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Oberflächentexturen von Kunststoffformteilen

Bei der Texturierung (auch Gravur oder Narbung genannt) wird ein Muster auf die Oberfläche der Spritzgussform aufgebracht, um das gewünschte Muster auf dem zu gießenden Kunststoffteil nachzubilden.

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Die Textur eines Produkts hat einen erheblichen Einfluss auf seine funktionalen und ästhetischen Eigenschaften. Deshalb ist es wichtig, sie vor dem Spritzgussverfahren zu planen. Sie müssen den Texturierungsprozess genau verstehen und wissen, wie die verschiedenen Muster auf die Teile aufgebracht werden.


In diesem Artikel erfahren Sie mehr über den Texturierungsprozess und wie Sie die richtige Textur für Ihre Form auswählen. Beginnen wir mit den Grundlagen.


Was ist Oberflächentextur und warum ist sie wichtig?


Die Oberflächentextur kann mit drei verschiedenen Parametern beschrieben werden:

  • Welligkeit - Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche, die durch wiederholte zyklische Vibrationen der Texturiermaschine verursacht werden.

  • Lage - beschreibt die allgemeine Richtung des Musters einer Oberfläche.

  • Unebenheit - durchschnittliche vertikale Abweichungen aufgrund der Wechselwirkung zwischen der Oberfläche und dem Schneid- oder Schleifwerkzeug.

Es gibt viele Gründe, ein Produkt zu texturieren, und sie lassen sich in ästhetische und funktionale Zwecke einteilen.


Mit der richtigen Textur können Sie die visuelle Attraktivität eines Produkts erheblich verbessern. Tiefere, matte Texturen können dem Produkt mehr Tiefe verleihen oder einen Kontrast zu einer glänzenden Oberfläche schaffen. Je nach dem angestrebten Design kann eine Textur verschiedenen ästhetischen Zwecken dienen.


Was die Funktionalität betrifft, so verbessert die Textur die Griffigkeit eines Produkts, was für die Benutzerfreundlichkeit und Sicherheit entscheidend ist. Darüber hinaus unterstützt die Textur spätere Designänderungen wie das Hinzufügen von Farbe oder Etiketten, da sie die Haftung verbessert.


Arten von Kunststoff-Oberflächentexturen

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Es gibt viele verschiedene Arten von Oberflächentexturen, die durch verschiedene Verfahren erzielt werden können, die Sie später in diesem Artikel kennenlernen werden. Die erste Kategorisierung, die Sie kennen sollten, ist der SPI-Standard (Society of the Plastics Industry - umbenannt in PLASTICS). Er unterteilt die Oberflächen und Texturen in vier Kategorien:

  • Grad A (Hochglanz) - Mit Diamantschleifpapier der Körnung 1.200-6.000 bearbeitet

  • Grad B (Halbglanz) - Poliert mit Schleifpapier der Körnung 320-600

  • Grad C (matt) - Poliert mit Steinpulver der Körnung 320-600

  • Grad D (Texturiert) - Sandgestrahlt mit Aluminiumoxid oder Glasperlen

Jeder Grad umfasst drei Stufen, die die zulässige Abweichung von der perfekten Textur innerhalb der Kategorie beschreiben. Es stehen also 12 verschiedene Typen zur Auswahl:

  • A1-A3 - Glänzend und glatt, wird häufig bei Produkten wie Spiegeln und Visieren verwendet.

  • B1-B3 - Gut zum Entfernen von Werkzeugspuren, meist für optisch weniger wichtige Teile verwendet.

  • C1-C3 - Die aufgrund ihrer Kosteneffizienz beliebtesten Typen, die für eine Vielzahl von Teilen und Produkten verwendet werden.

  • D1-D3 - Grobe, matte Texturen, die häufig bei Produkten verwendet werden, die einen festeren Griff erfordern, oder aus ähnlichen funktionalen Gründen.

Die von Ihnen ausgewählte Qualität wirkt sich aufgrund des Zeit- und Materialaufwands für die Herstellung der Textur erheblich auf die Kosten des Endprodukts aus. So werden beispielsweise Texturen der Güteklasse A durch Diamantschleifen hergestellt, was wesentlich teurer ist als das Polieren mit Sandpapier, das für Texturen der Qualität B verwendet wird.


VDI (Verein Deutscher Ingenieure)

Verein Deutscher Ingenieure

Eine weitere wichtige Kategorisierung ist der VDI (Verein Deutscher Ingenieure). Es handelt sich um einen Standard für die Formtextur, der von vielen Werkzeugherstellern verwendet wird. Im Gegensatz zu den oben genannten Texturierungsmethoden basieren die VDI-Texturen auf der Elektroerosion (EDM, Electrical Discharge Machining).


Diese Texturen haben VDI-Werte, die bei 12 beginnen und in 3-Punkt-Schritten bis zu VDI 45 ansteigen. Die Oberflächenrauhigkeit kann stark variieren. VDI 12 hat eine Rauheit von 0,4µm, während VDI 45 18µm beträgt. Aufgrund dieser Bandbreite können VDI-Texturen für eine Vielzahl von Teilen und Produkten mit unterschiedlichen ästhetischen und funktionalen Anforderungen verwendet werden.


Mold-Tech


Schließlich gibt es noch die Mold-Tech Spezifikationen für Texturen. Mold-Tech teilt die Texturen ebenfalls in vier Kategorien ein - A, B, C und D. Diese Texturen werden entweder durch Laserveränderung oder chemisches Ätzen des Hohlraums erzeugt.


Innerhalb jeder Qualität gibt es viele verschiedene Texturen, die durch fünfstellige Codes gekennzeichnet sind, die die Seriennummern und die Rauheit der Textur widerspiegeln.

