Eingeschlossenes Gas beim Spritzgießen: Ursachen und praktische Lösungen

Wenn Sie jemals kleine Brandflecken am Rand eines Formteils gesehen haben oder eine unvollständige Füllung am Ende einer Rippe bemerkt haben, sind Sie wahrscheinlich auf eingeschlossenes Gas gestoßen. Dies ist einer der häufigsten Fehler beim Spritzgießen, doch viele Betriebe haben Schwierigkeiten, ihn konsequent zu beheben.

Die gute Nachricht? Die meisten Probleme mit eingeschlossenen Gasen können ohne teure Formmodifikationen behoben werden. Die schlechte Nachricht? Viele Betreiber greifen zunächst zur falschen Lösung.

Lassen Sie mich erklären, was eingeschlossenes Gas eigentlich ist, warum es auftritt und, was am wichtigsten ist, wie es behoben werden kann, beginnend mit den einfachsten Anpassungen.

Was ist eingeschlossenes Gas?

Beim Einspritzen ist der Formhohlraum mit Luft gefüllt. Wenn geschmolzener Kunststoff eindringt, muss die Luft irgendwohin entweichen. Kann es nicht entweichen, wird es bis in die letzte Ecke des Hohlraums komprimiert.

Hier liegt das Problem: Wenn Luft schnell komprimiert wird, erwärmt sie sich – und zwar dramatisch. Die Temperaturen können auf 300 °C (572 °F) oder mehr steigen. Bei diesen Temperaturen fließt Kunststoff nicht nur schlecht; es brennt tatsächlich oder zersetzt sich.

Das Ergebnis ist ein kleiner dunkler oder vergilbter Fleck auf dem Teil, typischerweise am Ende des Flusses oder dort, wo zwei Flussfronten aufeinandertreffen. In schweren Fällen füllt sich der Teil nicht einmal vollständig.

Drei Arten eingeschlossener Gasquellen

Nicht jedes eingeschlossene Gas ist gleich. Die Identifizierung der Quelle erspart stundenlanges Ausprobieren.

Die Lösungshierarchie: Von der schnellen Lösung zur dauerhaften Lösung

Die meisten Bediener möchten sofort die Entlüftungsöffnungen der Form öffnen. Das ist manchmal notwendig, aber es ist nicht der erste Schritt. Hier ist die logische Reihenfolge:

Stufe 1: Prozessanpassungen (am schnellsten, mit den geringsten Kosten)

Probieren Sie diese Prozessänderungen aus, bevor Sie die Form berühren. Sie lösen oft 50–70 % der Probleme mit eingeschlossenen Gasen.

1. Reduzieren Sie die Einspritzgeschwindigkeit der letzten Stufe

Dies ist die effektivste Prozessanpassung. Eingeschlossenes Gas wird komprimiert, wenn sich die Schmelzfront am Ende des Füllvorgangs zu schnell bewegt. Verlangsamen Sie die Geschwindigkeit auf den letzten 5–10 mm des Schraubenwegs drastisch – manchmal auf 5–10 % der Maximalgeschwindigkeit.

Die meisten modernen Einspritzmaschinen ermöglichen mehrstufige Einspritzprofile. Benutze es.

2. Schimmelatmung/Dekompression nutzen (unterschätzt!)

Viele Bediener wissen nicht, dass ihre Maschine über diese Funktion verfügt. Bei einigen Pressen (insbesondere Sumitomo, Nissei, Engel) gibt es eine Funktion, die die Schließkraft während der letzten Phase des Einspritzens kurzzeitig reduziert. Die Form „atmet“ sich um einige Mikrometer auf – gerade genug, um das Gas entweichen zu lassen – und klemmt sich dann zum Packen vollständig zusammen.

Wenn Ihre Maschine darüber verfügt, lernen Sie, wie Sie es verwenden. Es kann Brandflecken beseitigen, ohne dass der Schimmel verändert wird.

3. Passen Sie die Schmelze- und Formtemperatur an

Eine Erhöhung der Formtemperatur verlangsamt die Bildung der gefrorenen Schicht etwas, sodass eingeschlossene Luft mehr Zeit hat, durch bestehende Lücken zu entweichen. Eine Verringerung der Schmelztemperatur verringert die Gasbildung bei der Materialzersetzung.

4. Trocknen Sie das Material

Das klingt offensichtlich, aber bei der Einspritztemperatur wird Feuchtigkeit zu Dampf. Dampf nimmt weitaus mehr Volumen ein als Luft. Wenn Sie Nylon, PC, PET oder ein anderes hygroskopisches Material formen, überprüfen Sie zunächst die Trocknung.

Stufe 2: Schimmelmodifikationen (häufigste dauerhafte Lösung)

Wenn Prozessanpassungen das Problem nicht vollständig lösen – oder wenn sie zu viel Zykluszeit kosten – modifizieren Sie die Form.

