Juni 2011



Der Protomold-Leitfaden für gutes Aussehen

Zuerst die schlechte Nachricht: Bei Spritzgussteilen kann es zu zahlreichen kosmetischen Mängeln kommen, darunter Einsinkungen, Angussreste, Spuren von Auswerferstiften, Druckstellen, Strukturfehler, Bindenähte, Verbrennungen, Gussgrate und uneinheitliche Farben. Die gute Nachricht ist, dass Sie viele dieser Probleme vermeiden können, wenn Sie sich an ein paar grundlegende Designregeln halten. Eine sorgfältige Planung verringert das Risiko weiter. Durch einen überlegten Prototypenbau können Sie außerdem, praktisch alle vermeidbaren verbleibenden Probleme ausschließen.


Zuerst sollten Sie ermitteln, wie wichtig der ästhetische Aspekt für Ihr Design ist. Bei einem Verkleidungsteil kann das Aussehen an erster Stelle stehen. Bei einem Innenteil, kann es unbedeutend sein. In diesem Fall können Sie sich ungehindert auf andere Dinge, wie die Funktion und die Kosten konzentrieren. Zur Verbesserung des Aussehens müssen manchmal, jedoch nicht immer, Kompromisse eingegangen werden. Gute Funktionsfähigkeit und Herstellbarkeit gehen häufig mit einer guten Optik Hand in Hand.


Eine angemessene Berücksichtigung von Formschräge sorgt beispielsweise nicht nur für eine leichte Ausstoßbarkeit des Teils, sondern vermeidet außerdem unansehnliche Druckstellen (siehe Abbildung 1). Durch die Beibehaltung einer gleichmäßigen Wandstärke vermeiden Sie nicht nur eine funktionale Schwäche durch unvollständige Befüllung und eine schlechte Passgenauigkeit aufgrund von Verformungen, sondern darüber hinaus auch hässliche Einsinkungen in dicken Bereichen, sowie Gussgrate und Verbrennungen aufgrund von zu hohen Einspritzdrücken, die erforderlich sind, um den Kunststoff durch dünne Abschnitte zu pressen. Kurz gesagt, mit den folgenden Richtlinien für das Standarddesign können Sie viele Schönheitsfehler zu vermeiden.

Abbildung 1: Ohne Formschräge (links) wird das Teil entlang der gesamten Seitenwand herausgezogen. Durch Hinzufügen einer Formschräge (rechts) hingegen, fällt das Teil beim Ausstoß frei aus der Form.

Abbildung 1: Ohne Formschräge (links) wird das Teil entlang der gesamten Seitenwand herausgezogen. Durch Hinzufügen einer Formschräge (rechts) hingegen, fällt das Teil beim Ausstoß frei aus der Form.


Hier beginnen die Kompromisse, bei denen Vorteile für den einen Bereich, Nachteile für einen anderen mit sich bringen können. Stellen Sie eine Prioritätenliste zusammen. Manche Anforderungen können das Aussehen beeinflussen, da sie nur eine begrenzte Auswahl an Kunststoffen zulassen. Glasfaserverstärktes Nylon beispielsweise ist sehr robust, ermöglicht jedoch auch nach Polierung der Formoberfläche kein glattes Finish. Ähnlich verhält es sich bei einem TPE, wie z.B. Santoprene. Es bietet einerseits eine hervorragende Elastizität, ermöglicht jedoch bestenfalls eine matte Oberfläche. Acetale, wie Delrin, besitzen eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln sowie gegenüber Verschleiß durch Reibung, können beim Abkühlen jedoch ein „Orangenhaut“-Finish entwickeln. Kurz gesagt, wenn Ihre Kunststoffauswahl durch sehr spezifische Anforderungen eingeschränkt ist, können auch die kosmetischen Optionen – zumindest was die Oberflächenbeschaffenheit betrifft – begrenzt sein. Wenn Ihre Werkstoffauswahl hingegen weniger eingeschränkt ist, lässt sich anhand leicht zu formender Kunststoffe, wie ABS und Polycarbonat, exakt die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit in Ihrer Form erreichen.


