Voorkom veelvoorkomende spuitgietfouten:7 bewezen strategieën voor kwaliteitsonderdelen

Gepubliceerd op 18 januari 2024

Spuitgieten is een efficiënte productiemethode wanneer grote aantallen identieke onderdelen nodig zijn. Het vereist echter ook een hoge mate van technische expertise om het onder de knie te krijgen. Omdat er zoveel verschillende variabelen in het spel zijn, kunnen kleine, ogenschijnlijk kleine fouten in de vroege fasen van de productontwikkeling later tot grote problemen leiden en zelfs de productintegriteit in gevaar brengen.

Defecten kunnen de snelheid en kostenefficiëntie van het gehele productontwikkelingsproces verminderen en kunnen mogelijk de levensduur van producten verkorten als ze niet worden aangepakt. Problemen en defecten bij het spuitgieten kunnen door tal van redenen worden veroorzaakt, waaronder een slecht ontwerp, fouten in het productieproces, fouten in de kwaliteitscontrole en meer. Daarom is het belangrijk om tijdens het hele productontwikkelingsproces een proactieve benadering van risicobeperking te hanteren, om de kans op mogelijke spuitgietdefecten te verkleinen.

Hier volgen enkele van de meest voorkomende defecten die kunnen optreden bij het spuitgieten van kunststof – en hoe productteams deze kunnen vermijden.

1. Stroomlijnen

Vloeilijnen zijn afwijkende lijnen, strepen en andere patronen die op het oppervlak van een onderdeel verschijnen. Deze worden veroorzaakt doordat het gesmolten plastic met verschillende snelheden door de spuitgietmatrijs beweegt, waardoor de hars uiteindelijk met verschillende snelheden stolt. Dit is vaak een teken dat de injectiesnelheid en/of -druk te laag zijn.

Er kunnen ook vloeilijnen verschijnen wanneer de thermoplastische hars door delen van de mal met verschillende wanddiktes beweegt. Daarom is het van cruciaal belang om een consistente wanddikte aan te houden of ervoor te zorgen dat afschuiningen en filets de juiste lengte hebben. Het plaatsen van de schuif in een dunwandig gedeelte van de gereedschapsholte kan verder helpen de stroomlijnen te verminderen.

2. Zinksporen

Zinksporen verschijnen als depressies, deuken of kraters in dikke delen van een onderdeel. Bij dikkere delen duurt het langer om af te koelen, wat het vaak onverwachte neveneffect kan hebben dat de binnenste delen van het onderdeel in een veel ander tempo krimpen en samentrekken dan de buitenste delen.

Hoewel dit meestal een indicatie is dat het plastic meer tijd nodig heeft in de mal om goed af te koelen en uit te harden, kunnen zinksporen soms worden verholpen door de dikte van de dikste wanddelen te verminderen, wat helpt om een gelijkmatigere en grondigere koeling te garanderen. Onvoldoende druk in de matrijsholte of hoger dan wenselijke temperaturen aan de poort kunnen ook bijdragen aan de ontwikkeling van de defecten.

Aan de ontwerpkant kan het risico op zinksporen worden geminimaliseerd door te zorgen voor de juiste dikte van de spuitgietribbe en wanddikte. Deze acties kunnen ook helpen om de algehele sterkte van het onderdeel te vergroten.

3. Oppervlaktedelaminering

Wat is delaminatie? Delaminatie is een aandoening waarbij het oppervlak van een onderdeel in dunne lagen uiteenvalt. Deze lagen, die eruit zien als coatings die kunnen worden afgepeld, worden veroorzaakt door de aanwezigheid van verontreinigingen in het materiaal die zich niet hechten aan het plastic, waardoor plaatselijke fouten ontstaan. Een te grote afhankelijkheid van losmiddelen kan ook delaminatie veroorzaken.

Om het herstel en de preventie van delaminatie aan te moedigen, moeten teams de matrijstemperaturen verhogen en het uitwerpmechanisme van de matrijs zo aanpassen dat deze minder afhankelijk is van losmiddelen, omdat deze middelen het risico op delaminatie kunnen vergroten. Het kan ook helpen om het plastic goed voor te drogen voordat het wordt gegoten.

4. Laslijnen

Deze defecten, ook wel breilijnen genoemd, markeren waar twee stromen gesmolten hars samenkwamen terwijl ze door de vormgeometrie bewogen. Dit gebeurt rond elk deel van de geometrie dat een gat heeft. Terwijl het plastic langs elke kant van een gat stroomt en zich wikkelt, komen de twee stromen plastic bij elkaar. Als de temperatuur van de stroom niet precies goed is, zullen de twee stromen niet goed aan elkaar hechten en in plaats daarvan een zichtbare laslijn veroorzaken. Dit vermindert de algehele sterkte en duurzaamheid van het onderdeel.

