Oktober 2012



Sandburgen und Kunststoffteile

Haben Sie sich jemals gefragt, wozu die kleinen Plastikeimer, mit denen Kinder am Strand spielen, abgeschrägte Seitenflächen haben? Kleiner Tipp: nicht zum Wasserschöpfen. Sie dienen vielmehr zur zweiten Lieblingsbeschäftigung der Kleinen am Strand: zum Sandburgenbauen. Feuchter Sand ist ziemlich brüchig und die vom Wasser erzeugte Oberflächenspannung zwischen den Sandkörnern reicht gerade aus, um ein Häufchen Sand für begrenzte Zeit zu einem Körper zu verwandeln. Eine größere Erschütterung würde ihn wieder zum Einsturz bringen, und da dieselbe Oberflächenspannung, mit der die Sandkörner aneinander kleben, sie auch an die Seiten des Eimers zieht, wäre eine stärkere Erschütterung erforderlich, um feuchten Sand aus einem Eimer mit geraden Seiten zu bekommen (siehe Abbildung 1). Das Ergebnis wäre ein loser Haufen feuchter Sand und eine wirksame Lektion über die Bedeutung von Formschrägen für den jungen Burgenbauer.

Abbildung 1: Da die Flächen, die mit dem Sand in Kontakt sind keine Formschräge besitzen, bewirkt die Oberflächenspannung, dass die Sandburg beim Hochheben der Form zerfällt. Zur Vermeidung von Schäden oder Schleifspuren am Teil müssen Flächen, die parallel zur Linie der Formöffnung verlaufen, mit einer Formschräge versehen werden - abgewinkelt von der Linie, entlang derer das Teil ausgeworfen wird.

Abbildung 1: Da die Flächen, die mit dem Sand in Kontakt sind keine Formschräge besitzen, bewirkt die Oberflächenspannung, dass die Sandburg beim Hochheben der Form zerfällt. Zur Vermeidung von Schäden oder Schleifspuren am Teil müssen Flächen, die parallel zur Linie der Formöffnung verlaufen, mit einer Formschräge versehen werden - abgewinkelt von der Linie, entlang derer das Teil ausgeworfen wird.


Beim typischerweise abgeschrägten Eimer hingegen, wird die Sandmasse beim Hochheben des Eimers gleichzeitig direkt von der Eimerwand weggezogen. Weniger Kontakt bedeutet weniger Oberflächenspannung zwischen Sand und Eimer (im Grunde genommen weniger Reibung), und weniger Reibung bedeutet, dass der Eimer nicht geschüttelt werden muss. Ein leichtes Klopfen reicht aus, und die Schwerkraft macht den Rest. Bei dieser Art des Auswerfens können zwar ein paar Sandkörner am Plastik hängen bleiben, dafür bleibt das Türmchen der Sandburg ganz (siehe Abbildung 2).

Abbildung 2: Formschrägen erleichtern das Ablösen des Teils aus der Form und sind besonders wichtig, wenn Formen - wie diese Sandburgform - nur für den geraden Rückzug ausgelegt sind. Die Verwendung von mindestens 0,5 Grad Formschräge an allen

Abbildung 2: Formschrägen erleichtern das Ablösen des Teils aus der Form und sind besonders wichtig, wenn Formen - wie diese Sandburgform - nur für den geraden Rückzug ausgelegt sind. Die Verwendung von mindestens 0,5 Grad Formschräge an allen "senkrechten" Flächen vereinfacht das Auswerfen Ihres Teils oder, wie in diesem Beispiel, der Sandburg*.


Das gleiche Prinzip gilt für das Konstruieren von Kunststoffteilen für das Spritzgießen. Spritzgegossener Kunststoff kann zwar fester sein als feuchter Strandsand, doch wenn der Kunststoff beim Auswerfen schleift, kann er es nicht mit einer Formwand aus Metall aufnehmen, und während das fertige Teil seine Form beibehält, wird seine Oberflächenstruktur beeinträchtigt. Solange Ihre Teile also Flächen besitzen, die mehr oder weniger parallel zur Richtung der Formöffnung verlaufen, sollten Sie für diese Flächen eine Formschräge vorsehen, egal wie komplex oder einfach sie gestaltet sind.


Ein gutes Beispiel eines solchen Teils ist der Plastikeimer, den wir eben betrachtet haben. Der Eimer, der als Form für den Sand dient, ist selbst ein Formteil. Die Außenseite wird von der A-Seite (Düsenseite) der Form gebildet, während die Innenseite von der B-Seite (Auswerferseite) geformt wird. Durch Schwindung bewegt sich der sich abkühlende Kunststoff von der äußeren Formhälfte weg, sodass dieser Teil der Formöffnung erleichtert wird. Dies gilt natürlich nur, wenn die Oberfläche des Eimers nicht strukturiert ist. Eine Textur kann dieselbe Wirkung haben wie winzige Hinterschneidungen. Erhöhen Sie die Formschräge, um eine Beschädigung der Oberfläche zu vermeiden. Eine leichte Textur (PM-T1) erfordert mindestens drei Grad, eine mittlere Textur (PM-T2) mindestens fünf Grad Formschräge.


Gleichzeitig sorgt die Schwindung dafür, dass der Eimer an der B-Seite der Form hängen bleibt, von der er mithilfe von Auswerferstiften getrennt werden muss. Eine hohe Formschräge (und die Vermeidung von Textur) unterstützt hierbei den Auswerfvorgang und bietet dem Spritzgießer mehr Flexibilität, die Qualität der Teile durch ein erleichtertes Auswerfen zu erhöhen.


Der zuvor beschriebene Eimer ist im Prinzip eine Tasse. Vielleicht möchten Sie einen Henkel anbringen oder Merkmale hinzufügen, die aus der Oberfläche herausragen, oder die Seiten des Eimers mit Löchern versehen. Hierfür können Sie auf Seitenschieber zurückgreifen, bei denen parallel zur Richtung der Formöffnung Formschräge einzuplanen ist (erfahren Sie mehr über Seitenschieber).


*HINWEIS: Dort, wo Kunststoff nur 0,5-2 Grad Formschräge benötigt, kann Sand 5 Grad oder mehr benötigen.