Wie ein Produkt aussieht und sich anfühlt, kann einen großen Unterschied für seinen Wert ausmachen. Deshalb ist die Wahl der richtigen Oberflächengüte für Spritzgussteile so wichtig. Die Oberflächengüte beim Spritzguss geht jedoch über die Ästhetik hinaus, denn sie kann die Gebrauchstauglichkeit eines Produkts erheblich beeinflussen.
In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten von Oberflächengüten und wie Sie die richtige auswählen. Doch zunächst müssen wir eine wichtige Unterscheidung treffen.
Oberflächengüte vs. Textur
Obwohl sie oft synonym verwendet werden, sind Oberflächengüte und Oberflächentextur nicht dasselbe.
Die Oberflächengüte bezieht sich auf den allgemeinen Zustand der Oberfläche. Die Textur hingegen ist ein quantitatives Merkmal eines Materials, das sich aus drei Hauptfaktoren zusammensetzt: Lage, Welligkeit und Rauhigkeit.
Betrachten Sie die Textur als eine Unterkategorie der Oberflächengüte. Mit anderen Worten, die Oberflächengüte umfasst neben der Textur auch andere Merkmale wie die Beschichtung (Lackierung oder Eloxierung). In der Praxis bedeutet dies, dass Sie unterschiedliche Verfahren für die Endbearbeitung und die Texturierung verwenden.
Nachdem wir nun die Terminologie erklärt haben, wollen wir uns nun der Bedeutung der Oberflächengüte eines Produkts widmen.
Warum Sie beim Spritzguss von Kunststoff unterschiedliche Oberflächengüte verwenden sollten?
Wie bereits erwähnt, wirkt sich die Oberflächengüte auf viele der Haupteigenschaften eines Produkts aus. Im Einzelhandel zum Beispiel kann die Oberflächengüte den wahrgenommenen Wert eines Produkts aufgrund seiner Ästhetik bestimmen oder beeinflussen. Außerdem kann sie einige Unvollkommenheiten des Produkts verbergen, z. B. Einfallstellen oder Linien.
Die Oberflächenbeschaffenheit bestimmt bis zu einem gewissen Grad auch die Funktionalität des Produkts. Viele Produkte erfordern einen festen Griff, um richtig benutzt werden zu können, wie z. B. Fitnessgeräte. In diesem Fall sollte die Oberfläche rutschfest sein.
Eine falsche Ausführung kann ein teurer Fehler sein. Um dies zu vermeiden, wollen wir uns mit den verschiedenen Oberflächenarten befassen.
Erläuterung der verschiedenen Arten von Oberflächengüten beim Kunststoffspritzguss
Gussformhersteller und Konstrukteure müssen ein Produkt im Voraus planen, um sicherzustellen, dass die Oberflächengüte zu den spezifischen Merkmalen und Materialien passt. Um dies zu erleichtern, hat die Society of the Plastics Industry (SPI) Normen für die Oberflächengüte festgelegt, an die sich alle am Prozess Beteiligten halten können. Die Normen umfassen 12 verschiedene Oberflächengüten, die in vier Gruppen (A, B, C und D) eingeteilt sind.
Diese Kategorien beschreiben die Rauheit der Oberfläche und reichen von glänzenden und glatten bis zu stumpfen und rauen Oberflächen.
Es ist wichtig, diese Klassifizierung zu verstehen, da sie Richtlinien dafür liefert, welche Oberflächengüte für welches Material zu verwenden ist. Wenn Sie zum Beispiel mit ABS arbeiten, wählen Sie am besten eine Oberfläche zwischen B-3 und D-2. Für Acryl ist es jedoch am besten, A-1 bis A-3 zu verwenden.
Der SPI ist auch wichtig, um die Art der Oberflächenbehandlung zu bestimmen. Die Oberflächen C-1 bis C-3 werden beispielsweise mit feinem Steinpulver poliert. D-1 bis D-3 verwenden die gleiche Methode, werden aber anschließend trocken gestrahlt.
SPI ist nicht der einzige Standard, den es gibt. Sie sollten auch den VDI (Verein Deutscher Ingenieure) in Betracht ziehen. Dabei handelt es sich um eine internationale Norm für matte Oberflächenstrukturen. VDI-Oberflächen werden in der Regel mit EDM (Elektroerosion) bearbeitet, obwohl auch traditionelle Techniken wie Sandpapier oder Steintexturierung anwendbar sind.
Die Mold-Tech-Spezifikationen (MT) klassifizieren die Oberflächen je nach Texturtiefe und Seriennummer. MT-Oberflächen können durch chemisches Ätzen und Laserbearbeitung des Formhohlraums erzeugt werden.
