Podcast – Wie lassen sich Schweißnähte durch Optimierung der Angussposition im Produktdesign vermeiden?

Technisches Diagramm der optimalen Angusspositionen für das Spritzgießen
Wie lassen sich Schweißnähte durch Optimierung der Angussposition im Produktdesign vermeiden?
26. November – MoldAll – Entdecken Sie Experten-Tutorials, Fallstudien und Leitfäden zum Formendesign und Spritzgießen. Erlernen Sie bei MoldAll praktische Fähigkeiten, um Ihr Handwerk zu verbessern.

Okay, heute beschäftigen wir uns intensiv mit dem Thema Spritzguss.
Okay.
Aber vor allem diese lästigen Schweißnähte, die einem die Konstruktion wirklich vermasseln können.
Rechts.
Wir haben jede Menge tolle Artikel und Anleitungen, und wir helfen Ihnen dabei, herauszufinden, wie Sie diese Hautunreinheiten beseitigen können.
Hört sich gut an.
Bringen Sie Ihre Formgebungstechnik auf ein neues Level. Für alle, die vielleicht eine kleine Auffrischung benötigen: Was genau sind Schweißnähte?
Schweißnähte sind also diese sichtbaren Linien, die man beispielsweise an einem Formteil sieht. Genau. So ähnlich wie eine Naht.
Okay.
Und das passiert, wenn zwei Ströme von diesem, Sie wissen schon, geschmolzenen Kunststoff zusammenfließen.
Ja.
Sie treffen sich in der Form, aber sie verschmelzen nicht ganz perfekt miteinander.
Oh je. Das kann echt nervig sein.
Ja.
Sie lassen das Teil nicht nur unschön aussehen, sondern können es sogar schwächen.
Genau.
Wie sollen wir dieses Problem überhaupt angehen?
Ich würde sagen, das Wichtigste ist, die richtige Position des Tors zu finden.
Okay.
Und hier kommt ein wirklich grundlegendes Prinzip ins Spiel: Symmetrie ist dein bester Freund.
Symmetrie. Wenn wir also von Symmetrie sprechen, meinen wir, dass der Anguss so platziert werden muss, dass der geschmolzene Kunststoff gleichmäßig abfließt.
Genau. Stell es dir wie einen Rasensprenger vor, der den Rasen bewässert. Wenn er perfekt zentriert ist, verteilt sich das Wasser gleichmäßig. Richtig. So erhältst du eine schöne, gleichmäßige Bewässerung.
Ich verstehe.
Wenn man den Rasensprenger aber zur Seite stellt, dann entstehen trockene Stellen und eine ungleichmäßige Bewässerung.
Macht Sinn.
Gleiches Prinzip gilt für das Tor.
Bei einem symmetrischen Gate streben wir also einen schönen, gleichmäßigen und ausgewogenen Durchfluss an.
Rechts.
Um zu vermeiden, dass diese Schmelzströme kollidieren und Schweißnähte bilden.
Genau.
Aber natürlich ist nicht jedes Teil ein einfacher Kreis oder ein Quadrat. Genau. Was passiert bei komplexeren Designs?
Ja. Die Sache wird etwas komplizierter.
Ja.
Ich wette, ein einzelnes Angussrohr reicht wahrscheinlich nicht für etwas wie ein mehrteiliges Gehäuse oder ein Bauteil mit sehr komplexen Merkmalen aus.
Ja, das macht Sinn.
In solchen Situationen können wir etwas verwenden, das man sequentielles Gating nennt.
Okay. Ich habe diesen Begriff schon mal gehört, aber ehrlich gesagt sind mir die Details nicht mehr ganz klar.
Ja, kein Problem.
Ja. Ja.
Es geht also im Grunde darum, den Zeitpunkt und die Abfolge des Fließens des geschmolzenen Kunststoffs zu kontrollieren.
Okay.
Stellen Sie sich also vor: Sie haben eine Form mit mehreren Hohlräumen.
Ja.
Anstatt dass sich all diese Hohlräume gleichzeitig füllen, werden wir die Tore in einer bestimmten Reihenfolge öffnen und schließen.
Verstanden.
Es ist also deutlich kontrollierter.
Ja. Also anstatt einfach nur ein chaotisches Durcheinander von Plastik hineinzuströmen, richtig?
