Wie wählt man das richtige Spritzgussmaterial aus?

Die Auswahl der richtigen Materialien fürSpritzgussverarbeitunghat einen entscheidenden Einfluss auf das Spritzgießen und beeinflusst die Produktionseffizienz, die Kosten und die Qualität von Kunststoffprodukten. In diesem Blog werden die Kriterien für die Auswahl von Formmaterialien umfassend untersucht und die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Materialien und Formmaterialien ausführlich erläutert. Diese Erkenntnisse werden Herstellern und Designern helfen, fundierte Entscheidungen zu treffen und ihre Spritzgussproduktion zu optimieren.

Spritzgussformen müssen aus Materialien bestehen, die während des Spritzgussprozesses hohem Druck und hoher Temperatur standhalten und außerdem mit der Art des einzuspritzenden Kunststoffs kompatibel sein müssen. Die richtige Auswahl der Formmaterialien beeinflusst nicht nur die Lebensdauer der Form, sondern auch die Ästhetik und strukturelle Integrität des Endprodukts.

Bei der Auswahl geeigneter Spritzgussmaterialien müssen die folgenden Schlüsselfaktoren berücksichtigt werden:

Wärmeleitfähigkeit: Eine hohe Wärmeleitfähigkeit ist von entscheidender Bedeutung, da sie dazu beiträgt, die Zykluszeit durch schnelles Abkühlen der Form zu verkürzen, was für die Aufrechterhaltung der Produktionseffizienz unerlässlich ist.

Verschleißfestigkeit: Formmaterialien müssen dem Verschleiß durch den kontinuierlichen Kunststofffluss standhalten, insbesondere solche, die mit abrasiven Materialien gefüllt sind

Korrosionsbeständigkeit: Einige Kunststoffe können ätzende Stoffe abgeben. Unter diesen Bedingungen sollte das Formmaterial so ausgewählt werden, dass es korrosiven Umgebungen standhält, um eine Verschlechterung zu verhindern.

Kosteneffizienz: Die Materialkosten sind ein wichtiger Faktor, insbesondere bei der Großserienfertigung, bei der die Teilekosten minimiert werden müssen.

Bearbeitbarkeit: Leicht zu verarbeitende Materialien können den mit der Formenherstellung verbundenen Zeit- und Kostenaufwand erheblich reduzieren.

Gängige Spritzgussmaterialien

Mehrere Metallmaterialien, die üblicherweise bei der Herstellung von verwendet werdenSpritzgussformen, jedes mit seinen einzigartigen Eigenschaften und Vorteilen

Stahlprodukte:

Formstahl: Die Art des Formstahls variiert in der Regel je nach Zweck und Leistungsmerkmalen und ist kein festes Modell. Verschiedene Arten von Formstahl haben unterschiedliche Eigenschaften und Verwendungszwecke. Zu den gängigen Arten von Formstahl gehören:

- P20-Stahl: P20 ist ein universeller Kunststoff-Spritzgussstahl mit guter Schnittleistung, Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit. Typischerweise wird es zur Herstellung großer und komplexer Kunststoffteile verwendet.

- H13-Stahl: H13 ist ein Warmarbeitsformstahl mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit, der für Druckguss und Spritzguss in Hochtemperaturumgebungen geeignet ist.

- S136-Stahl: S136 ist ein Edelstahl-Formstahl mit guter Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit, der häufig bei der Herstellung transparenter Kunststoffprodukte und medizinischer Geräte verwendet wird.

- 718-Stahl: 718 ist ein hitzebeständiger Kunststoffformstahl, der für die Herstellung von Hochtemperatur-Kunststoffprodukten wie Automobilteilen und Haushaltsgerätegehäusen geeignet ist.

Edelstahl: beliebt aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, besonders geeignet für medizinische Anwendungen oder bei der Verwendung korrosiver Kunststoffe. Zu den gängigen Edelstählen, die für Spritzgussformen verwendet werden, gehören:

- SUS420J2: Es hat eine gute Härte und Verschleißfestigkeit und eignet sich für die Herstellung allgemeiner Spritzgussformen.

