Also gut, hören Sie sich das an. Diese Firma stellte diese wirklich komplexen Kunststoffzahnräder für einige ernsthafte Maschinen her und stieß dabei auf ein Problem.
Was ist passiert?
Sie konnten die Dinger nicht aus den Formen herausbekommen.
Oh, wow.
Es stellte sich heraus, dass sie Nylon verwendeten.
Rechts.
Und Nylon schrumpft stark, wenn es abkühlt.
Rechts.
Viel mehr als das übliche Zeug.
Wie viel mehr?
Wir reden hier von ganzen 2 % mehr als beispielsweise Polypropylen.
Oh, wow.
Bei alltäglichen Dingen merkt man vielleicht nicht so viel.
Ja.
Aber in einem Präzisionsgetriebe.
Rechts.
Totale Katastrophe.
Ja, das kann ich sehen.
Und darauf gehen wir heute ein.
Okay.
Die Kunst, beim Spritzgießen eine saubere Trennung zu erzielen.
Rechts.
Oder wie die Profis es nennen: Entformen.
Entformen. Ja.
Wir haben diesen technischen Leitfaden, der den gesamten Prozess erklären wird.
Eindrucksvoll.
Bist du bereit, dich auf das Wesentliche der Herstellung einzulassen?
Absolut. Ich bin bereit, wenn du es bist.
Eindrucksvoll.
Diese Geschichte über die Zahnräder zeigt nur, wie wichtig das Entformen ist.
Ja, sicher.
Es geht nicht nur darum, Plastik in eine Form zu schieben.
Rechts.
Es ist diese ganze sorgfältig geplante Sache mit Designmaterialien und Prozesskontrolle.
Okay. Also stelle ich mir diesen Tanz vor.
Okay.
Wo fangen wir überhaupt an?
Nun, der erste Schritt besteht darin, die Bühne zu bereiten.
Okay.
Und damit meine ich die Form selbst.
Okay.
Die Art und Weise, wie die Form gestaltet ist, ist sozusagen die Grundlage für eine gute Formgebung.
Es geht also nicht nur um den Kunststoff.
Ja.
Die Form ist wirklich so wichtig.
Absolut. 100 %.
Wow.
Es gibt ein paar wichtige Designaspekte, die über Erfolg oder Misserfolg bei der Entformung entscheiden können.
Okay, was für Dinge?
Beginnen wir mit einer sogenannten Entformungsschräge.
Ein Formhang?
Ja. Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, etwas aus einer Kiste herauszuziehen.
Okay.
Wenn die Seiten oben und unten völlig gerade sind, wird es stecken bleiben.
Rechts.
Aber wenn ja, wie ein leichtes Gefälle.
Ja.
Es gleitet einfach heraus.
Macht Sinn.
Das Gleiche gilt für Muttermale.
Sie brauchen also auch ein Gefälle.
Ja. Sie benötigen einen sanften Winkel, normalerweise zwischen 1 und 3 Grad.
Also nur ein kleines bisschen?
Ja, gerade genug, damit dieser Teil reibungslos zustande kommt.
Okay, das macht Sinn. Für diesen Teil ist es wie ein eingebauter Fluchtweg.
Genau.
Ich mag es.
Dann gibt es noch die Oberflächenrauheit.
Oberflächenrauheit?
Ja. Was ist das? Eine raue Formoberfläche ist wie Sandpapier.
Oh.
Macht eine Menge Reibung. Das Teil bleibt also hängen.
Rechts.
Daher verbringen die Hersteller viel Zeit damit, diese Formen zu polieren.
Wow. Um die Rauheit loszuwerden.
Ja. Sie polieren sie, bis sie wirklich wie ein Spiegel sind? Ja. Dadurch wird die Reibung verringert und das Teil kann direkt herausgleiten.
Huh. Das ist cool. Eine glatte Oberfläche hilft also, aber erhöht das nicht die Wahrscheinlichkeit, dass das Teil während des Formens verrutscht?
Es ist sicher ein Balanceakt.
Okay.
Sie benötigen ausreichend Halt, um das Teil während des Einspritzens festzuhalten.
Ja.
Aber nicht so sehr, dass es wie ein Rest-Wrestling-Kampf wäre, um danach rauszukommen.
