Was sind Schweißnähte beim Spritzgießen? Ein vollständiger Leitfaden

Schweißnähte, auch Stricknähte genannt, sind ein häufiger Fehler beim Spritzgießen, der das Aussehen und die Leistung von Kunststoffformteilen beeinträchtigen kann. In diesem vollständigen Leitfaden, als Hersteller von Kunststoff-SpritzgussteilenIn diesem Kapitel erfahren Sie alles, was Sie über Schweißnähte wissen müssen, z. B. was sie verursacht, wie man sie verhindert und wie man ihre Auswirkungen minimiert.

Was sind Schweißnahtlinien?

Schweißnähte beim Spritzgießen entstehen, wenn zwei Fließfronten des geschmolzenen Kunststoffs zusammenlaufen, aber im Formhohlraum nicht vollständig ineinander übergehen. Dies hinterlässt eine sichtbare Linie, eine Verfärbung oder eine Vertiefung auf der Oberfläche, wo die beiden Fronten aufeinandertreffen.

Der Fachbegriff für dieses Phänomen lautet "kalte Schweißung", da der Kunststoff abkühlt und sich verfestigt, bevor die beiden Fronten vollständig verschmelzen. Das Ergebnis ist eine unvollkommene Verbindung, die eine Schwachstelle im Teil verursacht.

Schweißnähte bilden sich häufig um Löcher, Ecken, Einsätze, Änderungen der Wandstärke und andere Hindernisse in der Form. Wenn der Kunststoff um diese Objekte herumfließt, teilt er sich in getrennte Ströme und vereinigt sich auf der anderen Seite wieder.

Was verursacht die Bildung von Schweißnähten?

Es gibt mehrere mögliche Ursachen für Schweißnahtfehler:

Unzureichender Druck - Wenn der Einspritzdruck zu niedrig ist, haben die beiden Kunststoff-Fließfronten nicht genug Kraft, um sich wieder vollständig zu verbinden.

Vorzeitige Abkühlung - Zu kalter geschmolzener Kunststoff verschmilzt nicht richtig, wenn sich die Ströme wieder verbinden. Dies kann passieren, wenn die Einspritzgeschwindigkeit zu langsam ist oder wenn ein unerwarteter Temperaturabfall auftritt.

Ungleichmäßige Kühlung - Wenn eine Seite des Hindernisses schneller abkühlt als die andere, entstehen zwei Fronten mit unterschiedlichen Temperaturen, die nicht richtig zusammenwachsen.

Eingeschlossenes Gas - Luft und Gase, die während des Einspritzens aus dem Kunststoff austreten, können an der Bindenaht eingeschlossen werden und das Schmelzen des Materials verhindern.

Verunreinigungen - Verunreinigungen im Kunstharz können zu Fließunregelmäßigkeiten führen, die ein ordnungsgemäßes Verschmelzen der Fronten verhindern.

Schlechte Entlüftung - Eine unzureichende Entlüftung führt dazu, dass Gase entlang der Schweißnaht eingeschlossen werden.

Unausgewogene Füllung - Ungleichmäßige Fließgeschwindigkeiten zwischen den Abschnitten der Form können zu einer vorzeitigen Abkühlung auf einer Seite der Schweißnaht führen.

Wie wirken sich Schweißnähte auf Teile aus?

In den meisten Fällen sind Schweißnähte ein rein kosmetisches Problem, das die Leistung nicht beeinträchtigt. In einigen Fällen können sie jedoch Schwachstellen verursachen:

Verringerung der Festigkeit, Haltbarkeit und Schlagzähigkeit
Erstellen von Leckpfaden
Einführung von Spannungskonzentrationspunkten

Der Schweregrad hängt von der Breite und Tiefe der Schweißnaht ab, davon, wie gut sich die Polymerketten über die Grenze hinweg vermischt haben, und davon, ob es sich um eine stark beanspruchte Stelle handelt.

Tiefe Schweißnähte mit wenig oder keiner molekularen Bindung beeinträchtigen am ehesten die Funktion. Aber auch flache Linien können unter bestimmten Bedingungen zu Rissen führen.

Wie man die Schweißnaht beim Spritzgießen reduziert

Auch wenn es bei manchen Formen nicht möglich ist, Schweißnähte vollständig zu vermeiden, gibt es Lösungen, die helfen, diese Fehler zu minimieren:

Optimieren der Teilekonstruktion

Verwenden Sie möglichst einheitliche Wandstärken, um einen gleichmäßigen Fluss zu fördern.
Positionieren Sie eventuell erforderliche Einsätze günstig zum Strömungsbild.
Ziehen Sie eine Ausrundung oder einen großzügigen Radius an Wandanschlüssen in Betracht.

