Was ist Spreizung beim Spritzgießen? Was verursacht es und wie kann man es verhindern und beheben?

Splay is a common cosmetic defect that can occur during the injection molding process. As a professional Spritzgießhersteller, I am writing this guide to cover everything you need to know about what causes splay on injection molded parts and how to prevent it.

What is Splay in Injection Molding?

Splay refers to the silvery or white streaks that can appear on the surface of injection molded plastic parts. It typically occurs when tiny gas bubbles form in the plastic material and get dragged across the surface of the part as the mold cavity fills.

The end result is a part with thin, scratch-like marks across the surface. While splay mainly affects appearance, it can also negatively impact the strength of injection molded components if severe enough.

Splay is often confused with similar part defects like flow lines, surface scratches, contamination-induced delamination, and flaking. However, upon close inspection, true splay defects have some distinguishing characteristics:

• Splay marks typically follow the direction of melt flow through the mold.
• The streaks often appear silver or white in color.
• Marks are usually thin and look like scratches on the surface.
• Can occur randomly or appear consistently in the same area.

Was verursacht Spreizung beim Spritzgießen?

The main cause of splay defects is moisture trapped in the plastic resin during molding. But sheer heat and shear forces can also contribute to splay.

Here are the most common causes:

Luftfeuchtigkeit

Moisture is the number one cause of splay. When plastic resin contains trace amounts of water, it vaporizes into steam when exposed to the intense heat inside the injection barrel.

As the plastic melt fills the mold cavity, these steam bubbles migrate to the surface, solidifying into scratches and marks.

Hygroscopic resins like nylon and polycarbonate readily absorb atmospheric humidity and require proper drying prior to molding. But even non-hygroscopic materials only need small amounts of moisture to cause issues.

Water can inadvertently enter resin during transportation, storage, preprocessing, and even from equipment leaks.

Heat

Excessive heat exposure can also create splay-like defects on injection molded parts. Overheating the plastic can cause material degradation which gives off gases that get dragged on the surface upon ejection.

Potential heat-related causes include:

• Barrel or nozzle temperatures set too high
• Excessive back pressure shearing and overheating the resin
• Poor temperature control causing fluctuations
• Too long residence time in the barrel

Scheren

High shear regions in the injection molding machine and mold can mechanically drag gases to the surface of parts. These shear-induced splay defects often appear consistently in the same location.

Typical shear-related causes:

• High screw rpm during plasticization
• Improperly sized gate causing shear
• Obstructions or restrictions in runner system

How to Prevent Splay Defects

Here are 7 tips to help avoid splay on your injection molded parts:

1. Use Splay-Resistant Materials

Some resins like acrylic, ABS, polypropylene and polyethylene are less prone to splay versus hygroscopic options like nylon or Polycarbonat.

2. Dry Materials Thoroughly

Use a proper industrial dehumidifying dryer to remove moisture from resin prior to molding. Carefully follow manufacturer specs for optimal temperature and dwell times.

3. Lower Barrel Temperatures

Reduce barrel, nozzle and mold temperatures to recommended settings to prevent material degradation. Start conservative and slowly work up.

4. Limit Residence Time

Size the injection barrel and shot size for the mold to limit the duration resin spends inside the hot barrel. This reduces the chance of overheating.

5. Optimize Injection Speeds

Tweak fill speed profiles – slowing certain segments – to minimize shear from overly fast flow. Gradual transitions help too.

6. Ensure Proper Venting

Confirm the venting system in the mold has adequate cross-sectional area to allow gases to escape efficiently without obstructing flow.

7. Increase Back Pressure

Boosting back pressure can improve plasticization and dispersion of gases, reducing splay in some cases. But take care not to overheat.

Fixing Existing Splay Issues

If splay defects are already occurring, here is a systematic approach to identify root causes and correct the problem:

1. Gründlich trockene Materialien

Unabhängig von der Art des Kunststoffs sollten Sie mit einem Feuchtigkeitsmessgerät prüfen, ob der Feuchtigkeitsgehalt des Harzes innerhalb der Spezifikationen liegt. Erhöhen Sie die Trockenzeit oder die Temperatur, falls sie zu hoch ist.

2. Niedrigere Form- und Schmelztemperaturen

Versuchen Sie, die Werkzeug- und Düsentemperaturen in kleinen Schritten zu senken. Lassen Sie den Änderungen mehr als 20 Minuten Zeit, um zu wirken, bevor Sie die Teile prüfen.

3. Tweak-Injektionsprofil

Ändern Sie Füllgeschwindigkeit, Übergangsgeschwindigkeiten, Drücke und Timing, um die Scherung zu minimieren. Verlangsamen Sie die Abschnitte, die Probleme verursachen, und verbessern Sie die schrittweisen Geschwindigkeitsänderungen.

4. Torgröße anpassen

Wenn um den Anschnitt herum immer wieder eine Spreizung auftritt, müssen Größe und Design geändert werden, um die Scherung zu verringern. Möglicherweise muss die Form geändert werden.

5. Prüfung auf Hindernisse

Untersuchen Sie Düsenspitzen, -kanäle und -entlüftungen auf Anzeichen von Verstopfungen oder Verengungen, die durch Scherung oder schlechte Entlüftung zu Spreizung führen.

6. Schneckendrehzahl reduzieren

Durch Verringern der Schneckendrehzahl lässt sich feststellen, ob eine Scherung im Inneren des Laufs die Ursache für die Spreizung ist. Wenn dies der Fall ist, sollten die Abdrücke abnehmen.

7. Unterer Gegendruck

Wie die Temperatur sollte auch der Gegendruck schrittweise reduziert werden, wenn der Verdacht auf hitzebedingte Ausdehnung besteht. Lassen Sie den Änderungen Zeit, um zu wirken.

Die methodische Bewertung und der Ausschluss aller Variablen, die die Spreizung beeinflussen, ist der Schlüssel zur Lösung aktueller Probleme und zur Vermeidung zukünftiger Probleme durch eine optimale Steuerung des Spritzgießprozesses.

Zusammenfassung

Kunststoff-Spritzgießverfahren, Vermeidung von Spreizung beim Spritzgießen, feuchtigkeitsbedingte Spreizungsdefekte, scherungsbedingte Spreizungsursachen, Wärme und Spreizung im Spritzgießverfahren, systematische Behebung bestehender Spreizungsdefekte

Streifendefekte, die auf schlecht kontrollierte Prozessparameter oder Materialbedingungen zurückzuführen sind, können die Qualität und Leistung von Spritzgussteilen erheblich beeinträchtigen. Doch mit Wachsamkeit und einem systematischen Ansatz lassen sich diese unangenehmen Silberstreifen beheben oder ganz vermeiden.