Het verhogen van de temperatuur van de gesmolten hars kan helpen voorkomen dat het stollingsproces te vroeg begint, evenals het verhogen van de injectiesnelheid en -druk. Harsen met een lagere viscositeit en lagere smeltpunten zijn minder gevoelig voor het ontwikkelen van laslijnen bij het spuitgieten, wat ook kan worden geëlimineerd door scheidingswanden uit het matrijsontwerp te verwijderen.

5. Korte schoten

“Short shots” verwijzen naar gevallen waarin de hars de vormholte niet volledig vult, wat resulteert in onvolledige en onbruikbare onderdelen.

Wat veroorzaakt korte schoten bij spuitgieten? Meestal zijn ze het gevolg van een beperkte stroming in de mal, die kan worden veroorzaakt door te smalle of geblokkeerde poorten, opgesloten luchtzakken of onvoldoende injectiedruk. Materiaalviscositeit en matrijstemperatuur dragen ook bij. Het verhogen van de matrijstemperatuur en het opnemen van extra ventilatie in het matrijsontwerp om de lucht goed te laten ontsnappen, kan het optreden van korte schoten helpen voorkomen.

6. Vervorming

Vervorming door spuitgieten verwijst naar onbedoelde draaiingen of bochten veroorzaakt door ongelijkmatige interne krimp tijdens het koelproces. Kromfouten bij spuitgieten zijn doorgaans het gevolg van niet-uniforme of inconsistente koeling van de matrijs, waardoor er spanningen in het materiaal ontstaan.

Het voorkomen van kromtrekkingsdefecten bij spuitgieten is een kwestie van garanderen dat onderdelen voldoende tijd krijgen om af te koelen – en met een voldoende geleidelijke snelheid – om te voorkomen dat interne spanningen ontstaan en het stuk beschadigen. Een uniforme wanddikte bij het ontwerpen van matrijzen is om vele redenen van cruciaal belang. Cruciaal daarbij is dat het ervoor zorgt dat het plastic in één richting door de matrijsholte stroomt.

Het is vermeldenswaard dat materialen met semi-kristallijne structuren een grotere kans hebben om kromtrekken te ontwikkelen.

7. Jetten

Spuitfouten bij spuitgieten zijn een ander mogelijk gevolg van een ongelijkmatig stollingsproces. Jetting vindt plaats wanneer een eerste straal hars de mal binnenkomt en voldoende tijd heeft om te beginnen uitharden voordat de holte zich vult. Dit creëert zichtbare, kronkelige stromingspatronen op het oppervlak van het stuk en vermindert de sterkte van het onderdeel.

Het verlagen van de injectiedruk is vaak de beste manier om een meer geleidelijke vulling te garanderen, maar het verhogen van de mal- en harstemperatuur kan ook helpen voorkomen dat jets preventief uitharden. Het plaatsen van de injectiepoort zodat de materiaalstroom door de kortste as van de mal loopt, is een ander effectief middel om het spuiten te minimaliseren.

Voorkom spuitgietdefecten en oorzaken

Spuitgieten kan een zeer efficiënte productiemethode zijn voor het produceren van zeer herhaalbare kunststof onderdelen, maar net als bij veel processen vereist het produceren van hoogwaardige eindonderdelen een hoog niveau van aandacht voor detail en een proactieve benadering van risicobeheer. Iedereen die betrokken is bij het productontwikkelingsproces – vanaf de initiële ontwerp- en proof-of-concept-fase tot en met de uitvoering ervan – moet zijn uiterste best doen om ervoor te zorgen dat producten aan de hoogste kwaliteitsnormen voldoen en deze veelvoorkomende problemen met het spuitgieten van plastic te voorkomen.

Het kiezen van een productiepartner als SyBridge, die goed op de hoogte is van veelvoorkomende defecten bij spuitgieten en het oplossen ervan, kan het verschil betekenen tussen onderdelen van hoge kwaliteit – op tijd en binnen het budget geproduceerd – en onderdelen die zijn gemarkeerd met laslijnen, jet-, flash-, sink-marks en andere defecten. Naast dat we een ervaren on-demand productiewerkplaats zijn, bieden we ook ontwerpadvies en optimalisatiediensten die ervoor zorgen dat we elk team kunnen helpen functionele, elegante, hoogwaardige onderdelen zo efficiënt mogelijk te creëren. Neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie over onze spuitgietdiensten.