Wird Kunststoff spröde, wenn er beim Spritzgießen zu heiß ist?

Beim Spritzgießen wird Kunststoff bis zur Schmelze erhitzt und unter hohem Druck in einen Formhohlraum gespritzt. Der Kunststoff kühlt dann ab und verfestigt sich in der gewünschten Form. Zu große Hitze während dieses Prozesses kann jedoch dazu führen, dass der Kunststoff spröde wird. Wird Kunststoff also spröde, wenn er beim Spritzgießen zu heiß ist? Als Fachmann Hersteller von Kunststoff-SpritzgussteilenIch werde Ihnen helfen, es herauszufinden.

Wird Kunststoff spröde, wenn er beim Spritzgießen zu heiß ist?

Ja, Kunststoff kann spröde werden, wenn er beim Spritzgießen zu heiß ist. Wenn Kunststoff im Zylinder der Spritzgusseinheit auf sehr hohe Temperaturen erhitzt wird, können die Polymerketten, aus denen der Kunststoff besteht, zerfallen. Dieser Vorgang wird als thermische Degradation bezeichnet.

Wenn die Molekülketten auseinanderbrechen, werden sie kürzer. Das Endergebnis ist Kunststoff mit einem geringeres Molekulargewicht. Dieser Kunststoff mit geringerem Molekulargewicht verfestigt sich zu Teilen, die spröder sind und unter Belastung zu Rissen neigen.

Wie heiß ist zu heiß für Kunststoff beim Spritzgießen?

Jedes Kunststoffmaterial hat eine optimale Schmelztemperaturbereich für das Spritzgießen. Ein Überschreiten dieses Bereichs erhöht die Wahrscheinlichkeit eines thermischen Abbaus und einer eventuellen Versprödung.

Die meisten handelsüblichen Harze wie PolypropylenPolyethylen, Polystyrol und ABS-Kunststoffe haben eine maximale Schmelztemperatur von ca. 230-250°C oder 446-482°F. Nach diesem Punkt beschleunigt sich die thermische Zersetzung rasch.

Technische Kunststoffe wie Nylon, Acetal, Polycarbonat und einige Biokunststoffe haben oft höhere Schmelztemperaturen, bevor eine Materialzersetzung einsetzt. Überhöhte Fasstemperaturen führen jedoch auch bei diesen Materialien zu einem möglichen thermischen Zusammenbruch.

Anzeichen für thermische Degradation bei Kunststoffteilen

Hier sind einige Anzeichen dafür, dass Kunststoffteile durch Überhitzung beim Spritzgießen übermäßig spröde werden:

• Risse oder Sprünge auf der Oberfläche der Teile
• Erhöhte Farbvariation
• Bruch von Teilen bei der Handhabung oder beim Zusammenbau
• Abblätternde Kunststoffreste im Inneren der Spritzgießmaschine
• Fauliger Geruch, der vom Kunststoff ausgeht

In schwerwiegenden Fällen kann das Material so spröde werden, dass die Teile sofort brechen, wenn sie aus der Form entnommen werden. Kunststoff, der so stark thermisch geschädigt ist, ist unbrauchbar.

Wie man die Sprödigkeit von Kunststoffteilen verhindert

Hier einige Tipps zur Vermeidung von zu hohen Temperaturen, die beim Spritzgießen zu Materialverschlechterung und spröden Kunststoffteilen führen können:

• Befolgen Sie sorgfältig die Empfehlungen der Kunststofflieferanten für optimale Schmelz-/Formtemperaturen.
• Verwendung von Fass-Temperaturreglern und Messgeräten zur präzisen Steuerung der Wärmezufuhr
• Installieren Sie Sicherheitsabschaltungen, um eine gefährliche Überhitzung zu verhindern.
• Umrüstung auf vollelektrische Spritzgießmaschinen für mehr Temperaturgenauigkeit
• Verwenden Sie zunächst eine Universalschnecke, bevor Sie sich auf höhere Leistungen spezialisieren
• Vermeiden Sie enge Tore und Kufen, die den Kunststoff überhitzen können.
• Aufrüstung auf eine größere Maschine, um die riskanten langen Verweilzeiten zu minimieren
• Untersuchen Sie die Kunststoffversorgung genau auf Anzeichen von Degradation

Faktoren, die zu spröden Kunststoffteilen führen

Zu hohe Temperaturen sind der Hauptgrund dafür, aber auch andere Variablen beim Spritzgießen können zu spröden Teilen führen:

Übermäßige Schererwärmung

Ähnlich wie bei übermäßiger Hitze im Fass, zu viel Schererwärmung im Innern des Spritzzylinders kann den Kunststoff potenziell zersetzen. Bei sehr hohen Schneckendrehzahlen oder übermäßigem Gegendruck entsteht durch die starken Scherkräfte mechanische Wärme.