- SUS304: Es verfügt über eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und eignet sich für Kunststoffprodukte mit hohen Produktionsanforderungen und guter Oberflächenqualität

- SUS316: Es verfügt über eine höhere Korrosionsbeständigkeit und wird häufig bei der Herstellung von Kunststoffprodukten mit höheren Anforderungen verwendet, wie z. B. medizinische Geräte und Lebensmittelbehälter.

- NAK80: Es weist eine gute Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf und eignet sich zur Herstellung von Präzisionskunststoffprodukten wie optischen und elektronischen Komponenten.

Aluminiumlegierung: Aluminiumlegierungsmaterialien zeichnen sich durch geringes Gewicht und gute Wärmeleitfähigkeit aus und eignen sich für die schnelle Prototyping-Herstellung, die Kleinserienfertigung und die Spritzgussformherstellung, die eine gute Verarbeitungsleistung erfordert. Zu den gängigen Aluminiummaterialien für Spritzgussformen gehören:

- 7075-Aluminiumlegierung: Mit ausgezeichneter Festigkeit und Härte eignet sie sich für die Herstellung von Kunststoffprodukten, die eine höhere Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit erfordern.

- Aluminiumlegierung 6061: Sie lässt sich gut verarbeiten und hat eine gute Festigkeit. Sie wird häufig zur Herstellung von Spritzgussformen mit geringer bis mittlerer Komplexität verwendet

- Aluminiumlegierung 2024: hat eine hohe Festigkeit und Schneidleistung, geeignet für die Herstellung von Hochgeschwindigkeits-Spritzgussformen.

Beryllium-Kupfer-Legierung: Dieses Material wird in bestimmten Formbereichen verwendet, die eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit oder hohe Dimensionsstabilität erfordern, und weist außerdem Festigkeit und Härte auf.

Das Verständnis der Art und Weise, wie Formmaterialien mit bestimmten Kunststoffarten interagieren, kann bei der Materialauswahl hilfreich sein. Hier sind einige häufig verwendete technische thermoplastische Eigenschaften als Referenz:

1. Acrylester (PMMA): Allgemein bekannt als Acryl, erfordert eine präzise Temperaturkontrolle während des Formprozesses. Gewöhnlich wird Formstahl verwendet, da dieser eine stabile Temperatur aufrechterhalten kann.

2. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS): ABS ist verschleißfest und erfordert Formen aus verschleißfesten Materialien wie gehärtetem Stahl, um Verschleiß zu widerstehen.

3. Nylon (Polyamid, PA): Nylon ist hygroskopisch und korrosiv; Daher werden häufig Edelstahlformen verwendet, um Formkorrosion zu verhindern.

4. Polycarbonat (PC): PC hat eine hohe Zähigkeit und erfordert Hochtemperaturformen. Priorisieren Sie die Auswahl von Formstahl mit guter thermischer Stabilität.

5. Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP): Diese beiden Materialien weisen eine geringe Verschleißfestigkeit auf und können in kurzen Zyklen aus Aluminium oder vorgehärtetem Stahl hergestellt werden.

6. Polyoxymethylen (POM): POM ist für seine Steifigkeit bekannt und kann in Stahlformen verarbeitet werden, die seinen hohen Verarbeitungstemperaturen standhalten.

7. Polystyrol (PS): Aufgrund seiner hervorragenden Kühlleistung lässt sich sprödes PS gut in Aluminiumformen formen.

8. Thermoplastische Elastomere (TPE) und thermoplastische Polyurethane (TPU): Für diese Materialien sind Formen erforderlich, die ihrer Elastizität und Viskosität standhalten. In der Regel werden Stahlformen mit speziellen Beschichtungen zum einfachen Entformen verwendet.