Auswahl der richtigen Härte für Injektionsformen: Ist immer schwieriger?

1. Die Vor- und Nachteile hoher Härte

✅ Vorteile einer hohen Härte (HRC 50+)

• Überlegene Verschleißfestigkeit -ideal für abrasive Kunststoffe (z.

• Bessere Politur -erforderlich für optische Oberflächen (z. B. Linsen, Lichtführer).

• Längere Schimmel Lebensdauer - hartgesetzte Stähle (wie S136 oder Pulvermetallurgiestähle) können 1 Million Zyklen überschreiten.

❌ Nachteile hoher Härte

• Erhöhte Sprödigkeit - anfällig für das Knacken in dünnen oder komplexen Schimmelpilzschnitten.

• Höhere Bearbeitungskosten -erfordert EDM- oder Slow-Feed-Mahlen und erhöhte die Produktionszeit.

• Reduzierte thermische Leitfähigkeit - Härtere Stähle leiten die Wärme langsamer und potenziell zunehmende Zykluszeiten.

Beispiel:
Eine mit Glas gefüllte PA66 -Form aus HRC 60 Pulverstahl dauert 3x länger als HRC 45 H13, aber die Bearbeitungskosten steigen um 50%.

2. optimale Härte für verschiedene Anwendungen

A. Hohe Härte (HRC 50-64)-für anspruchsvolle Bedingungen

• Materialien:

• Werkzeugstähle (z. B. S136, H13 mit Härtung )

• Pulvermetallurgiestähle (z. B. Asp60, Vanadis 10 )

• Am besten für:

• Schleifkunststoff (GF30%, mit Mineralien gefüllte Polymere)

• Optische Teile mit hoher Präzision (Linsen, Lichtführer)

B. mittlere Härte (HRC 35-48)-das beste Gleichgewicht

• Materialien:

• Vorhergehende Stähle (z. B. P20, 718, Nak80 )

• H13 (hitzebehandelt mit HRC 48)

• Am besten für:

• Allzwecke ABS, PP, PS-Formen (50K-500K-Zyklen)

• Formen mit Schiebereglern/Liftern (braucht Zähigkeit)

C. geringe Härte (HB 150-300)-schnelles Prototyping & hohe Kühlung

• Materialien:

• Aluminium (z. B. 7075, Alumold )

• Beryllium Kupfer (z. B. Moldmax HH )

• Am besten für:

• Prototypenformen (<100K -Zyklen)

• Hochkühlende Effizienzformen (z. B. LED-Gehäuse)

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3. Wichtige Kompromisse: Härte gegen andere Eigenschaften

4. Fortgeschrittene Techniken zur Optimierung der Härte

A. Oberflächenbehandlungen

• Nitriding -fügt eine Verschleißschicht (HRC 65+) hinzu, während der Kern schwierig bleibt.

• DLC-Beschichtung -Diamond-ähnlicher Kohlenstoff reduziert die Reibung und verbessert die Freisetzung.

B. Hybridformen

• Harteinsätze (z. B. Wolfram-Carbid in Hochverwöhnungszonen) + weichere Basis (P20 oder Aluminium).

C. Gradientenhärtung

• Das Härten von Gehäusen erzeugt eine harte Oberfläche (HRC 55+) mit einem harten Innenraum (HRC 35-40).

Schlussfolgerung: Härte ist ein Werkzeug, keine Regel

Während eine hohe Härte den Verschleißfestigkeit verbessert, ist dies nicht immer die beste Wahl. Basieren Sie die Härte mit Zähigkeit, Kühlungseffizienz und Kosten basierend auf:

• Kunststofftyp (abrasiv? Transparent?)

• Schimmelkomplexität (dünne Wände? Schieberegler?)

• Produktionsvolumen (Prototyp oder Massenproduktion?)

Für die meisten Anwendungen bieten mittelgroße Stähle (HRC 35-48) den besten Kompromiss. Reservieren Sie ultrafarme Materialien (HRC 60+) nur für extreme Bedingungen.