Viele ästhetische Entscheidungen gehen über den Werkstoff und das Design hinaus. Bindenähte bilden sich dort, wo abkühlende Kunststoffflüsse aufeinandertreffen, insbesondere nachdem sie sich geteilt haben, um einen Kern in einer Form zu umströmen, oder dort, wo Flüsse von verschiedenen Angüssen aufeinandertreffen (siehe Abbildung 2). Die Wahl des Kunststoffs kann die Wahrscheinlichkeit von Bindenähten beeinflussen, doch auch wenn sie das Teil nicht schwächen, können sie eine unschöne Linie zurücklassen. Wie sichtbar diese ist, kann von der Farbe des Kunststoffs abhängen. Bei schwarzem Kunststoff können Bindenähte durch Lichtreflexe deutlich sichtbar werden, während diese Linie bei weißem Kunststoff weitaus weniger auffällig wäre.

Abbildung 2: Bindenähte können sich dort bilden, wo der Kunststofffluss durch ein Hindernis oder Loch geteilt wird und auf der anderen Seite wieder zusammenfließt.

Abbildung 2: Bindenähte können sich dort bilden, wo der Kunststofffluss durch ein Hindernis oder Loch geteilt wird und auf der anderen Seite wieder zusammenfließt.


Außerdem lassen sich weitere Probleme, die sich aus dem verwendeten Kunststofftyp ergeben, vermeiden. Wie bereits erwähnt, kann sich Delrin beim Abkühlen „kräuseln“. Dieses Problem kann durch Vermeidung zu großer oder uneinheitlicher Wandstärke minimiert werden. Polycarbonat kann beim Abkühlen schrumpfen und dort, wo dicke Wände aufeinandertreffen, innere Hohlräume zurücklassen. Bei einem ansonsten gut konzipierten Teil führen diese zwar nicht zu Funktionsproblemen, können aber ein ästhetisches Problem bei durchsichtigem Kunststoff darstellen, bei dem die „Blasen“ sichtbar sind. Wenn Sie ein durchsichtiges Polycarbonat verwenden müssen, kann die Form neu entworfen werden, so dass der Kunststofffluss verkürzt wird, wodurch die Presse die Form befüllen und den Lunker „stopfen“ kann, bevor der Kunststoff zu sehr abkühlt.


Bei Kunststoffen, mit denen sich kleine Details in einer Form gut füllen lassen, bilden sich tendenziell häufiger Gussgrate, da sie in die Trennfuge der Form gepresst werden und dort Material zurücklassen, dass in einem Nachbearbeitungsschritt abgeschnitten werden muss. Eine Form, bei der das Material durch dünne Bereiche gepresst werden muss, setzt einen höheren Einspritzdruck voraus, wodurch sich wiederum die Wahrscheinlichkeit von Gussgraten erhöht. Beheben lässt sich das Problem entweder durch Verzicht auf Merkmale der Form, die einen höheren Einspritzdruck erforderlich machen, oder durch die Wahl eines Kunststoffs, der weniger anfällig gegenüber Gussgraten ist.


Schließlich gibt es beim Formdesign Fragestellungen, wie die Position von Anguss und Auswerfer, die das endgültige Aussehen eines Teils beeinflussen. Die Designer von Protomold werden zwar versuchen, die oben beschriebenen Probleme zu minimieren, jedes Teil benötigt jedoch Angüsse und Auswerfer, die immer ihre Spuren auf den fertigen Teilen hinterlassen. Wenn sich für Ihr Teil dadurch ein Problem ergeben könnte, sollten Sie dies unseren Technikern vor Abschluss Ihrer Bestellung mitteilen.


Natürlich gibt es viele Problembereiche, die das ästhetische Ergebnis beeinflussen können. Manche werden durch die Designanalyse innerhalb Ihres ProtoQuote® ermittelt. Bei anderen kommt es zu „Wechselwirkungen“ zwischen den Variablen, die ausführlicher in der kostenlosen Infobroschüre „Design-Überlegungen zur Ästhetik“ auf unserer Website besprochen werden. Wieder andere sind schwer vorhersehbar und zeigen sich erst beim Prototypenbau, bei dem Sie andere Kunststoffe ausprobieren oder Ihr Teil gegebenenfalls neu entwerfen können, bevor Sie die Serienfertigung in Auftrag geben.


Wie immer stehen Ihnen die Mitarbeiter des technischen Kundendienstes von Protomold unter der Nummer +49 (0) 6261 6148 768 für Rückfragen zur Verfügung.


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