Zwischen den Zeilen lesen: Die richtige Planung von Trennebenen kann das Aussehen und die Funktionalität von Teilen verbessern
Es ist schon eine Weile her, dass wir zuletzt über Trennfugen bei Spritzgussteilen gesprochen haben. Deshalb haben wir einen beliebten Designtipp überarbeitet, der behandelt, welche Arten von Trennebenen bei Spritzgussteilen aus Kunststoff oder Flüssigsilikon anzutreffen sind und wie Sie richtig damit umgehen.
Wenn Sie ein 3D-CAD-Modell für das Spritzgussverfahren entwickeln, denken Sie vielleicht nicht lange darüber nach, wo die Trennebene verlaufen soll. Dennoch lohnt es sich, die Position genau zu bedenken. Sie kann sich in mehrfacher Hinsicht auf Ihr Teil auswirken. Bei manchen Teilen liegt es auf der Hand, dass die Trennebene entlang der Mitte verläuft. Bei komplexeren Teilen ist jedoch der Verlauf möglicherweise nicht ganz so offensichtlich.
Nehmen wir beispielsweise einen einfachen Plastikbecher. Die Außenfläche wird von einer Formhälfte geformt (A-Seite), während die Innenfläche und der Rand des Bechers von der anderen Formhälfte (B-Seite) geformt werden. Die Trennebene verläuft entlang der Außenkante des Becherrands. Bei anderen Entwürfen variieren die Trennebenen je nach Geometrie. Eine spritzgegossene gelbe Blume, die als Spielzeug für Kinder verwendet wurde, zeigt eine Trennebene entlang ihrer äußeren Blütenblätter (siehe Abbildung 1).
Wenn eine komplexe Form entworfen wird, kann die Festlegung des Verlaufs der Trennebene komplizierter sein. Wenn Sie uns ein 3D-CAD-Modell eines solchen Teils ohne Formschräge zusenden, legt Protolabs fest, wo die Trennebene verlaufen sollte. Möglicherweise möchten Sie sich jedoch beim Entwerfen eines solchen Teils selbst Gedanken über die Positionierung der Trennebene machen, und zwar aus einem einfachen Grund: Designer und Spritzgießer betrachten Teile unterschiedlich. Spritzgießer sind wie Sie an der optimalen Herstellung Ihres Teils interessiert. Sie setzen jedoch den Schwerpunkt auf das korrekte Spritzgießen, während Designer sich darauf konzentrieren, wie das fertig geformte Teil funktioniert. Der Verlauf der Trennebene kann beides beeinflussen.
Erstens bestimmt der Verlauf der Trennebene die Öffnungsrichtung der Form und damit die Richtung der Formschräge von Merkmalen für einen einfachen Ausstoß. Zweitens hat der Verlauf einen Einfluss darauf, wo mögliche Spuren der Berührungsflächen der Form zurückbleiben und möglicherweise, wie diese Spuren aussehen. Drittens kann der Verlauf der Trennebene die Kosten der Formherstellung, sowie die Nachbearbeitungsart und -kosten zur Fertigstellung des Teils beeinflussen.
Der Spielzeugsoldat aus Kunststoff ist ein gutes Beispiel für ein Design mit einer schwierigen Trennebene. Das Problem kann jedoch auch bei einfacheren Teilen auftreten. So kann sich beispielsweise auch ein einfaches geometrisches Design mit abgerundeten Ecken als problematisch erweisen. Die Trennebene folgt dem Weg einer Tangente zur Oberfläche, die parallel zur Öffnungsrichtung der Form verläuft. In Abbildung 2 verläuft die Trennebene entlang einer ansonsten glatten Oberfläche. Ein Versatz an den Formkanten erzeugt einen deutlichen Trenngrat. Eine Trennebene an dieser Stelle würde engere Toleranzen verlangen und möglicherweise zu höheren Fräskosten führen. Die erhöhte Wahrscheinlichkeit von Graten kann außerdem Aussehen und Funktionalität des Teils beeinträchtigen, wodurch die Montage von Fertigteilen möglicherweise erschwert wird. Verläuft die Trennebene hingegen entlang einer scharfen Kante, wird der Trenngrat verdeckt. Die oben genannten Probleme hinsichtlich Herstellung, Funktionalität und Aussehen werden dann vermieden (siehe Abbildung 3).
Das Design von Teilen aus Flüssigsilikon (LSR) gleicht dem thermoplastischen Spritzgießen, obwohl eine zusätzliche Vorbereitung zur Vermeidung von Trenngraten in Erwägung gezogen werden sollte. LSR fließt wie eine Flüssigkeit in die Form und füllt selbst 0,005 mm kleine Spalte, was zu Trenngraten führen kann. Obwohl Trennebenen bei LSR-Teilen wahrscheinlich weniger sichtbar und weniger schwerwiegend sind, lassen sie sich schwerer vermeiden. Sie sollten auch darauf achten, dass sich Trennebenen bei LSR nicht auf einer Dichtfläche befinden. Sie erhalten in kürzester Zeit saubere Teile, wenn Sie Trennebenen bei LSR-Teilen möglichst einfach und gering halten.
Wie bei allen Spritzgussteilen können die Problemstellungen von Trennebenen auf verschiedene Weise angegangen werden. Sich der Bedeutung der Trennebene bewusst zu sein, ist schon ein guter Anfang. Wie bereits erwähnt, liegt der Verlauf von Trennebenen bei vielen Teilen auf der Hand und stellt kein größeres Problem dar. Bei komplexeren Teilen können Sie unter Umständen auch die Werkzeuge mancher CAD-Pakete verwenden, um Trennlinien zu lokalisieren und zu bewerten. Sie können jedoch auch einfach ein 3D-CAD-Modell online hochladen, wir schlagen Ihnen dann einen Trennebenenverlauf und eine angemessene Formschräge je nach Ausrichtung vor. Unsere Software weist möglicherweise darauf hin, dass das Teil nicht in einer Form mit geradem Rückzug hergestellt werden kann und dass Änderungen am Entwurf, seitliche Formfunktionen und/oder Formeinsätze erforderlich sind.
Egal, ob Sie Ihre Informationen von einem CAD-Paket oder von Protolabs erhalten, sollten Sie beachten, dass die vorgeschlagene Trennebene nicht unbedingt die einzige Option darstellt. Weder Ihr CAD-Programm noch unsere Designanalyse-Software kennt den Verwendungszweck Ihres Teils. Prüfen Sie die vorgeschlagene Trennebene sorgfältig und überlegen Sie sich, ob ihr Verlauf sowohl kosmetisch als auch funktionell sinnvoll ist. Ist dies nicht der Fall, dann gibt es für Ihren bestehenden Entwurf möglicherweise andere Optionen. Sie könnten außerdem den Entwurf so verändern, dass sich eine passende Trennebene für Ihre Anwendung ergibt. Wenn Sie Hilfe benötigen, können Sie sich jederzeit unter der Rufnummer +49 (0) 6261 6436 947 an unseren technischen Kundendienst wenden, um Ihren Entwurf mit uns zu besprechen.