Oberflächen der Güteklasse A sind am weitesten verbreitet, da sie ein breites Spektrum an Texturen bieten. MT-11010 zum Beispiel hat eine sandähnliche Textur, wie sie in vielen Kunststoffprodukten zu finden ist. MT-11555 hingegen bietet ein Holzplattendesign, das häufig für kosmetische Zwecke verwendet wird.


Ob Sie nun Rauten, Schachbrettmuster, Beton oder ein anderes Muster benötigen, mit den Mold-Tech-Optionen erhalten Sie genau die Textur, die Sie benötigen. Es gibt Hunderte von ihnen, so dass es kein Problem sein sollte, die richtige zu finden.


Wie Sie sehen können, lassen sich mit vielen Verfahren alle Arten von Oberflächen erzeugen. Lassen Sie uns diese näher erläutern.


Wie das Texturierungsverfahren funktioniert


SPI-Texturen basieren auf traditionellen Gravurverfahren. So durchlaufen Sie zum Beispiel zwei Schritte, um Grad-D-Texturen zu erhalten.


Zunächst wird die Oberfläche mit Steinpulver geglättet. Dann verwendet die Maschine Glasperlen oder Aluminiumoxid zum Strahlen. Beim Trockenstrahlen gibt es keine linearen oder kreisförmigen Bewegungen wie bei den Graden A-C, so dass Sie eine chaotische, ungerichtete Textur erhalten.


Wie bereits erwähnt, ist EDM ein Verfahren, das für VDI-Texturen verwendet wird. Dabei wird eine elektrische Entladung zwischen dem Werkstück und der Elektrode oder dem Draht der Maschine erzeugt. Dadurch entsteht ein Funke, der Material vom Teil abträgt und die gewünschte Textur erzeugt.


Das chemische Ätzen oder Fräsen schließlich ist ein subtraktives Texturierungsverfahren. Es handelt sich dabei um ein komplexeres Verfahren, das mehrere Schritte umfasst:

  1. Der Fotolackfilm wird auf das Material aufgebracht.

  2. Glas- oder Mylar-Masken werden angebracht, die das Negativbild der gewünschten Textur enthalten.

  3. Hochintensives UV-Licht scheint durch die Masken und vernetzt den Film überall dort, wo das Licht nicht blockiert wird.

  4. Der nicht vernetzte Film wird chemisch entfernt, so dass das blanke Metall zum Vorschein kommt.

  5. Ein Ätzmittel wird aufgesprüht, das das blanke Metall auflöst und die gewünschte Textur hinterlässt.

Wegen der vielen Arbeitsschritte kann die Texturierung manchmal recht teuer sein. Wir zeigen Ihnen, wie Sie die richtige Textur auswählen, um Geld zu sparen.


Wie wählt man die richtige Textur?

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Es ist von entscheidender Bedeutung, die Textur bereits in der Entwurfsphase festzulegen. Denn die Textur des Produkts bestimmt die Materialauswahl und den Entformungswinkel. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Textur Sie wählen sollen, sind hier einige Faktoren zu beachten.


Formmaterial


Verschiedene Kunststofftypen können sehr unterschiedliche Texturen ergeben, selbst wenn andere Parameter gleich bleiben. Das Gleiche gilt für Additive und Füllstoffe. Sie können die Materialeigenschaften verändern und so die Oberfläche erheblich beeinflussen.


Sie können die hier genannten Spezifikationen als Richtschnur für die Wahl des richtigen Materials verwenden. Es ist möglich, Tabellen zu verwenden, die zeigen, welche Texturen für die einzelnen Materialien am besten geeignet sind. Hier gibt es strenge Regeln, die das Rätselraten und Testen weitgehend überflüssig machen.


Material der Formwerkzeuge


Die gängigsten Materialien für Spritzgusswerkzeuge sind Stahl und Aluminium, aber auch andere Metalle können verwendet werden. Sie müssen wissen, welches Material Sie verwenden werden, da es sich auf die Textur des Produkts auswirkt.


Aluminium erzeugt zum Beispiel eine rauere Textur als Stahl. Wenn Sie also tiefere Texturen benötigen, ist Aluminium möglicherweise die bessere Wahl.


Werkzeugkosten


Es gibt nicht viele Formen, die man automatisch texturieren oder polieren kann. Das gilt nur für die einfachsten Formen, während komplexere Teile oder Produkte oft recht arbeitsintensiv sind.


Die Kosten für diese Arbeit können sich mit der Zeit summieren und zu hohen Ausgaben führen. Deshalb sollten Sie bei der Entscheidung über die Beschaffenheit des Produkts auch die Werkzeugkosten im Auge behalten. Denken Sie an die angestrebte Funktionalität und suchen Sie die kostengünstigste Lösung.


Einspritzgeschwindigkeit und Temperatur


Die Geschwindigkeit, mit der Sie das Material einspritzen, kann die Textur erheblich beeinflussen, ebenso wie die Temperatur. Im Allgemeinen sollten Sie das Material langsamer einspritzen, um eine stärker texturierte Oberfläche zu erhalten. Darüber hinaus führen höhere Temperaturen in der Regel zu glatteren Texturen, so dass dies ein weiterer Parameter ist, den Sie berücksichtigen sollten.


Die richtige Textur wählen


Wie Sie sehen, ist die Auswahl der besten Textur für Ihr Produkt mit vielen Überlegungen verbunden. Jetzt, da Sie die Details des Texturierungsverfahrens und die verschiedenen Arten kennen, können Sie über die beste Option für Ihre Bedürfnisse nachdenken.


Denken Sie daran, das Produkt von Anfang an mit Blick auf seine Textur zu entwerfen. Auf diese Weise lassen sich spätere kostspielige Änderungen im Herstellungsprozess vermeiden.


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