Verlängerte Expositionszeit

Je länger der Kunststoff im geschmolzenen Zustand im Spritzgießzylinder verbleibt, desto wahrscheinlicher ist eine gewisse thermische Zersetzung. Diese Verweilzeit muss minimiert werden. Mögliche Abhilfemaßnahmen sind die Erhöhung der Einspritzgeschwindigkeit, die Verringerung der Schussgröße oder die Wahl einer kleineren Maschine.

Wiederverwendung von abgebautem Regeneratmaterial

Das Nachmahlen von Angüssen und Kufen zur Wiederverwendung als Rohmaterial spart Kosten. Dieses Mahlgut enthält jedoch Kunststoff, der bereits einer gewissen thermischen Belastung ausgesetzt war. Nach mehreren Durchläufen durch den Spritzgießer kann der recycelte Kunststoff eine stark verminderte Festigkeit und Verformbarkeit aufweisen.

Unzureichende Trocknung

Viele Kunststoffe sind hygroskopisch, d. h. sie nehmen Feuchtigkeit aus der Umgebung auf. Wasserdampf verursacht einen Hydrolyse-Zerfall, wenn er im Fass großer Hitze ausgesetzt wird, was zu spröden Teilen führt. Befolgen Sie die Richtlinien des Materiallieferanten für die richtige Trocknen Methoden und Parameter.

Verunreinigung durch andere Materialien

Wenn zuvor geformte technische Kunststoffe in der Trommel verbleiben, können sie auslaugen und bei späteren Läufen Kunststoffe mit niedrigeren Temperaturen wie PP und HDPE verunreinigen. Spuren von Kunststoffen mit höheren Temperaturen können die billigeren Harze zersetzen.

Farbe und Füllstoffkonzentration

Während Zusatzstoffe wie Farbstoffe und Füllstoffe Ästhetik und Eigenschaften zu verbessern, erhöhen hohe Füllgrade die Viskosität der Schmelze. Dies erfordert eine stärkere Schererwärmung, um das Material vollständig zu plastifizieren, was das Potenzial für eine thermische Degradation erhöht.

Vorbeugung gegen spröde Teile durch robuste Prozessüberwachung

Spröde Teile deuten darauf hin, dass während des Spritzgießprozesses etwas schief gelaufen ist. Oft häufen sich kleine Veränderungen, die den Kunststoff über seine thermische Degradationsgrenze hinausschieben. Eine robuste Überwachung und Steuerung ermöglicht es den Verarbeitern, Probleme zu erkennen, bevor es zu kompletten Ausfällen kommt:

• Verfolgung der Schmelz-/Gießtemperatur mit Datenloggern
• Benchmark-Zyklusanalyse mit Scientific Molding
• Überwachung der Schererwärmung mit Zweizonen-Fassreglern
• Prüfen Sie die Formteile häufig auf visuelle Anhaltspunkte
• Einführung formeller Pläne für die vorbeugende Wartung
• Überwachung der Maschinenfunktion auf Abweichungen
• Analysieren Sie die Grundursachen für beanstandete Teile, um sie zu korrigieren.

Sorgfältige und konsistente Spritzgussverfahren halten die Temperaturen und die Schererwärmung innerhalb definierter Parameter für jedes Kunstharz. Dadurch wird die Gefahr einer übermäßigen Wärmeeinwirkung, die mit der Zeit zu spröden Teilen führen kann, minimiert.

Zusammengefasst, Kunststoff wird spröde, wenn er beim Spritzgießen zu hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Thermische Überwachung, präzise Prozesssteuerung und sorgfältige Maschinenwartung sind der Schlüssel zur Vermeidung spröder Kunststoffteile.

Zusammenfassung

Kunststoff kann spröde werden, wenn er während des Spritzgießprozesses überhitzt wird. Die Einhaltung der vom Materialhersteller angegebenen optimalen Temperaturen ist entscheidend, um einen Materialabbau zu verhindern, der schließlich zu Sprödigkeit und Rissen führt. Eine präzise Prozessüberwachung und -steuerung ermöglicht es den Verarbeitern, Probleme schnell zu erkennen, bevor fehlerhafte Teile produziert werden. Mit den richtigen Protokollen können spröde Teile trotz der hohen Hitze, die für das Spritzgießen erforderlich ist, vermieden werden.