Analyse von Spritzgiessfehlern

Sichtbar durch Brandstellen am Fließwegende.

Fehlerursache:

Entweicht die Luft beim Einspritzen nicht aus der Kavität, so wird sie mit hohem Druck von der Schmelze komprimiert. Dabei wird die Luft so stark erhitzt (>1000 °C), dass es zum Verbrennen der Luft, des Kunststoffs und des Stahls kommen kann.

Fehlerquellen Brenner- / Dieseleffekt:

Material:

• Material setzt Partikel, Gase frei
• Additive, Farben gasen aus

Methode:

• Einspritzgeschwindigkeit zu hoch
• Kein Einspritzprofil schnell – langsam
• Umschaltpunkt zu spät
• Zuhaltekraft zu hoch
• Entlüftung verschmutzt,
• Reinigungsintervall zu lang

Werkzeug:

• Entlüftung nicht ausreichend

Sichtbar durch Vertiefungen (Dellen) in der Oberfläche

Fehlerursache:

Einfallstellen entstehen durch ungleichmäßige Schwindung. Sie treten meist an Dickstellen oder am Fließwegende auf.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Düsenbohrung zu klein
• Rückstromsperre verschlissen
• Druckregelung ungenau

Material:

• Kunststoff hat zu hohe Schwindung

Methode:

• Nachdruck zu niedrig
• Nachdruckzeit zu gering (Siegelzeit)
• Werkzeugtemperatur zu hoch
• Einspritzgeschwindigkeit zu hoch
• Einspritzvolumen zu gering (UP zu früh)
• Restmassepolster zu klein

Werkzeug:

• Anguss- und Anschnittdimensionierung falsch
• Zu große Wanddickenunterschiede
• Masseanhäufungen (zu dicke Rippen)
• Kühlung falsch ausgelegt

Es gibt zwei Arten von Farbschlieren:

1. Unregelmässige Farbschliere

Farbe ist ungenügend eingemischt: Sichtbar durch unregelmäßige Farbschlieren. Jedes Teil hat eine andere Farbschattierung.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Schnecke ohne Scher- und Mischteil
• Keine Mischdüse im Einsatz
• Zylinder zu klein
• Farbdosiergerät defekt, nicht vorhanden
• Materialtrichter zu groß
• Farbe lädt sich elektrostatisch auf

Material:

• Masterbatch oder Pigmente nicht mit Kunststoff verträglich
• Löslichkeit der Pigmente ungenügend
• Pigmente, Masterbatch Granulat zu groß
• Kunststoffgranulat zu groß

Methode:

• Staudruck zu niedrig
• Massetemperatur zu niedrig
• Farbdosierung nicht ausreichend

2. Farbschlieren durch Entmischung

Hierbei sind die Farbstreifen am Teil immer an der gleichen Stelle.

Farbpigmente und Kunststoff sind unverträglich, oder durch zu hoher Scherung kommt es zu Entmischungen. Jedes Teil hat an der gleichen Stelle, meist im Bereich von Bindenähten, Farbschlieren.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Düsenbohrung zu klein
• Material
• Masterbatch oder Pigmente nicht mit Kunststoff verträglich
• Pigmente thermisch zu empfindlich
• Pigmentanteil zu hoch

Methode:

• Einspritzgeschwindigkeit zu hoch (zu niedrig)
• Massetemperatur zu niedrig (zu hoch)
• Werkzeugtemperatur zu niedrig (zu hoch)
• Staudruck, Schneckendrehzahl zu hoch
• Farbdosierung zu hoch

Werkzeug:

• Fließquerschnitte zu klein
• Fließweg zu lang
• Lage der Bindenähte ungünstig
• Anschnitte zu klein

Unregelmäßiger Farbton.

Fehlerursache:

Sichtbar durch unregelmäßigen Farbton. Sehr häufig treten von einer Produktion zur anderen Farbunterschiede auf.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Schneckengeometrie
• Düsenbohrung, Mischdüse
• Zylinder zu klein, zu groß
• Farbdosiergerät defekt, nicht vorhanden
• L – D Verhältnis anders
• Einspritzregelung

Material:

• Charge des Materials
• Farbpigmente
• Trocknung zu lange

Methode:

• Staudruck zu niedrig
• Massetemperatur zu niedrig (zu hoch) bzw. ungleichmäßig
• Farbdosierung nicht ausreichend

Werkzeug:

• HK – Temperaturführung ungleichmäßig

Sichtbare Strangbildung der zuerst eingespritzten Masse auf der Formteiloberfläche.

Fehlerursache:

Kommt die Schmelze nicht oder zu spät mit der Werkzeugwand in Berührung, so füllt sich das Werkzeug nicht im „Quellfluss“. Es bildet sich ein Schmelzestrang (Würstchen/Schlange), der „freier Massestrahl“ genannt wird.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Düsenbohrung zu klein

Material:

• Material zu hochviskos

Methode:

• Einspritzgeschwindigkeit zu hoch oder
• Kein Einspritzprofil langsam – schnell
• Werkzeugtemperatur zu niedrig
• Massetemperatur zu niedrig

Werkzeug:

• Ungünstige Angusslage
• Ungünstige Anschnittdimensionierung (zu klein)
• Übergang Anschnitt – Formteil nicht verrundet

Zeitweise nicht ausgespritzte Teile am Fließwegende oder an Dünnstellen.