Verbessern Sie die Formgestaltung

Prüfen Sie, ob die Entlüftung in Problembereichen ausreichend ist. Bei Bedarf Entlüftungsöffnungen vergrößern.
Die Tore sind so anzuordnen, dass der Fluss nach der Zusammenführung weiterfließt.
Verringern Sie Hindernisse im Strömungsweg wie Rippen oder Löcher.

Prozesseinstellungen anpassen

Erhöhen Sie die Einspritzgeschwindigkeit und den Druck.
Die Temperaturen von Fass und Form leicht anheben.
Verlängern Sie die Packzeit, um den Strickleitungsdruck zu erhöhen.
Minimieren Sie die Verwendung von Formtrennmitteln mit Silikonen.

Wenn diese Bereiche beachtet werden, können Spritzgießer das Auftreten von Bindenähten verringern und stabilere, besser aussehende Kunststoffteile herstellen. Richtige Entlüftung, Anschnitte, gleichmäßige Wände und optimale Füllbedingungen machen einen großen Unterschied. Um das beste Gleichgewicht für eine bestimmte Form zu finden, sind möglicherweise einige Probeläufe erforderlich.

Wie man Schweißnähte verhindert

Die vollständige Beseitigung von Bindenähten ist in der Regel nicht möglich, ohne notwendige Formmerkmale zu entfernen. Sie können jedoch Maßnahmen ergreifen, um ihr Auftreten und ihren Schweregrad zu minimieren:

Optimieren der Gate-Position - Ordnen Sie die Schieber so an, dass der Kunststoff parallel zu den Hindernissen eintritt und genügend Raum für die Strömung vorhanden ist, um stromabwärts zu verschmelzen.

Balance Runner Layouts - Gleichen Sie Fließlängen und -durchmesser so aus, dass der Kunststoff auf beiden Seiten der Schweißlinie gleichzeitig ankommt.

Wanddicke erhöhen - Zusätzliches Material verlangsamt die Abkühlung und gibt den Strömungsfronten mehr Zeit, sich zu vermischen.

Belüftungsöffnungen und Überlauflaschen hinzufügen - Dank der verbesserten Entlüftung können die Gase entweichen, anstatt zwischen den Strömen eingeschlossen zu werden.

Polieren von Formeinsätzen - Glattere Oberflächen der Einsätze verringern die Reibung und Schererwärmung, die zu einer ungleichmäßigen Abkühlung zwischen den Strömungsfronten beitragen können.

Heißkanäle verwenden - Heißkanäle halten den Kunststoff geschmolzen und sorgen so für eine schnellere Befüllung, geringere Abkühlungsschwankungen und eine bessere Verschmelzung der Fließfronten.

Optimieren der Verarbeitungseinstellungen - Die Einstellung der optimalen Temperatur, des Drucks, der Geschwindigkeit und der Zeit hilft, den Durchfluss auszugleichen und ein vorzeitiges Abkühlen zu verhindern.

Behebung bestehender Probleme mit Schweißnähten

Für Teile, die bereits Schweißnahtdefekte aufweisen, können Sie hier einige Verbesserungen bei der Verarbeitung ausprobieren:

Einspritzgeschwindigkeit erhöhen - Eine schnellere Befüllung verkürzt die Abkühlzeit und erleichtert es den Polymerketten, sich über die Fließgrenzen hinweg richtig zu vermischen. Erhöhen Sie die Geschwindigkeit jedoch nicht so stark, dass es zu anderen Problemen mit dem Feuchtwasserfluss, dem Strahlen oder dem Verbrennen kommt.

Erhöhung der Schmelz- und Formtemperaturen - Heißerer Kunststoff füllt den Hohlraum schneller und bleibt länger geschmolzen, so dass sich die Ketten an der Schweißnaht für eine bessere Festigkeit durchdringen können. Halten Sie sich einfach an die Empfehlungen des Kunststoffherstellers.

Schraubengegendruck hinzufügen - Ein höherer Gegendruck führt zu einer homogeneren Kunststoffschmelze und damit zu einem gleichmäßigeren und konstanteren Fluss.

Untere Spannkraft - Eine geringere Klemmkraft ermöglicht eine geringe Menge an "Grat", so dass die Gase ungehindert aus den Schweißstellen entweichen können.

Optimieren Sie Pack & Hold - Eine sorgfältige Anpassung von Packungsdruck, Zeit und Profilierung kann die Verschmelzung an den Schweißstellen verbessern.