Genau.
Wir planen den Ablauf sorgfältig, um frühe Kollisionen zu vermeiden, die zu Schweißnähten führen können.
Genau. Es gibt verschiedene Arten der sequenziellen Ansteuerung, die wir verwenden können, und jede hat ihre eigenen Vorteile. Bei der Kaskadenansteuerung beispielsweise füllt ein Hauptansteuerungssystem das Angusskanalsystem, von dem dann sekundäre Ansteuerungen abzweigen, um die einzelnen Kavitäten zu füllen.
Die Schmelze fließt also zuerst durch einen Hauptkanal und wird dann in einer kontrollierten Reihenfolge zu den jeweiligen Bereichen der Form geleitet.
Ja. Und dann gibt es noch die Ventilsteuerung.
Ventilsteuerung.
Bei der Ventilsteuerung verfügt jedes Absperrventil über ein eigenes Ventil, das wir unabhängig öffnen oder schließen können.
Oh, wow.
Dadurch erhalten wir eine wirklich sehr präzise Kontrolle.
Das ist cool.
Über den Zeitpunkt und die Durchflussrate.
Klingt so, als wäre diese Kontrollmöglichkeit für die wirklich komplexen Bauteile unerlässlich.
Das stimmt. Und das Tolle an der sequenziellen Angusstechnik ist, dass wir nicht nur die Schweißnähte minimieren, sondern sie auch strategisch in Bereichen positionieren können, wo sie nicht auffallen oder die Festigkeit des Bauteils nicht beeinträchtigen.
Selbst wenn wir sie also nicht vollständig loswerden können.
Rechts.
Zumindest können wir sie gewissermaßen an einem diskreten Ort verstecken.
Genau. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Position der Angüsse, insbesondere im Verhältnis zu den sogenannten kritischen Bereichen des Bauteils.
Kritische Bereiche. Also beispielsweise die Teile, die am besten sichtbar sind oder die besonders robust sein müssen.
Genau.
Man möchte also keine Schweißnaht, beispielsweise mitten in einem durchsichtigen Fenster.
Rechts.
Oder an einem Bauteil, das viel Gewicht tragen muss.
Genau. Nehmen wir zum Beispiel an, Sie entwerfen, keine Ahnung, so etwas wie eine elegante Kaffeemaschine.
Okay.
Und es verfügt über ein Reinwasserreservoir.
Ja.
Man sollte das Tor nicht in der Nähe dieses Stausees aufstellen.
Rechts.
Weil jegliche Schweißnähte super offensichtlich wären.
Ja, das sähe schlecht aus.
Ja.
Man würde das Tor also an einer weniger auffälligen Stelle anbringen, zum Beispiel an der Rückseite oder an der Unterseite.
Genau.
Das Gleiche gilt auch für Bereiche mit hoher Beanspruchung. Zum Beispiel beim Designen einer Handyhülle.
Ja. Gutes Beispiel.
Man sollte das Tor nicht in der Nähe der Ecken oder Kanten anbringen, denn genau dort muss es am stabilsten sein.
Rechts.
Man würde eine unauffälligere Stelle wählen, an der eine Schweißnaht die Festigkeit nicht beeinträchtigen würde.
Genau.
Ja.
Das klingt alles sehr einleuchtend, aber wie sieht es mit der Konstruktion des Bauteils selbst aus?
Oh ja, guter Punkt.
Beeinflusst das die Wahrscheinlichkeit einer Schweißung?.
Linien, ja, das interessiert mich auch.
Das ist absolut der Fall. Ein wirklich wichtiger Faktor ist die Wandstärke.
Okay, wie dick oder dünn sind die Wände des Bauteils genau und wie wirkt sich das auf die Schweißnähte aus?
Idealerweise sollte man eine möglichst gleichmäßige Wandstärke anstreben. Sind alle Wände gleich dick, kühlt der Kunststoff gleichmäßiger ab, was einen reibungsloseren Fluss fördert und die Bildung von Schweißnähten verringert.
Das ist so ähnlich wie beim Kuchenbacken. Stimmt. Wenn der Boden der Backform uneben ist, verläuft der Teig ungleichmäßig, und man hat am Ende Stellen, die entweder noch nicht durchgebacken oder zu lange gebacken sind.