Fehlerursache:

Nicht vollständig ausgespritzte Teile am Fließwegende, im dünnwandigen Bereich oder an der Entlüftung von Rippen. Dieser Fehler tritt häufig unregelmäßig auf.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Düse dichtet nicht gegen das Werkzeug
• Rückstromsperre verschlissen
• Dosierung ungenau
• Spezifischer Einspritzdruck zu gering
• Zugluft an der Maschine
• Umgebungstemperatur schwankt
• Heizleistung vom Temperiergerät zu niedrig
• Mahlgut wird nicht homogen zugemischt

Material:

• Material zu hochviskos
• Viskosität schwankt
• Regeneratanteil schwankt

Methode:

• Dekompression zu klein, zu langsam
• Spritzdruck, Nachdruck zu niedrig
• Restmassepolster zu klein
• Einspritzvolumen zu klein
• Staudruck zu niedrig
• Schneckendrehzahl zu hoch

Werkzeug:

• Wanddicken zu gering, keine Fließhilfen
• Angusssystem nicht balanciert, zu klein
• Temperaturregelung Heißkanal ungenau
• Werkzeugentlüftung nicht ausreichend, verschmutzt
• Heißkanaldüsen (Spitzenverschleiß/ungleiche Düsenlängen)

Zu geringer Oberflächenglanz, bzw. Glanzstellen.

Fehlerursache:

Je genauer die Oberfläche durch den Kunststoff abgebildet wird, desto glänzender ist das Teil bei polierten Werkzeugen und desto gleichmäßig strukturiert ist das Teil bei geätzten Werkzeugoberflächen (keine Glanz-/Speckstellen).

Fehlerquellen:

Maschine:

• Spezifischer Einspritzdruck zu gering
• Temperiergerät, Temperiermedium nicht i.O

Material:

• Material zu hochviskos

Methode:

• Einspritzgeschwindigkeit zu niedrig
• Werkzeugtemperatur zu niedrig
• Massetemperatur zu niedrig

Werkzeug:

• Politur der Werkzeugoberfläche ungenügend
• Strukturierung der Werkzeugoberfläche ungenügend
• Belag, Materialablagerungen, Rost
• Wanddickenunterschiede
• Kühlung falsch ausgelegt, nicht i. O.

Blasen im Formteilinneren bzw. Schlieren auf der Oberfläche.

Fehlerursache:

Befindet sich Luft in der Schmelze und wird diese mit in die Kavität eingespritzt, so bilden sich Luftblasen im Inneren des Formteils, die bei transparenten Teilen sichtbar sind. Gelangen diese Blasen während des Einspritzens an die Werkzeugwand, so platzen sie auf und sind als Schlieren an der Formteiloberfläche sichtbar. Luftblasen und Luftschlieren treten an unterschiedlichen Stellen am Teil auf.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Düse dichtet nicht richtig ab
• Keine Verschlussdüse im Einsatz

Material:

• Material zu hochviskos
• Unterschiedliche Granulatgröße

Methode:

• Einspritzgeschwindigkeit zu hoch oder kein Einspritzprofil langsam – schnell
• Werkzeugtemperatur zu niedrig
• Massetemperatur zu niedrig

Sichtbar durch U-förmige Bindenähte nach Wanddickensprüngen oder Schriftzügen.

Fehlerursache:

Im Bereich von Schriftzügen, Rippen, Domen oder scharfen Wanddickensprüngen wird Luft, die nicht schnell genug entweichen kann, mitgerissen, von der Schmelze überrollt und eingeschlossen. Es entstehen unvorhergesehene Bindenähte, sogenannte Luftnasen.

Fehlerquellen:

Material:

• Material zu hochviskos

Methode:

• Einspritzgeschwindigkeit im kritischen Bereich zu hoch (zu niedrig)
• Werkzeugtemperatur stark unterschiedlich
• Massetemperatur zu niedrig

Werkzeug:

• Werkzeugentlüftung nicht optimal
• Keine Radien im kritischen Bereich
• Zu große Wanddickensprünge
• Gravurtiefen zu groß
• Kühlung nicht in Ordnung

Oft sichtbar durch die Matte Oberfläche im Anguss/Anschnittbereich.

