Was ist der Einspritzdruck beim Spritzgießen? Der vollständige Leitfaden

Das Spritzgießen ist eines der gängigsten Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen. Dabei wird geschmolzenes Kunststoffmaterial unter hohem Druck in einen Formhohlraum gespritzt, um die gewünschte Form zu erhalten. Einspritzdruck ist ein entscheidender Parameter, der die Qualität von Spritzgussteilen bestimmt. Als Profi Hersteller von Kunststoff-SpritzgussteilenIch werde alles darüber erzählen.

Was ist Einspritzdruck?

Einspritzdruck bezieht sich auf die Kraft, die von der Spritzgießmaschine durch die Schnecke oder den Kolben aufgebracht wird, um die Form mit dem geschmolzenen Kunststoff mit einer bestimmten Geschwindigkeit und einem bestimmten Fülldruck zu füllen. Er wird in Einheiten von Megapascal (MPa) oder Pfund pro Quadratzoll (psi) gemessen.

Das Ausmaß der Einspritzdruck hängt von Faktoren ab wie:

• Art des Kunststoffs - Materialien mit höherer Viskosität erfordern höhere Einspritzdrücke
• Teiledesign - Dickere und komplexere Teile erfordern höhere Einspritzdrücke
• Einspritzgeschwindigkeit - Eine schnellere Befüllung erfordert einen höheren Einspritzdruck
• Formtemperatur - Kühlere Formen erfordern einen höheren Druck
• Schiebergröße - Kleinere Schieber benötigen höhere Einspritzdrücke, um den Strömungswiderstand zu überwinden

Typische Einspritzdrücke reichen von 35 MPa bis 200 MPa, je nach Anwendung. Die sorgfältige Auswahl des Einspritzdrucks ist der Schlüssel für qualitativ hochwertige und gleichbleibende Spritzgussteile.

Warum ist die Kontrolle des Einspritzdrucks wichtig?

Einspritzdruck muss ausreichend hoch sein, um den Formhohlraum vollständig zu füllen, bevor der Anschnitt abfriert. Ist der Druck zu niedrig, kann dies zu Defekten wie kurzen Schüssen führen.

Ein zu hoher Einspritzdruck kann auch Defekte wie Abplatzungen, Spritzer, übermäßige innere Spannungen und sogar Schäden an der Form verursachen. Außerdem kann er das Kunststoffmaterial durch Überhitzung aufgrund übermäßiger Scherung zersetzen.

Durch die präzise Steuerung des Einspritzdrucks können Defekte minimiert und gleichzeitig eine vollständige Füllung der Kavität erreicht werden, was zu einer guten Nachbildung selbst der feinsten Formdetails auf dem Spritzgussteil führt.

Ein richtig eingestellter Einspritzdruck ermöglicht die Herstellung von qualitativ hochwertigen Bauteilen innerhalb der vorgegebenen Zykluszeiten und Schließkraftgrenzen der Spritzgießmaschine.

Druckarten im Spritzgießverfahren

Beim Spritzgießen gibt es vor allem drei wichtige Druckparameter, die auftreten:

1. Einspritzdruck

Dies ist der primäre Druck, der von der Schnecke oder dem Kolben ausgeübt wird, um den Formhohlraum während der Füllphase zu füllen. Er füllt die Kavität bis zu 95-98% nach Volumen.

Der Einspritzdruck hängt von Faktoren wie Viskosität des Kunststoffs, Schmelz- und Werkzeugtemperatur, Fließlänge, Dicke, Anschnittgröße usw. ab. Der typische Bereich liegt bei 35-200 MPa.

2. Haltedruck

Der Nachdruck, auch Packdruck genannt, wird nach dem Füllen des Formhohlraums während der Packphase angewendet. Der Nachdruck verpackt und verdichtet das Material in der Form und kompensiert die Materialschrumpfung beim Abkühlen.

Der typische Nachdruck beträgt 50-80% des Einspritzdrucks. Ein unzureichender Nachdruck kann zu Einfallstellen und Verzug im Formteil führen.

3. Gegendruck

Dies ist der Druck, der während der Plastifizierung auf der Schnecke aufrechterhalten wird, wenn sich die Schnecke zurückzieht. Die Erzeugung eines gewissen Gegendrucks verbessert das Mischen und die Homogenisierung der Schmelze. Ein zu hoher Gegendruck kann jedoch das Material zersetzen.

Der Gegendruck liegt bei den gängigen Spritzgießmaterialien in der Regel unter 20 MPa.

Wie wird der Einspritzdruck berechnet?

Einspritzdruck kann mit dieser Formel berechnet werden:

P = k * Q / A

Wo:

P - Einspritzdruck (MPa oder psi)

k - Materialabhängiger Einspritzdruckkoeffizient

Q - Volumetrischer Schmelzedurchsatz (cm3/s oder in3/s)

A - Fläche des projizierten Teils (cm2 oder in2)

Angenommen, wir müssen den Einspritzdruck für das Formen eines 4 x 4 x 0,1 Zoll großen Teils mit einer Fließgeschwindigkeit von 10 in3/s bestimmen.

Für Polypropylen k = 25000 psi

Projizierte Teilfläche A = 4 x 4 = 16 in2

Einsetzen der Werte in die Gleichung:

P = 25000 x 10 / 16

P = 15625 psi

Daher muss an der Spritzgießmaschine ein Einspritzdruck von 15.625 psi eingestellt werden, um dieses spezielle Teil zu formen.

Durch Anpassung der Parameter in dieser Einspritzdruckgleichung können Sie den richtigen Druck für Ihre Anwendung ermitteln.

Wie optimiert man die Einstellung des Einspritzdrucks?

Hier finden Sie einige Tipps zur Optimierung des Einspritzdruckparameters:

• Beginnen Sie mit den Empfehlungen des Materiallieferanten und nehmen Sie die Feinabstimmung durch wissenschaftliche Formexperimente vor.
• Stellen Sie höhere Einspritzdrücke für komplexe, dickere Teile ein und umgekehrt
• Verwenden Sie niedrigere Drücke für leicht fließende Materialien wie PP, PE. Höhere Werte für PVC, Nylon, PC
• Reduzieren Sie den Druck, wenn Sie blinkende oder spritzende Fehler feststellen.
• Erhöhen Sie den Druck, wenn kurze Schüsse, schwache Schweißnähte oder Einfallstellen beobachtet werden.
• Verwendung von Werkzeuginnendruckwandlern für die Druckkontrolle im geschlossenen Regelkreis
• Beibehaltung des Einspritzdruckprofils - allmählicher Anstieg in der Füll- und Packphase

Eine kontinuierliche Überwachung und entsprechende Anpassung der Einspritzdrücke ist der Schlüssel zu stabilen Spritzgießprozessen und einer gleichbleibenden Produktion von Bauteilen guter Qualität.

Schlussfolgerung

Der Einspritzdruck ist ein entscheidender Parameter des Spritzgießprozesses, der sich direkt auf die Qualität der Spritzgussteile und die Produktionseffizienz auswirkt. Durch die richtige Steuerung des Einspritzdrucks entsprechend den Anwendungsanforderungen können Formfehler minimiert werden, während gleichzeitig eine vollständige Formfüllung und eine gute Nachbildung der Formdetails auf dem spritzgegossenen Bauteil erreicht wird.