Stimmt. Aber wenn die Form schön eben ist, fließt der Teig gleichmäßig und backt perfekt.
Eine gleichmäßige Wandstärke ist daher entscheidend.
Das stimmt. Natürlich ist es, wie Sie wissen, nicht immer möglich, eine absolut gleichmäßige Wandstärke zu erreichen.
Ja. Vor allem bei diesen komplexen Konstruktionen.
Genau. Aber es gibt Dinge, die wir tun können, um dem so nahe wie möglich zu kommen.
Wie was?
Zunächst einmal ist es in der Konstruktionsphase wichtig, sich vorzustellen, wie der geschmolzene Kunststoff fließt. Wenn er beispielsweise plötzliche Dickenänderungen durchläuft, etwa wenn ein dicker Bereich plötzlich dünner wird, entstehen in diesen Bereichen mit größerer Wahrscheinlichkeit Schweißnähte.
Wir wollen diese drastischen Veränderungen also vermeiden.
Ganz genau.
Und versuchen Sie, die Übergänge eher schrittweise zu gestalten.
Richtig. Und wenn Sie unbedingt Variationen in der Wandstärke benötigen.
Ja.
Versuchen Sie, den Anguss so zu positionieren, dass die Schmelze zuerst durch die dünneren Abschnitte fließt.
Interessant. Woran liegt das?
Nun ja, weil dünnere Abschnitte schneller abkühlen.
Rechts.
Wenn die Schmelze also zuerst auf einen dünnwandigen Bereich trifft, fließt sie mit größerer Wahrscheinlichkeit gleichmäßig und erzeugt eine bessere Verbindung.
Es ist also so, als würden wir nicht nur die Abfolge des Materialflusses choreografieren, sondern auch, wie dieser mit der Form interagiert.
Genau. Und wo wir gerade von der Steuerung des Materialflusses sprechen: Unser nächster Punkt dreht sich ganz um die Verwendung von Angusswinkeln zur Minimierung von Schweißnähten.
Torwinkel.
Ja.
Ich höre zu.
Denk mal darüber nach. Stell dir einen Fluss vor, der flussabwärts fließt. Was passiert, wenn er auf eine scharfe Kurve trifft?.
Ja.
Das wird Turbulenzen verursachen. Stimmt.
Macht Sinn.
Und es könnte die Banken untergraben.
Oh, in Ordnung.
Wenn die Kurve jedoch sanfter verläuft, bleibt der Fluss schön gleichmäßig und kontrolliert.
Heißt das also, dass wir den Winkel des Tores verstellen können, um das Plastik sozusagen zu lenken?
Genau. Durch Anwinkeln des Absperrschiebers können wir den Kunststofffluss in eine bestimmte Richtung lenken.
Wow.
Das trägt dazu bei, Turbulenzen zu minimieren und ein gleichmäßigeres Zusammenfließen der Schmelzströme zu fördern.
Wenn wir also beispielsweise mehrere Tore haben….
Ja.
Wir können ihre Winkel anpassen, um genau festzulegen, wo das Plastik hinkommt.
Rechts.
Und reduzieren Sie Schweißnähte, insbesondere dort, wo die Schmelzströme aufeinandertreffen.
Genau. Stellen Sie sich vor, Sie formen ein rechteckiges Teil mit zwei Angüssen an gegenüberliegenden Seiten.
Ja.
Wenn Sie diese Tore leicht nach innen neigen, können Sie erreichen, dass sich die Schmelzströme genau in der Mitte treffen.
Oh, wow.
Dadurch entsteht eine deutlich glattere Verbindung.
Wir spritzen den Kunststoff also nicht einfach nur ein. Wir formen sozusagen den Fluss.
Genau. Und diese Kontrolle ermöglicht es uns, Teile herzustellen, die nicht nur stabiler sind, sondern auch frei von diesen unschönen Schweißnähten.
Ich fühle mich jetzt viel zuversichtlicher, was die Bewältigung dieser Aufgabe angeht. Wir haben so viel über Symmetrie, sequentielles Angießen, strategische Angussplatzierung und sogar den Einfluss der Bauteilkonstruktion auf die Schweißnähte gesprochen. Besonders die Wandstärke ist mir wichtig.