Richtig, richtig. Okay. Was ist mit den verrückten Formen, die ich in einigen Plastikteilen gesehen habe?
Okay.
Wie diese Spielzeuge mit all den Ecken und Winkeln.
Ja.
Bleiben die nicht ständig hängen?
Das sind mit Sicherheit die schwierigsten. Komplizierte Formen mit Hinterschnitten oder tiefen Hohlräumen.
Ja.
Es kann ein wahrer Albtraum sein, sie zu entformen.
Ich kann es mir vorstellen.
Aber wissen Sie, clevere Ingenieure haben einige wirklich clevere Lösungen gefunden.
Wie was?
Einer davon ist die Verwendung von Schiebereglern.
Schieberegler?
Ja. Stellen Sie sich kleine bewegliche Abschnitte innerhalb der Form vor.
Okay.
Diese Verschiebung aus dem Weg, wenn es Zeit ist, das Teil freizugeben.
Oh, es ist, als hätte man eine geheime Falltür in der Form.
Genau.
Das ist ordentlich. Ich vermute, dass es noch mehr dieser Geheimwaffendesigns gibt.
Es gibt.
Wirklich? Was noch?
Ein weiteres Beispiel sind Schrägauswerfer.
Schrägauswerfer?
Ja.
Okay.
Stellen Sie sich eine Rampe vor, die das Herausgleiten des Teils in einem Winkel erleichtert.
Okay.
Anstatt direkt nach oben zu gehen.
Verstanden.
Dies ist besonders hilfreich bei empfindlichen Teilen, die beschädigt werden könnten.
Rechts.
Wenn Sie sie einfach herausgezogen hätten.
Okay. Ich sehe, wie das Formendesign aussieht, eine ganze Welt der Strategie für sich.
Ja. Es ist ziemlich erstaunlich.
Aber ich weiß, dass es nicht nur um die Form geht. Rechts?
Rechts.
Wie sieht es mit dem eigentlichen Injektionsprozess aus?
Sie haben Recht. Die Form bereitet die Bühne, aber der Einspritzvorgang ist der Ort, an dem die Aktion stattfindet.
Rechts.
Und einer der wichtigsten Faktoren ist der Einspritzdruck.
Einspritzdruck?
Ja.
Okay, also was ist das?
Das ist die Kraft, mit der Sie den geschmolzenen Kunststoff in die Form drücken.
Okay, also ich bin neugierig. Was passiert, wenn während der Injektion zu viel Druck herrscht? Spritzt es heraus wie Zahnpasta?
Es kann definitiv ein Chaos anrichten.
Oh nein.
Zu viel Druck führt dazu, dass die Form viel zu fest drückt.
Okay.
Und das erhöht die Reibung und macht es extrem schwierig, das Teil herauszuholen.
Wow. Okay, geht es also nur darum, den Druck zu verringern?
Ich wünschte, es wäre so einfach.
Okay.
Wir brauchen genügend Druck, damit der Kunststoff in jede noch so kleine Ecke der Form gelangt.
Rechts.
Aber nicht so sehr, dass es darin hängenbleibt.
Den richtigen Druck zu finden ist also wie ein Balanceakt.
Genau.
Verstanden.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, diesen Sweet Spot zu finden, wie zum Beispiel? Eine davon besteht lediglich darin, den Einspritzdruck zu reduzieren.
Okay.
Es ist, als würde man den Deckel eines Glases gerade so weit lösen, dass das Siegel aufbricht.
Okay, das macht Sinn.
Wie können wir die Haltezeit sonst noch anpassen?
Haltezeit?
Ja.
Was ist das?
So lange bleibt die Form geschlossen, nachdem wir den Kunststoff eingespritzt haben.
Okay.
Eine kürzere Haltezeit bedeutet, dass der Kunststoff beim Abkühlen weniger Zeit zum Schrumpfen hat.
Oh, in Ordnung.
Und das kann die Freigabe erleichtern.
Ich verstehe. Es kommt also auf Finesse und Timing an.
Du hast es verstanden. Es ist, als würde man ein Orchester dirigieren.
Wow.
Um eine wunderschöne Symphonie aus geformten Kunststoffteilen zu schaffen, müssen alle Instrumente zusammenspielen.