Woher wissen Sie angesichts der vielen Optionen, welche Oberfläche Sie verwenden sollten? Sehen wir uns an, wie man die richtige Oberfläche auswählt.
Was ist bei der Auswahl einer Oberfläche zu beachten?
Es gibt einige Faktoren, die Sie bei der Entscheidung über die Oberflächengüte in Betracht ziehen sollten. Hier sind einige der wichtigsten.
1. Einspritzgeschwindigkeit und Temperatur
Im Allgemeinen führt eine schnellere Einspritzung immer zu einer glatteren und glänzenderen Oberfläche, unabhängig von anderen Parametern. Kombiniert man dies mit höheren Werkzeugtemperaturen, so erhält man eine glänzende SPI-Oberfläche. Niedrigere Temperaturen und Einspritzgeschwindigkeiten erfüllen zwar andere Anforderungen, führen aber nicht zu einer so glatten Oberfläche.
Wenn Sie die Einspritzgeschwindigkeit erhöhen, können Sie auch die Sichtbarkeit der Bindenähte aufgrund der geringeren Faserorientierung verringern.
2. Wahl der Gussform
Die gewählte Gussform spielt eine entscheidende Rolle für die Oberflächengüte. Sie können die Gussform aus verschiedenen Metallen herstellen, wobei Aluminium und Stahl die am häufigsten verwendeten sind. Selbst zwischen diesen beiden Materialien können Sie sehr unterschiedliche Oberflächen erzielen.
Wenn Sie keine besonders glatte oder glänzende Oberfläche benötigen, sollte ein Aluminiumwerkzeug ausreichen. Wenn ein Produkt jedoch eine geringe Rauheit erfordert, ist es am besten, ein Werkzeug aus gehärtetem Stahl zu verwenden.
3. Werkstoffe
Es gibt eine breite Auswahl an Materialien, die beim Spritzgießen verwendet werden. Jedes hat spezifische Eigenschaften, die sich auf die Oberfläche auswirken, unabhängig vom Spritzgussverfahren und seinen Parametern. Bestimmte Kunststoffe lassen sich zum Beispiel leichter glätten als andere, und man muss diese Eigenschaften kennen, um die gewünschte Oberfläche effizient zu erzielen.
An dieser Stelle lohnt es sich, die SPI-Spezifikationen zu beachten. Zur Vereinfachung finden Sie hier eine kurze Kompatibilitätsliste nach SPI-Sorten:
Grad A - Acryl, PC
Grad B - Nylon, PP, Polystyrol, ABS, HDPE
Grad C - Nylon, PP, Polystyrol, ABS, HDPE
Grad D - Nylon, PP, Polystyrol, ABS, HDPE, TPU
Wichtig ist auch, dass Sie sich die Zusatzstoffe merken, die Sie dem Harz beimischen, da sie dessen Eigenschaften stark verändern können. So verringert Ruß beispielsweise die Oberflächenrauheit, während Glasfaser den Glanz verringert.
4. Funktionalität
Die Oberflächengüte beim Spritzguss hat nicht nur Auswirkungen auf die Funktionalität des Endprodukts aus Sicht des Benutzers. Sie kann auch andere Fertigungsstufen beeinflussen.
Nehmen wir an, das Produkt wird lackiert. In diesem Fall sollten Sie sich nicht für eine glatte Oberfläche entscheiden, da dies die Haftung der Farbe erschwert. Das Gleiche gilt für das Aufbringen von Etiketten - hier ist eine gewisse Rauheit erforderlich, damit die Etiketten haften. Behalten Sie daher bei der Wahl der Oberfläche immer das Endprodukt im Auge.
Kennen Sie die Oberflächengüte beim Spritzguss
Wie Sie sehen, ist die Wahl einer Oberfläche eine wichtige Entscheidung, die eine Menge kritisches Denken erfordert. Falls Sie es noch nicht getan haben, sollten Sie sich mit den hier genannten Arten und Spezifikationen vertraut machen, da deren Kenntnis für die Wahl der richtigen Oberfläche entscheidend ist.
Am besten entscheiden Sie sich bereits in einem frühen Stadium des Herstellungsprozesses für eine Oberfläche. Wie bereits erwähnt, wirkt sich die Oberflächengüte auf viele andere Entscheidungen aus, die Sie in späteren Phasen treffen. Nehmen Sie sich etwas Zeit, um über das Design und die Funktionalität des fertigen Produkts nachzudenken, berücksichtigen Sie den Formgebungsprozess und wählen Sie die Oberfläche, die all diese Faktoren perfekt ergänzt