Rechts.
Gibt es sonst noch etwas, das wir über die Angussplatzierung und die Minimierung von Schweißnähten wissen sollten?
Nun ja, es gäbe da noch ein paar Nuancen, auf die wir näher eingehen könnten. Wissen Sie, Kleinigkeiten, die einen großen Unterschied ausmachen können.
Ja ja.
Selbst Kleinigkeiten im Design können eine große Wirkung haben.
Oh, richtig.
Beispielsweise können scharfe Ecken und die Geometrie Ihres Bauteils den Arbeitsablauf stören.
Ich verstehe.
Dadurch werden Schweißnähte wahrscheinlicher.
Wenn ich also etwas mit einer scharfen Ecke entwerfe, gibt es da irgendetwas, was ich tun kann?
Oh ja, absolut.
Okay.
Eine Möglichkeit wäre, einen Radius einzubauen. Einen Radius oder eine Abrundung.
Okay.
In diese Ecke hinein – ein Design, das in die Ecke passt.
Was bewirkt das?
Es sorgt im Grunde für einen reibungsloseren Übergang.
Okay.
Damit der Kunststoff leichter darum fließen kann.
Macht Sinn.
Weniger Turbulenzen, geringere Wahrscheinlichkeit einer Schweißnaht.
Also so etwas wie die Natur nachahmen.
Ja. Sanfte Kurven, allmählicher Übergang.
Wie ein Fluss.
Genau. Und das gilt im Grunde für alle plötzlichen Veränderungen.
Oh, in Ordnung.
Wenn sich die Wandstärke beispielsweise abrupt ändert, ist das ein idealer Ort für Schweißnähte.
Vermeiden Sie also scharfe Ecken und abrupte Änderungen. Richtig. Setzen Sie lieber auf sanfte Kurven und allmähliche Übergänge.
Genau. Und denken Sie daran, jedes Design wird ein wenig anders sein.
Ja, das stimmt.
Was für einen Bereich funktioniert, funktioniert möglicherweise nicht für einen anderen.
Experimentieren ist also der Schlüssel.
Ist es so? Ja. Probieren Sie verschiedene Torpositionen und Designs aus und sehen Sie, was am besten funktioniert.
Das ist fast wie Detektivarbeit.
Das stimmt. Man muss den besten Weg finden, das Plastik zu führen und diese Schweißnähte zu vermeiden. Genau. Und zwar dann, wenn man Teile ohne diese Schweißnähte herstellen kann.
Ja.
Du lässt sie nicht nur besser aussehen, sondern machst sie auch stärker.
Das bedeutet zufriedenere Kunden.
Absolut.
Weniger Probleme später.
Richtig. Und insgesamt ein erfolgreicheres Unternehmen.
Am Ende kommt es immer auf den entscheidenden Punkt an.
Das stimmt. Aber wissen Sie, all diese Prinzipien, über die wir gesprochen haben, gehen weit über Schweißnähte hinaus.
Oh, inwiefern?
Es geht im Grunde darum, zu verstehen, wie man den Fluss von geschmolzenem Kunststoff kontrolliert. Und diesen Fluss zu beherrschen. Das ist der Schlüssel, um das enorme Potenzial des Spritzgießens auszuschöpfen.
Ich verstehe, was Sie meinen. Es geht also nicht nur darum, Fehler zu vermeiden.
Rechts.
Es geht darum, dieses Wissen zu nutzen, um wirklich innovative Produkte zu entwickeln.
Genau. Stellen Sie sich vor, Sie könnten genau steuern, wie der Kunststoff die Form ausfüllt.
Ja.
Man konnte Designs erstellen, die vorher unmöglich waren. Wow.
Das ist erstaunlich.
Denken Sie an filigrane Details, nahtlose Oberflächen.
Ja. Alles nur, weil wir gelernt haben, den Fluss zu kontrollieren.
Genau. Und es geht auch nicht nur ums Aussehen.
Oh, richtig.
Wir können dieses Wissen nutzen, um beispielsweise Bauteile stabiler zu machen.
Ja.
Verstärken Sie bestimmte Bereiche oder konstruieren Sie Leichtbauteile mit beispielsweise Rippen und Stützen.
