Ihre Geheimwaffe für Hinterschnitte in Spritzgussformen

Wenn Sie ein Kunststoffteil mit einer inneren Hinterschneidung entwerfen – wie einen Schnapphaken in einem Gehäuse oder eine Rippe in einer tiefen Tasche –, geraten Sie in ein klassisches Formdilemma. Sie können das Teil nicht mit geraden Stiften auswerfen, und ein Schieber mit seitlicher Betätigung scheint übertrieben zu sein. Hier kommt der unbesungene Held des Formenbaus ins Spiel: der Lifter Angle Pin, oft einfach als „Lifter“ oder „Winkelstift“ bezeichnet.

Dieser geniale Mechanismus ist der Schlüssel zum effizienten und zuverlässigen Formen komplexer interner Merkmale.

Was ist ein Lifter-Winkelstiftsystem?

Es handelt sich um ein spezielles internes Seitenauswurfsystem. Dabei handelt es sich um eine Kern-Hohlraum-Komponente, die beim Auswerfen zwei synchronisierte Bewegungen ausführt:

1. Vertikaler Auswurf: Das Teil wird vom Kern gedrückt.

2. Seitlicher Rückzug: Gleichzeitige Bewegung seitwärts, um den inneren Unterschnitt zu beseitigen.

Vereinfacht gesagt: Es handelt sich um einen Auswerferstift, der sich in einem Winkel bewegt.

Das System besteht typischerweise aus:

• Heberkörper: Der abgewinkelte Stift oder Block selbst. Sein Kopf bildet einen Teil der Hohlraumoberfläche.

• Führungs-/Verschleißplatte: Ein gehärteter Stahlblock mit einem präzisionsgefertigten Winkelloch, das die Bewegung des Hebers führt.

• Montageblock: Verbindet den Heber mit der Auswerferplatte.

Wie funktioniert es? Die Magie der zusammengesetzten Bewegung

Die Schönheit liegt in seiner erzwungenen kinematischen Bewegung:

1. Form öffnet sich: Das Teil bleibt auf dem Kern (bewegliche Hälfte).

2. Der Auswurf beginnt: Die Auswurfstange der Maschine drückt die Auswurfplatte in einer geraden Linie nach vorne.

3. Zusammengesetzte Bewegung: Der an der Platte befestigte Heber wird gezwungen, dem durch die Winkelführung definierten Weg zu folgen. Der geradlinige Druck der Platte (Kraft Fv ) wird in zwei Komponenten aufgelöst:

• Vertikale Auswurfkraft ( Fv ): Hebt das Teil vom Kern ab.

• Horizontale Rückzugskraft ( Fh ): Zieht den Heberkopf von der Hinterschneidung weg.

4. Teilefreigabe: Am Ende des Hubs ist das Teil vollständig ausgeworfen und der Heber hat sich vollständig von der Hinterschneidung gelöst.

Schlüsselformel:
Horizontaler Weg (S) = Auswurfhub (L) x tan(Winkel α)

Kritische Designregeln für den Erfolg

Das richtige Design des Hebers ist entscheidend für die Langlebigkeit der Form und die Qualität der Teile.

1. Der Winkel (α) ist alles

• Typischer Bereich: 5° bis 12°. Dies ist der wichtigste Parameter.

• Zu klein (<5°): Unzureichender seitlicher Weg. Der Heber schafft es nicht, den Undercut zu überwinden.

• Zu groß (>15°):

• Übermäßige Biegebeanspruchung, die zum Bruch führt.

• Erfordert einen sehr langen Auswurfhub.

• Hohe Reibung und schneller Verschleiß.

• Profi-Tipp: Berechnen Sie zunächst den erforderlichen seitlichen Hub und ermitteln Sie dann mithilfe der obenstehenden Formel den Mindestwinkel für den verfügbaren Hub Ihrer Maschine.

2. Führung und Verschleißfestigkeit

• Passung: Eine Gleitpassung (H7/f7 oder ähnlich) zwischen Heberkörper und Führungsblock ist unbedingt erforderlich.