Okay. Wir haben also die Form, wir haben den Druck.
Ja.
Aber es gibt noch eine Sache. Rechts.
Es gibt noch einen weiteren großen Spieler, den wir nicht vergessen dürfen.
Was ist das?
Das Material selbst.
Oh, richtig. Es geht also nicht nur darum, wie man es macht, sondern auch darum, woraus man es macht.
Genau. Unterschiedliche Kunststoffe haben sozusagen unterschiedliche Persönlichkeiten.
Okay.
Und diese Persönlichkeiten wirken sich wirklich auf die Entformung aus.
Ich vermute, dass es sich bei der Schrumpfung um die Stärke handelt, die der Kunststoff beim Abkühlen schrumpft.
Ja.
Und hängt die Geschichte mit der Nylonausrüstung, über die wir gesprochen haben, nicht auch damit zusammen?
Habe es.
Okay.
Das ist ein perfektes Beispiel dafür, wie Schrumpfung Probleme verursachen kann. Manche Kunststoffe ähneln schrumpfenden Veilchen, während andere beim Abkühlen eher dazu neigen, an der Form festzukleben.
Okay.
Und Nylon gehört definitiv zu den anschmiegsamen.
Wie wählt man dann den richtigen Kunststoff aus?
Nun, es hängt natürlich davon ab, was Sie machen.
Rechts.
Im Allgemeinen möchten Sie jedoch einen Kunststoff mit einer geringen Schrumpfungsrate.
Okay.
Und gute Fließfähigkeit.
Flüssigkeit.
Ja. Wie leicht es in die Form fließt.
Denn Wasser ist sehr flüssig.
Genau.
Okay.
Stellen Sie sich das so vor, als würde man Teig in eine Pfannkuchenform gießen.
Okay.
Manche Teige sind dünn und lassen sich leicht verteilen.
Rechts.
Während andere dick sind und möglicherweise nicht alle Ecken und Winkel ausfüllen.
Ja.
Bei Kunststoffen ist es ähnlich.
Ein glatter, fließender Kunststoff sorgt also für eine sanftere Freisetzung.
Ja.
Okay.
Nehmen wir zum Beispiel ABS-Kunststoff.
Okay.
Es ist dafür bekannt, dass es sehr gut fließt, was bedeutet, dass es die Form gut ausfüllt und sich leicht herauslösen lässt.
Das lässt mich darüber nachdenken, wie viel Wissenschaft und Technik in die Herstellung selbst einfacher Dinge gesteckt wird.
Ja, das ist es.
Ich meine, wer hätte gedacht, dass es so viel zu bedenken gibt, nur um ein Kunststoffteil aus einer Form zu bekommen?
Es ist ziemlich erstaunlich.
Es ist.
Und wir haben gerade erst an der Oberfläche gekratzt.
Ach wirklich?
Es gibt eine ganze Reihe anderer Techniken, mit denen Hersteller beispielsweise ihre Entformung auf die nächste Stufe heben.
Okay. Färbe mich fasziniert. Ich möchte auf jeden Fall etwas über diese Profi-Tipps hören. Sollten wir im zweiten Teil unseres Deep Dive näher darauf eingehen?
Lass es uns tun.
Eindrucksvoll. Ich bin bereit, wenn du es bist.
Also gut, machen wir eine kurze Pause und wir sind gleich zurück mit weiteren enttäuschenden Geheimnissen. In Ordnung. Zurück für weitere Entformungsgeheimnisse.
Ja, lass es uns tun.
Beim letzten Mal haben wir über die Form selbst und den Einspritzvorgang gesprochen. Was sind also diese fortgeschrittenen Techniken?
Okay.
Damit stellen die Hersteller sicher, dass die Kunststoffteile einfach perfekt herausspringen.
Beginnen wir mit etwas, das Trennmittel genannt wird.
Trennmittel?
Ja. Stellen Sie sich das so vor.
Okay.
Du backst einen Kuchen und fettest die Form ein.
Rechts. Damit es nicht klebt.
Genau.
Ja. So zerbröckelt der Kuchen nicht, wenn Sie versuchen, ihn herauszuholen.
Genau. Ähnlich funktionieren Trennmittel beim Spritzgießen.
