haben Sie Ergänzungen oder
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bitte Kontakt auf mit:
Technisches Marketing Styrolcopolymere
Tel.: +49(0)621/60-42962
Fax: +49(0)621/60-46006
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