Minimierung des Auftretens von Schweißnähten

Obwohl dies oft unvermeidlich ist, gibt es Methoden, um die Sichtbarkeit von Schweißnähten zu verringern:

Platzierung der Tore - Durch die Anordnung der Anschnitte weit entfernt von kosmetisch empfindlichen Oberflächen werden die Schweißnähte in weniger sichtbare Bereiche verlegt.

Auswahl des Materials - Transluzente Materialien wie Kristall Polystyrol verbergen Schweißnähte natürlich besser als glänzende Materialien. Oder verwenden Sie spezielle, fließfähigere Sorten.

Färbung - Dunklere Harzfarben verdecken Schweißnähte besser als helle Farben.

Dekoration - Durch Bemalen, Bedrucken, Strukturieren oder Hinzufügen von Etiketten/Logos lassen sich Schweißnähte an der Oberfläche wirksam kaschieren.

Operationen nach der Formgebung - Durch sekundäre Bearbeitung, Schleifen, Polieren, Schwabbeln oder abrasive Fließbearbeitung können oberflächliche Schweißnähte beseitigt werden.

Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass Bindenähte ein sehr häufiger Fehler beim Spritzgießen sind, der auftritt, wenn die Kunststofffronten nicht richtig zusammenlaufen. Der Schlüssel zum Erfolg liegt darin, zunächst zu verstehen, was sie verursacht, und dann verschiedene Möglichkeiten zu erkunden, um ihre Auswirkungen zu verhindern, zu minimieren oder zu verbergen, je nachdem, was für Ihre Anwendung am wichtigsten ist.

FAQs über Schweißlinien beim Spritzgießen

Hier finden Sie Antworten auf einige häufig gestellte Fragen zu Schweißnähten:

Können Sie Schweißnähte vollständig beseitigen?

In den meisten Fällen nicht. Ein gewisses Maß an Bindenähten ist beim konventionellen Spritzgießen in der Regel unvermeidlich, wenn sich der Kunststofffluss aufteilen und um Hindernisse herum wieder zusammenführen muss. Aber man kann ihr Auftreten oft durch Optimierung minimieren.

Wann schwächen Schweißnähte Kunststoffteile tatsächlich?

Die meisten sind rein kosmetisch. Wenn jedoch die Verflechtung der Polymerketten an der Schnittgrenze sehr schlecht ist, weist diese Stelle minderwertige mechanische Eigenschaften auf. Nur durch tatsächliche Tests lässt sich feststellen, ob die Zug- oder Kerbschlagzähigkeit signifikant abnimmt.

Woher wissen Sie, ob eine Schweißnaht ein Problem darstellen wird?

Problematischer sind breitere, tiefere Fäden, stark beanspruchte Stellen, kristalline Harze, glasgefüllte Materialien und eine unzureichende molekulare Interdiffusion. Kurze, flache Stricklinien in unkritischen Bereichen beeinträchtigen die Leistung am wenigsten.

Kann eine Änderung der Anschnittposition Schweißnähte beseitigen?

Manchmal. Am besten ist es, die Anschnitte so zu platzieren, dass der Kunststoff so eintritt, dass die gespaltenen Ströme stromabwärts wieder zusammenschmelzen können und genügend Abstand haben, um sich gründlich zu vermischen. Bei einer Neupositionierung der Anschnitte besteht jedoch die Gefahr, dass neue Schweißnähte oder andere Defekte entstehen.

Warum verbergen manche Harze Schweißnähte besser als andere?

Amorphe Polymere wie ABS, PC und PMMA diffundieren naturgemäß besser über Fließfronten hinweg zusammen. Teilkristalline Harze wie Nylon, PET und PP haben es schwerer, sich zu vermischen und Schweißnähte zu verdecken.

Wie kann man eine schwache Schweißnaht verstärken?

Wenn die Überarbeitung der Teilegeometrie, des Werkzeugs und der Verarbeitung immer noch nicht ausreicht, um die Begrenzung zu verschmelzen, müssen Sie möglicherweise ein fließfähigeres Material spezifizieren, Verstärkungsrippen oder Zwickel um den Bereich herum hinzufügen, zu Metall-/Verbundstoffeinsätzen wechseln oder hohe Spannungen in der Nähe der Stelle vermeiden.

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Wissen über das Was, Warum und Wie von Schweißnähten Sie in die Lage versetzt, durch proaktive Optimierung statt reaktiver Fehlersuche schneller funktionale und langlebige Teile zu fertigen. Bitte wenden Sie sich an uns, wenn Sie weitere Fragen zu Schweißnähten haben!