Wow. Es ist also, als hätten wir eine Art Superkraft freigeschaltet. Die Macht, die Welt um uns herum zu gestalten.
Ja. Und es geht wirklich darum, mit dem Material zusammenzuarbeiten, mit ihm zu arbeiten, um unsere Ideen zum Leben zu erwecken.
Es ist wirklich inspirierend, sich vorzustellen, was wir erreichen können. Wir haben uns von der reinen Formenherstellung hin zu wahren Meistern des Fließens entwickelt.
Und dieser Weg zur Meisterschaft endet eigentlich nie.
Wie meinst du das?
Nun ja, das Feld verändert sich ständig.
Oh, richtig.
Neue Materialien, neue Technologien, neue Möglichkeiten.
Denn wir müssen anpassungsfähig bleiben.
Ja, das tun wir. Wir lernen ständig dazu und sind immer bereit, uns diesen Veränderungen zu öffnen.
Das ist es, was die Sache spannend hält.
Das ist es. Deshalb möchte ich alle Zuhörer ermutigen, neugierig zu bleiben, weiter zu experimentieren und niemals aufzuhören, diese neuen Möglichkeiten zu erkunden.
Ja. Genau das macht die Sache interessant. Ganz sicher.
Absolut. Wir haben heute also schon viel behandelt.
Wir haben.
Wir haben darüber gesprochen, wie wichtig eine symmetrische Toranordnung ist.
Rechts.
Und wie die sequentielle Angusstechnik uns eine wirklich präzise Kontrolle über den Materialfluss ermöglicht. Und wie wir durch strategische Angussplatzierung die Schweißnähte verbergen können.
Aus den Augen, aus dem Sinn.
Genau. Und dann gingen wir darauf ein, wie die Teilekonstruktion selbst diese Schweißnähte beeinflussen kann.
Richtig, richtig.
Insbesondere die ganze Idee der gleichmäßigen Wandstärke.
Ja. Und diese sanften Kurven.
Sanfter Übergang.
Sorgen Sie für einen reibungslosen Kunststofffluss.
Ja. Selbst diese kleinen Anpassungen, wie das Hinzufügen eines a.
Der Radius einer Ecke kann einen enormen Unterschied machen.
Das ist wirklich möglich. Es fühlt sich an, als hätten wir jetzt das gesamte Repertoire an Werkzeugen zur Verfügung.
Wir tun dies, um dieses Problem der Schweißnaht zu lösen.
Und wenn man die Werkzeuge erst einmal verstanden hat, kann man wirklich erstaunliche Ergebnisse erzielen.
Zum Abschluss unseres heutigen ausführlichen Einblicks würde ich mich freuen, noch einen letzten Gedanken von Ihnen zu hören – etwas, worüber unsere Zuhörer auf ihrem weiteren Weg zum Spritzguss nachdenken können.
Stellen Sie sich also vor, Sie entwerfen dieses Produkt.
Okay.
Das ist wirklich extrem anspruchsvoll. Superkomplex, viele Details, extrem hohe Leistungsanforderungen.
Okay.
Aber weil du diese Ablaufsteuerungssache gemeistert hast.
Ja.
Schweißnähte bereiten Ihnen keine Sorgen mehr.
Du hast die Freiheit, kreativ zu sein.
Genau. Was für ein tolles Ding könntest du erschaffen?
Es ist, als hätten wir diesen Geheimcode geknackt. Es ist eine völlig neue Denkweise beim Spritzgießen.
Und es geht nicht mehr nur darum, Teile herzustellen. Es geht vielmehr darum, Möglichkeiten zu gestalten.
Das gefällt mir sehr. Das war wirklich ein sehr aufschlussreicher und tiefgründiger Einblick.
Es hat.
Vielen Dank, dass Sie heute Ihr Fachwissen mit uns geteilt haben.
Es war mir ein Vergnügen. Ich spreche immer wieder gern über Spritzguss.
Und an alle unsere Zuhörer: Vielen Dank, dass Sie uns auf dieser Reise begleitet haben. Wir hoffen, Sie konnten einige wertvolle Tipps und Tricks mitnehmen, um Ihre Modellierfähigkeiten zu verbessern. Bis zum nächsten Mal, viel Spaß beim Modellieren!

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