Dabei handelt es sich in der Regel um Flüssigkeiten oder Sprays, die Sie auf die Formoberfläche auftragen.
Okay.
Und es entsteht eine dünne Barriere dazwischen.
Das Teil und die Form.
Ja.
Okay.
Das verringert die Reibung und trägt dazu bei, dass das Teil sauber herauskommt.
Sie sind also wie ein spezielles Schmiermittel nur für Kunststoffteile.
Genau.
Okay. Das klingt ziemlich einfach. Aber gibt es verschiedene Arten von Trennmitteln?
Es gibt. Wie. Und die Wahl des richtigen hängt vom Material in der Anwendung ab.
Okay.
Sie haben Ihre silikonbasierten Mittel. Sie eignen sich hervorragend für den allgemeinen Gebrauch.
Okay.
Allerdings können manchmal kleine Rückstände auf dem Teil zurückbleiben.
Oh, in Ordnung.
Dann handelt es sich um Mittel auf Wasserbasis.
Ja.
Gut, wenn Sie eine wirklich saubere Oberfläche benötigen, z. B. für medizinische Geräte oder ähnliches.
Macht Sinn.
Und für Hochtemperaturprodukte benötigen Sie spezielle Hochtemperatur-Trennmittel.
Natürlich.
Das verträgt die Hitze.
Es handelt sich also nicht um eine Einheitslösung, die für alle passt.
Nein.
Verstanden. Sie müssen das Trennmittel auf die Aufgabe abstimmen.
Genau.
Okay, cool. Kommen wir nun zu etwas mehr Hightech.
Okay. Was ist mit Ultraschallschwingungen?
Ultraschallschwingungen. In Ordnung. Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, Ketchup aus einer Flasche zu holen.
Oh. Ein klassisches Problem.
Manchmal hilft eine kleine Vibration des Klopfers, oder?
Ja, sicher. Das bringt normalerweise etwas in Bewegung.
Nun, die gleiche Idee hier mit Kunststoffteilen. Ja. Mit Ultraschallschwingungen.
Okay.
An der Form sind spezielle Geräte, sogenannte Wandler, angebracht.
Okay.
Sie erzeugen hochfrequente Schallwellen.
Es ist also so, als würde man der Form eine kleine Schallmassage verpassen.
Genau.
Um die Dinge aufzulockern.
Ja. Diese Vibrationen tragen dazu bei, die Klebrigkeit zwischen dem Teil und der Form zu lösen.
Okay.
Erleichtert das Auswerfen.
Sehr cool. Wird diese Technologie für bestimmte Arten von Teilen verwendet?
Es ist wirklich hilfreich für Teile mit komplexen Formen oder Details.
Okay.
Wo die üblichen Auswurfmethoden möglicherweise nicht so gut funktionieren.
Verstanden.
Ultraschallvibrationen können den gesamten Prozess sogar beschleunigen.
Wirklich?
Durch die Reduzierung der Zeit, die für die Herstellung jedes Teils benötigt wird.
Es geht also schneller. Und es hilft bei diesen kniffligen Formen.
Ja. Es ist eine Win-Win-Situation. Das ist beeindruckend. In Ordnung. Welche anderen Tricks haben die Hersteller noch im Ärmel?
Nun, wir können auch über Oberflächenbehandlungen für die Formen selbst sprechen.
Okay. Oberflächenbehandlungen?
Ja, die. Dies können spezielle Beschichtungen oder auch Texturierungstechniken sein.
Okay.
Es geht darum, die Oberfläche der Form weniger klebrig zu machen.
Es ist also, als würde man der Form ein Antihaft-Makeover verpassen.
Du hast es verstanden.
Hübsch.
Es gibt beispielsweise Beschichtungen, die den Kunststoff abweisen und so das Entformen deutlich erleichtern.
Der Kunststoff rutscht also einfach heraus.
Genau. Und dann gibt es noch die Texturierung.
Texturierung?
Ja. Dabei verändern Sie die Oberfläche der Form, um ein mikroskopisches Muster zu erzeugen.
Ein Muster.
Dieses Muster reduziert den Kontakt des Teils mit der Form.
Okay.
Das bedeutet noch weniger Reibung.
