Januar 2011



Wissenswertes über Filmscharniere

Ein Filmscharnier ist ein dünner Streifen, an dem das Kunststoffteil gebogen werden kann ohne zu brechen. Die Anwendung reicht von Teilen, die beim Zusammenbau einmal gebogen werden müssen – z.B. ein flaches Teil, das zu einem Würfel zusammengefaltet wird (siehe Abbildung 1) - bis hin zu Deckeln, die hunderte oder sogar tausende Male geöffnet und geschlossen werden müssen (siehe Abbildung 2).

Abbildung 1: Protomold Musterwürfel

Abbildung 1: Protomold Musterwürfel

Abbildung 2: typische Anwendung für ein Filmscharnier

Abbildung 2: typische Anwendung für ein Filmscharnier


Wir haben schon oft auf möglichen Folgen hingewiesen, die entstehen können, wenn geschmolzener Kunststoff durch einen dünnen Bereich in einen dickeren Bereich eines Teils gedrückt wird. Die schwerwiegendste dieser Folgen, ist die Möglichkeit von Hohlräumen innerhalb des dicken Bereichs, nach der „Engstelle“. Um ein Filmscharnier zu erzeugen, müssen Sie genau das tun wovor wir Sie immer gewarnt haben: Kunststoff durch einen sehr dünnen Bereich in einen dickeren Abschnitt des Teils pressen (siehe Abbildung 3).

Abbildung 3: Die Pfeile weisen auf den sehr kleinen Abschnitt hin, durch den Kunststoff gepresst wird, um die andere Seite des Teils zu befüllen. Der dadurch entstehende Kunststoffsteg ist so dünn, dass er wiederholtes Biegen zulässt.

Abbildung 3: Die Pfeile weisen auf den sehr kleinen Abschnitt hin, durch den Kunststoff gepresst wird, um die andere Seite des Teils zu befüllen. Der dadurch entstehende Kunststoffsteg ist so dünn, dass er wiederholtes Biegen zulässt.


Die einzige Alternative dazu bestünde darin, den Kunststoff mit Hilfe von zwei Angusspunkten einzufüllen, die am Gelenk aufeinandertreffen. Leider würde es dabei genau dort zu einer Bindenaht (ein schwacher Bereich in einem beliebigen Teil, der in einem dünnen Bereich besonders problematisch ist) kommen, wo das Teil stark genug sein sollte um beim Biegen nicht zu brechen. Filmscharniere sind sehr nützlich, die Frage ist nur wie sich Probleme vermeiden lassen – oder zumindest frühzeitig erkennen – wenn Sie sich dafür entscheiden diese in Ihr Teil einzubinden.


  • Regel eins: Befolgen Sie die Design-Richtlinien für Scharniere genau. Diese sind im bereits erschienenen Design-Tipp Scharniere zu finden.

  • Regel zwei: Befolgen Sie alle weiteren Empfehlungen für das Design von Spritzgussteilen. Nur weil Sie eine Regel umgehen, sollten Sie es nicht bei anderen Regeln darauf ankommen lassen.

  • Regel drei: Wählen Sie einen geeigneten Kunststoff. Entscheiden Sie sich für einen Kunststoff, der gut durch dünne Bereiche fließt und sich, sofern das Scharnier korrekt entworfen ist, ohne Abschwächung oder Abbrechen biegen lässt. Der ideale Kunststoff für Filmscharniere ist Polypropylen; die zweitbeste Lösung ist Polyethylen. Je nach Anwendungsbereich, kann es auch andere Kunststoffe mit begrenzter Anwendbarkeit geben. Wenn Sie jedoch beispielsweise auf die Festigkeit eines glasfaserverstärkten Nylons oder die Haltbarkeit von Acetal unbedingt angewiesen sind, sollten Sie möglicherweise auf den Einsatz von Filmscharnieren verzichten.

  • Regel vier: Mögliche kosmetische Auswirkungen sind zu erwarten. Ein Filmscharnier ist wie ein Verkehrsengpass bei einer Autobahnbaustelle. Beim Einspritzen wird der Druck auf die stromaufwärtige Gelenkseite erhöht und der Druck auf die stromabwärtige Seite verringert. Außerdem kühlt der Kunststoff am Scharnier, aufgrund des an dieser Stelle erhöhten Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnisses, erheblich ab. Auf der stromabwärtigen Seite des Scharniers kann es zu Einsinkungen, Fließmarkierungen und Blasen kommen. (Blasen sind bei einem lichtundurchlässigen Kunststoff zwar häufig nicht sichtbar, können jedoch die Beanspruchbarkeit beeinträchtigen. Wenn Sie einen durchsichtigen Kunststoff verwenden, sind die Blasen sichtbar.) Auf der stromaufwärtigen Seite des Gelenks kann es unter anderem zu Gratbildung kommen, da der Kunststoff mit erhöhtem Druck durch den dünnen Bereich gepresst werden muss.

Die Position des Angusses ist bei einem Teil mit Filmscharnier von entscheidender Bedeutung. Protomold entwickelt einen Angussplan für Sie, dem Sie gegebenfalls zustimmen können. Der Plan berücksichtigt das Filmscharnier, die endgültige Freigabe erfolgt jedoch durch Sie. Wie bei allen vorgelegten Entwürfen, enthält Ihr ProtoQuote eine Designanalyse, in der weitere potenzielle bzw. zu berücksichtigende Probleme aufgeführt werden.


Wenn Sie für Ihr Teil ein Gelenk benötigen und ein Filmscharnier für Ihr Design nicht ausführbar ist, gibt es einige sehr clevere Alternativen. In unserem bereits erschienenen Design-Tipp Identische Passteile wird beispielsweise ein zweiteiliger Kasten mit spritzgegossenen Hakenscharnieren vorgestellt. Haben Sie Fragen zu Gelenken, Filmscharnieren und anderen Aspekten? Die Mitarbeiter des technischen Kundendienstes von Proto Labs stehen Ihnen gerne unter der Nummer +49 (0) 6261 6741 768 hilfreich zur Seite.