• Material: Der Führungsblock muss aus gehärtetem Werkzeugstahl bestehen (z. B. H13, gehärtet auf 48-52 HRC). Der Heberkörper besteht oft aus einem anderen, zähen Stahl, um ein Abrieb zu verhindern.

• Schmierung: Fettrillen einbauen oder selbstschmierende Beschichtungen verwenden.

3. Kopfdesign und Verdrehsicherung

• Der Heberkopf muss perfekt zur Hinterschnittgeometrie des Teils passen.

• Verdrehsicherung ist ein MUSS: Der Kopf darf sich nicht verdrehen. Dies wird erreicht durch:

• Eine flache Seite am Lifterkörper.

• Ein Schlüssel im Führungsblock.

• Ein spezieller Anti-Rotationsstift.

• Polieren des Kopfes: Die Formfläche sollte auf den gleichen Standard poliert werden wie der umgebende Hohlraum, um ein gutes Finish und ein einfaches Lösen zu gewährleisten.

4. Stärke und Vermeidung von Ablenkungen

• Unter hohem Einspritzdruck wirken Heber als Ausleger.

• Auf ausreichende Querschnittsfläche achten. Ein häufiger Fehler ist ein zu dünner Lifter.

• Verwenden Sie bei langen oder großen Hebern einen „Kicker“ oder „Stützblock“ unter dem Heber, um zu verhindern, dass er sich während der Injektion durchbiegt.

5. Ordnungsgemäße Freigabe

• Um ein Festklemmen zu verhindern, muss in nicht gleitenden Bereichen rund um den Heberkörper ausreichend Freiraum geschaffen werden.

• Achten Sie beim Einfahren genau auf den Abstand zwischen dem Heberkopf und dem umgebenden Kernstahl.

Wann sollte ein Lifter im Vergleich zu einem Side Core (Slider) verwendet werden?

Faustregel: Befindet sich der Hinterschnitt auf der Innenseite des Teils und ist er von der B-Seite (Auswerferseite) zugänglich, ist ein Heber in der Regel die wirtschaftlichste und robusteste Lösung.

Allgemeine Anwendungen

• Unterhaltungselektronik: Interne Schnappverschlüsse in Handyhüllen, Batterieabdeckungen.

• Automotive: Hinterschnitte an Steckverbindern, Innenverkleidungsclips.

• Haushaltswaren: Innengewinde, bewegliche Scharniere, Behälterverriegelungsfunktionen.

• Jedes Teil, bei dem ein internes Merkmal es mit geradem Auswurf am Kern befestigen würde.

Schnelle Tipps zur Fehlerbehebung

• Heber bricht: Winkel (zu steil), Querschnitt (zu dünn) oder Material/Wärmebehandlung prüfen.

• Gallig/Kratzbildung: Überprüfen Sie die Schmierung, die Härteunterschiede zwischen Heber und Führung oder unzureichendes Spiel.

• Teil klebt am Heberkopf: Verbessern Sie die Politur, fügen Sie mehr Zug hinzu oder fügen Sie einen leichten Unterschnitt am Heberkopf ein (für PP/PE).

• Zeugenspuren am Teil: Stellen Sie sicher, dass der Heberkopf während der Injektion richtig sitzt; auf Verschleiß prüfen.

Abschluss

Das Lifter Angle Pin-System ist ein Beweis für cleveres mechanisches Design beim Spritzgießen. Es wandelt eine einfache lineare Bewegung in die präzise zusammengesetzte Bewegung um, die zum Formen und Lösen komplexer interner Geometrien erforderlich ist. Durch die Beherrschung der Designregeln – Berücksichtigung des Winkels, Sicherstellung einer stabilen Führung und Verhinderung von Drehungen – eröffnen Sie sich die Möglichkeit, funktionellere, integrierte Kunststoffteile zu entwerfen, ohne die Herstellbarkeit zu beeinträchtigen.