Es hört sich so an, als stecke viel Wissenschaft hinter der Herstellung dieser Oberflächen.
Es gibt.
Aber ich vermute, dass all diese ausgefallenen Techniken ihren Preis haben, oder?
Ja, das stimmt. Manche Dinge, wie die Verwendung von Trennmitteln, sind recht günstig und einfach durchzuführen.
Okay.
Aber andere, wie Ultraschallvibrationen oder diese speziellen Beschichtungen, können im Vorfeld eine größere Investition sein.
Es kommt also darauf an, Kosten und Nutzen abzuwägen.
Genau.
Sie müssen herausfinden, ob sich die zusätzlichen Kosten lohnen.
Rechts. Und hier kommen Ingenieure ins Spiel.
Okay.
Sie müssen das Gesamtbild betrachten. Wie komplex das Teil ist, wie viele Sie herstellen, welche Qualität Sie benötigen und natürlich das Budget.
Rechts. Um die beste Formstrategie zu finden.
Genau.
Das bringt mich wirklich dazu, all die Gedanken zu schätzen, die in die Herstellung selbst der einfachsten Plastikgegenstände gesteckt werden.
Es ist ziemlich erstaunlich, nicht wahr?
Es ist. Mir war nie klar, dass da so viel dahintersteckt.
Und wir sind noch nicht fertig.
Ach wirklich?
Es gibt noch mehr, das wir nicht vergessen dürfen. Eine entscheidende Phase, die oft übersehen wird. War das der Abkühlungsprozess?
Der Abkühlvorgang. Ich glaube, darüber habe ich noch nie wirklich nachgedacht.
Es mag einfach erscheinen, richtig.
Lassen Sie den Kunststoff einfach abkühlen.
Ja. Aber es ist komplexer, als Sie vielleicht denken.
Wirklich?
Und es ist super wichtig für die Entformung.
Okay. Ich bin offiziell fasziniert. Lassen Sie uns im dritten Teil unseres Deep Dive die Geheimnisse des Abkühlungsprozesses lüften.
Hört sich für mich gut an.
Okay. Kunststoff abkühlen lassen.
Ja.
Nicht gerade das spannendste Thema, oder? Man könnte das denken, aber nach Teil eins und zwei habe ich das Gefühl, dass da mehr dahintersteckt, als man auf den ersten Blick sieht.
Sie haben Recht. Die Abkühlphase ist sozusagen der krönende Abschluss des gesamten Spritzgussprozesses.
Rechts.
Und wenn es nicht richtig gemacht wird.
Ja.
Es kann die ganze Sache durcheinander bringen.
Welche Probleme können also auftreten, wenn die Kühlung ausfällt?
Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, einen Schokoladenkuchen aus der Form zu nehmen. Wenn einige Teile noch warm und klebrig sind.
Ja.
Und andere sind schon fertig, es wird kleben bleiben und auseinanderbrechen.
Rechts. Macht Sinn.
Dasselbe gilt auch für Kunststoffteile.
Oh. Daher kann eine ungleichmäßige Kühlung zu Problemen führen.
Ja. Es kann zu Verformungen, Anhaften an der Form oder sogar zu Rissen kommen.
Oh, wow.
Wenn sich im Inneren Spannungen aufbauen.
Es geht also nicht nur darum, den Kunststoff hart zu machen.
Nein.
Es geht darum, sicherzustellen, dass es gleichmäßig und mit der richtigen Geschwindigkeit abkühlt.
Genau. Denken Sie an eine Brücke.
Okay.
Sie gießen nicht einfach den Beton ein und hoffen auf das Beste.
Rechts.
Sie müssen kontrollieren, wie es trocknet und sich absetzt.
Ja. Um sicherzustellen, dass es stark ist.
Genau. Kühlkunststoff ist ähnlich.
Sie müssen also die Kühlung steuern.
Ja. Kontrollierte und gleichmäßige Kühlung im gesamten Bereich.
Ein Teil, um diesen Stress loszuwerden.
Genau.
Wie machen Hersteller das? Sprechen wir hier über riesige Ventilatoren, die an diesen Stellen blasen?
Es ist etwas anspruchsvoller.
Okay.
Sie verwenden Kühlsysteme, die direkt in die Formen integriert sind.