1. Entlüftungsschlitze an der Trennfuge hinzufügen

Dies ist aus gutem Grund die Standardlösung: Sie funktioniert. Der Schlüssel liegt in der richtigen Tiefe.

Nach der anfänglichen Entlüftungstiefe von 5–10 mm den Schlitz auf 0,5–1,0 mm zurückschneiden, damit das Gas ungehindert in die Atmosphäre entweichen kann.

2. Belüftete Stifte oder Einsätze verwenden

Für eingeschlossenes Gas an tiefen Rippen oder um kleine Kerne herum – Stellen, an die die Trennlinienentlüftungen nicht reichen – verwenden Sie spezielle Entlüftungskomponenten:

• Belüftete Auswerferstifte : Schleifen Sie eine kleine Abflachung am Schaft des Stifts, um einen Luftweg entlang des Abstands zwischen Stift und Form zu schaffen

• Poröser belüfteter Stahl : Material wie PM-35 hat miteinander verbundene Poren, die Luft durchlassen, aber Kunststoff blockieren

• Diamantgeschliffene Kernstifte : Schneiden Sie kleine axiale Rillen in den nicht eingreifenden Teil des Stifts

3. Versetzen oder gestalten Sie das Tor neu

Manchmal verursacht das Tor selbst das Problem. Ein schlecht platzierter Anschnitt kann zu einer Schlauchwicklung führen – die Schmelze fließt um einen Kern herum und schließt Luft in der Mitte ein.

Durch den Umzug an einen anderen Standort können bestimmte Arten eingeschlossener Gase ohne weitere Änderungen vollständig beseitigt werden.

Ebene 3: Änderungen am Teiledesign (am teuersten, am dauerhaftsten)

Wenn das Problem immer wieder auftritt oder wenn Formänderungen nicht möglich sind, kann die Teilekonstruktion selbst schuld sein.

Was verursacht konstruktionsbedingte Gaseinschlüsse:

• Abrupte Änderungen der Wandstärke : Schmelze strömt durch dicke Abschnitte, umgeht dünne Abschnitte und schließt Luft ein

• Tiefe, schmale Rippen : Die Rippe wirkt wie ein Sackgassenrohr – die Luft kann nirgendwo hin

• Unausgeglichene Strömungswege : Eine Seite füllt sich zuerst, umschließt sie und dichtet die verbleibende Luft ab

Lösungen:

• Wandübergänge hinzufügen (konisch, nicht gestuft)

• Reduzieren Sie die Rippentiefe oder vergrößern Sie den Basisradius

• Führen Sie vor dem Schneiden von Stahl eine Moldflow-Analyse durch – sie zeigt Ihnen genau, wo eingeschlossenes Gas entstehen wird

Ein realer Entscheidungsfluss

90 % der Probleme mit eingeschlossenem Gas hören irgendwo in diesem Fluss auf. Die restlichen 10 % erfordern eine Neukonstruktion der Teile oder eine erweiterte Entlüftung wie poröser Stahl.

Was man nicht tun sollte

Häufige Fehler, die Zeit verschwenden oder alles noch schlimmer machen:

• Erhöhen Sie den Einspritzdruck nicht – dadurch wird das Gas nur stärker komprimiert, was zu Verbrennungen führt

• Nicht zu tief entlüften – 0,05 mm reicht für ABS; 0,05 mm auf PP erzeugen einen wunderschönen, hauchdünnen Blitz

• Ignorieren Sie nicht die Auswerferstifte – sie sind oft die besten natürlichen Entlüftungsöffnungen in der Form

• Gehen Sie nicht davon aus, dass es sich immer um Luft handelt – bei der Zersetzung von Material (insbesondere POM und Nylon) entsteht ein eigenes Gas

Kurzanleitung zur Fehlerbehebung

Das Fazit

Eingeschlossenes Gas ist frustrierend, weil es plötzlich auftritt, Teile verbrennt und scheinbar unmöglich vollständig beseitigt werden kann. In den meisten Fällen folgt es jedoch vorhersehbaren Mustern mit logischen Lösungen.

Beginnen Sie mit Geschwindigkeitsreduzierung und Schimmelatmung – diese sind kostenlos und oft ausreichend. Fahren Sie erst dann mit den Entlüftungsmodifikationen fort. Und wenn Sie eine neue Form entwerfen, führen Sie zunächst eine Simulation durch. Das Auffinden eingeschlossener Gase in Software kostet nichts. Es in der Produktion zu finden, kostet Zeit, Geld und Reputation.

Die besten Geschäfte beseitigen eingeschlossenes Gas nicht durch Raten. Sie folgen einer Methode. Jetzt hast du eins.