Juni 2010



Struktur: Auf die Oberfläche kommt es an

Das Oberflächenfinish eines Kunststoffteils kann viele Aufgaben haben und beispielsweise die Griffigkeit der Teile und die Farbhaftung verbessern oder Fingerabdrücke verbergen. Protomold bietet sieben verschiedene Oberflächenqualitäten für Formteile an: fünf Polituren und zwei Texturen. Die fünf Politurstufen werden durch manuelle Poliermethoden der Formen erreicht, während die beiden Texturstufen durch Perlstrahlen der Formoberfläche nach manueller Politur entstehen.


Die von Protomold angebotenen Oberflächenstrukturen entstehen durch leichtes Perlstrahlen (T1) und mittleres Perlstrahlen (T2). Die Auswahl der Oberflächenbeschaffenheit kann von vielen Faktoren abhängen. Am naheliegendsten ist dabei die beabsichtigte Funktion des Endprodukts. Beide Texturen bieten eine attraktive, nicht reflektierende Oberfläche. Wenn die Griffigkeit wichtig ist, kann diese Überlegung die Wahl einer leichten oder mittleren Strukturierung beeinflussen. Sekundäre Verfahren, denen das Teil unterzogen werden soll und die ästhetische Anpassung des Teils an andere Komponenten des Fertigprodukts können weitere entscheidende Faktoren sein.


Auch die Kunststoffwahl kann die Auswahl der Oberflächenstruktur beeinflussen. So können Olefinkunststoffe wie Polypropylen eine wachsartige Haptik besitzen und bei hoher Luftfeuchtigkeit rutschig werden. Eine entsprechend geeignete Oberflächenstruktur kann diese Probleme verringern. In solchen Fällen kann die Möglichkeit, die Oberfläche Ihres Teils bearbeiten zu können, die Auswahl an einsetzbaren Kunststoffen erweitern.


Weitere Faktoren, die die Kunststoffauswahl und Oberflächenstruktur miteinander verbinden, berücksichtigen mögliche „Einsinkungen“. In vielen Fällen ist eine leichte Einsinkung der Teiloberfläche beim Abkühlen des Teils nur ein kleines kosmetisches Problem. Bei einer strukturierten Oberfläche hingegen entstehen Schatten, also eine sichtbare Verdunkelung der Bereiche mit Einsinkungen. Dadurch werden selbst leicht eingesunkene Bereiche weitaus deutlicher sichtbar und werden so zu einem weitaus größeren kosmetischen Problem. In solchen Fällen gibt es drei Lösungsmöglichkeiten:


  1. Beibehalten der Oberflächenstruktur und Verringerung der Dicke des Merkmals, um die Wahrscheinlichkeit von Einsinkungen zu verringern.
  2. Beibehalten der Oberflächenstruktur bei Auswahl eines Kunststoffs mit geringerer Schwindung, um Einsinkungen zu verringern.
  3. Geringere oder keine Oberflächenstruktur, um Schattenbildungen zu vermeiden.

Das letzte und möglicherweise größte Problem bei einer strukturierten Oberfläche ist, dass das Teil in der Form stecken bleiben kann. Eine strukturierte Oberfläche, die senkrecht zur Richtung der Formöffnung verläuft oder bedeutend davon abgewinkelt ist, ist unproblematisch. Bei einer Oberfläche, die jedoch parallel zur Richtung der Formöffnung verläuft, stellt jede kleine Vertiefung in der Oberflächenstrukturierung eine winzige Hinterschneidung dar. Ein gewaltsames Herauslösen eines solchen Teils aus der Form kann zu Schleifspuren auf der Teiloberfläche führen, wenn die strukturierte Formfläche die höherstehenden Bereiche der Oberflächenstruktur abschabt. Um Schleifspuren zu vermeiden, benötigt Protomold daher mindestens drei Grad Formschräge bei Oberflächen mit T1-Textur und mindestens fünf Grad Formschräge bei Oberflächen mit T2-Textur. (Natürlich ist bei Oberflächen, die mit Seitwärtsbewegungen hergestellt werden, keine Formschrägung von der Richtung der Formöffnung weg erforderlich; vielmehr müssen diese von der Richtung der seitlichen Nockenbewegung beim Rückzug abgewinkelt sein.)


Aus verschiedenen Gründen wird bei der Designanalyse von Protomold über ProtoQuote® keine Oberflächenstruktur gesucht oder ermittelt. Stattdessen wählen Sie die Oberflächenqualität —Politur oder Textur — aus, nachdem Sie Ihr ProtoQuote-Angebot erhalten haben. Nach der Vorlage eines ProtoQuote-Angebots (einschließlich Formbarkeitsanalyse) können Sie die Oberflächenqualität im Angebot selbst auswählen, und die Auswirkungen auf den Preis sofort einsehen (siehe Abb. 1).

Abbildung 1 – Der Preis wird, nachdem Sie in Ihrem Angebot eine Auswahl getroffen haben, sofort aktualisiert

Abbildung 1 – Der Preis wird, nachdem Sie in Ihrem Angebot eine Auswahl getroffen haben, sofort aktualisiert


Obwohl das ProtoQuote-System Oberflächenstrukturen nicht anerkennt, identifiziert es dennoch Flächen, die die Formschräge, die für leichte oder mittlere Texturen notwendig ist, unterschreiten. Rot markierte Flächen haben weniger als drei Grad Formschräge. Diese können leichte oder mittlere Oberflächenstrukturen nicht unterstützen (siehe Abb. 2). Jede im Angebot gelb markierte Fläche besitzt eine Formschräge von mindestens drei jedoch weniger als fünf Grad und unterstützt zwar eine leichte, jedoch keine mittlere Textur. Mit anderen Worten, wenn Ihre ProtoQuote-Designanalyse gelb markierte Bereiche aufweist, können Sie problemlos die T1-Textur hinzufügen, nicht jedoch die T2-Textur. Wenn ein Angebot rot markierte Bereiche aufweist, sollten Sie entweder Ihren Entwurf überarbeiten und die Formschräge erhöhen oder ganz auf eine Strukturierung dieses Bereichs verzichten.

Abbildung 2 - Rot markierte Bereiche haben eine Formschräge von weniger als drei Grad und unterstützen weder eine leichte noch eine mittlere Strukturierung.

Abbildung 2 - Rot markierte Bereiche haben eine Formschräge von weniger als drei Grad und unterstützen weder eine leichte noch eine mittlere Strukturierung.


Mit Bezug auf die Oberflächenstruktur sind zwei weitere Punkte zu beachten. Erstens kann die Strukturierung generell nicht nur für einen bestimmten Teil einer Fläche ausgewählt werden (obwohl die A- und B-Seite eines Teils unabhängig voneinander strukturiert werden können). In manchen Fällen jedoch kann diese teilweise Strukturierung erreicht werden, indem der Bereich der Oberfläche, der nicht strukturiert werden soll, beim Perlstrahlen „abgeklebt“ wird. Zweitens können Bereiche, die mit dem Perlstrahl nicht zu erreichen sind, nicht bearbeitete werden. Die Mitarbeiter des technischen Kundendienstes von Proto Labs sind telefonisch unter +49 (0) 6261 6741 768 zu erreichen und helfen Ihnen gerne bei Fragen zu diesen oder anderen Themen rund um die Oberflächenqualität.


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