Oh, wow. Es ist also sozusagen eingebaut.
Ja. Sie können einfach sein.
Okay.
Wie Wasserkanäle, die durch die Form verlaufen.
So fließt Wasser durch und hält es kühl.
Genau. Das kühle Wasser nimmt die Wärme auf.
Es ist also wie ein Sanitärsystem.
Ja, wie ein eingebautes Sanitärsystem.
Das ist cool. Was ist mit komplizierteren Teilen dafür?
Möglicherweise verfügen Sie über fortschrittlichere Systeme.
Okay.
Mit verschiedenen Temperaturzonen und so.
Oh, wow.
Einige verfügen sogar über konforme Kühlkanäle.
Konforme Kühlkanäle?
Ja.
Was sind das?
Hier folgen die Kanäle der Form des Teils.
So wird die Kühlung individuell auf das Bauteil abgestimmt.
Genau. Es sorgt dafür, dass die Wärme gleichmäßig aus jedem noch so kleinen Winkel abgeführt wird.
Das ist erstaunlich. Es ist also so, als ob jedes Teil sein eigenes, persönliches Kühlsystem erhält.
So ziemlich.
Wow. Und gibt es noch fortgeschrittenere Techniken?
Es gibt Dinge wie die Kühlung mit flüssigem Stickstoff.
Flüssiger Stickstoff?
Ja.
Das ist verrückt.
Es ist superschnell.
Okay.
Und es kommt zum Einsatz, wenn Sie wirklich präzise Teile benötigen.
Wow. Es gibt also eine ganze Reihe von Kühlmethoden.
Es gibt.
Jedes mit seinen eigenen Vor- und Nachteilen.
Genau. Und die Wahl der richtigen Methode ist äußerst wichtig.
Natürlich.
Es wirkt sich auf alles aus, von der Zeit, die für die Herstellung eines Teils benötigt wird, bis hin zur Qualität des Teils.
Rechts.
Wie viel es kostet.
Dieser ganze tiefe Tauchgang war so interessant.
Ich freue mich, dass du das denkst.
Wir haben so viel abgedeckt.
Ja. Vom Formendesign über den Einspritzdruck bis hin zu diesen High-Tech-Kühlsystemen.
Es ist erstaunlich, wie viel in die Herstellung von Kunststoffteilen investiert wird.
Das ist es wirklich. Auf Präzision und Kontrolle kommt es an.
Das ist eine gute Möglichkeit, es auszudrücken.
Jeder Schritt im Prozess ist wichtig, richtig.
Vom Anfang bis zum Ende.
Um sicherzustellen, dass diese Teile perfekt herauskommen.
Du hast mir auf jeden Fall eine neue Wertschätzung für all die Arbeit vermittelt, die in Alltagsgegenständen steckt.
Das ist toll zu hören.
Wenn ich das nächste Mal eine Plastikflasche sehe, werde ich über alle Schritte nachdenken, die damit verbunden sind.
Ja. Sogar der Abkühlvorgang.
Genau.
Es ist erstaunlich.
Es ist. Es ist überall um uns herum. Ja. Die Welt, in der wir leben, gestalten.
Selbst in den einfachsten Dingen.
Gut gesagt. Nun, ich denke, wir haben so ziemlich alles zum Thema Entformen abgedeckt.
Ja, ich denke schon.
Irgendwelche letzten Gedanken für unsere Zuhörer, bevor wir zum Schluss kommen?
Nur das. Wenn Sie das nächste Mal ein Kunststoffprodukt verwenden.
Ja.
Nehmen Sie sich eine Sekunde Zeit, um zu schätzen, wie es hergestellt wurde.
Okay.
Es ist ein echter Beweis für den menschlichen Einfallsreichtum.
Ich mag es. Ein großes Dankeschön, dass Sie uns bei diesem tiefen Tauchgang begleitet haben.
Es war mir ein Vergnügen.
Es war eine unglaubliche Reise in die Welt des Spritzgießens.
Ich stimme zu.
Und für unsere Zuhörer: Entdecken Sie weiter, stellen Sie weiterhin Fragen und unterschätzen Sie niemals die erstaunliche Komplexität der Welt um Sie herum.
Also