Fehlerursache:

Wird die Schmelze sehr schnell eingespritzt und scharfkantig umgelenkt, so kommt es zu starken Orientierungen und Dehnungen der Molekülketten im Anschnittbereich. Die schon erstarrte Randschicht reißt auf. Hierdurch entsteht an der Oberfläche eine matte Stelle.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Geschwindigkeitsregelung ungenau

Material:

• Material zu hochviskos

Methode:

• Einspritzgeschwindigkeit zu hoch
• Kein Einspritzprofil langsam – schnell
• Massetemperatur zu niedrig
• Werkzeugtemperatur zu niedrig

Werkzeug:

• Übergang Anschnitt zu Kavität nicht verrundet
• Anschnittdurchmesser zu klein
• Anschnittposition ungünstig

Sichtbar durch feinste Rillen auf der Oberfläche.

Fehlerursache:

Bei einer zu zähflüssigen (hochviskosen) Schmelze, dehnt sich beim Einspritzen die plastische Seele in Fließrichtung. Dabei entstehen Rillen in der Randschicht. Dieser Effekt ist vor allem am Fließwegende zu beobachten.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Spezifischer Einspritzdruck zu gering
• Heizleistung vom Temperiergerät zu gering
• Temperiermedium falsch ausgewählt
• Zugluft an der Maschine

Material:

• Material zu hochviskos

Methode:

• Einspritzgeschwindigkeit zu niedrig
• Spritzdruckbegrenzung zu niedrig
• Umschaltpunkt zu früh
• Werkzeugtemperatur zu niedrig
• Massetemperatur zu niedrig

Werkzeug:

• Zu dünne Wandstärken
• Zu lange Fließwege, zu wenig Anspritzpunkte
• Isolierplatten fehlen

Sichtbar durch Scharfe Kanten oder Kunststoffhäute an Werkzeugspalten.

Fehlerursache:

Beim Einspritzvorgang entstehen sehr hohe Drücke, die das Werkzeug verformen und dazu führen können, dass sich Spalten an der Trennebene oder im Bereich von beweglichen Teilen bilden. Dringt die Schmelze in so eine Spalte ein entstehen Grate oder Schwimmhäute.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Zuhaltekraft zu niedrig
• Zuhaltekraft ungleichmäßig (Holmverschleiß)
• Zentrierbohrung zu groß

Material:

• Material zu niederviskos

Methode:

• Einspritzgeschwindigkeit zu hoch
• Kein Einspritzprofil schnell – langsam
• Einspritzvolumen zu groß (UP zu spät = Druckspitze)
• Nachdruck zu hoch
• Massetemperatur zu hoch
• Zuhaltekraft zu niedrig

Werkzeug:

• Werkzeug nicht steif genug
• Werkzeugtrennflächen beschädigt
• Trennebene verschmutzt

Deutlich sichtbare Bindenaht (Kerbe).

Fehlerursache:

Treffen zwei Schmelzefronten aufeinander, so müssen sich diese miteinander verschweißen. Verbinden sie sich nur schlecht, so entstehen sichtbare kleine Kerben. Häufig treten an Bindenähten auch Farbentmischungen auf (siehe Farbschlieren).

Fehlerquellen:

Material:

• Material zu hochviskos
• Farben – Glimmerpartikel zu groß

Methode:

• Einspritzgeschwindigkeit zu niedrig
• Nachdruck zu niedrig
• Massetemperatur zu niedrig
• Werkzeugtemperatur zu niedrig
• Umschaltpunkt zu früh

Werkzeug:

• Entlüftung schlecht
• Anschnitt falsch positioniert
• Kein Kaskadenangusssystem

U-förmige, langgezogene Schlieren/Blasen.

Fehlerursache:

Befindet sich Feuchtigkeit im Granulat, so entsteht beim Aufschmelzen Wasserdampf. Diese Dampfblasen sind bei transparenten Teilen sichtbar. Sie sind klein, vermehrt und an unterschiedlichen Stellen im Teil vorhanden. Blasen, die an die Oberfläche gelangen, sind als U-förmige langgezogene Schlieren zu erkennen, die gegen die Fließrichtung offen sind. Kunststoffteile mit Feuchtigkeitsschlieren sind spröde.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Trichter wird nicht abgedeckt
• Keine Verschlussdüse
• Trockner defekt (Wartung)
• Trockner zu klein
• Zu lange Materialförderstrecke

Material:

• Zu hohe Restfeuchte im Granulat
• Verpackung des Granulates defekt
• Additive sind feuchtigkeitsempfindlich (Ruß)

Methode:

• Dekompressionsweg zu groß
• Dekompressionsgeschwindigkeit zu schnell
• Vortrocknung zu niedrig / kurz
• Einzugszone zu kalt
• Werkzeugtemperatur zu kalt

Werkzeug:

• Werkzeug undicht (Kühlbohrung Haarriss)
• Fließquerschnitte zu klein

Nach einiger Zeit Risse am Teil sichtbar.

Fehlerursache:

Spannungen werden durch unterschiedliche Erstarrungszeiten und Erstarrungsdrücken zwischen Randschicht und plastischer Seele verursacht. Spannungsrisse treten oft erst nach mehreren Tagen oder Wochen auf. Siehe Kapitel Schwindung Verzug.

Fehlerquellen:

Material:

• Material zu spröde

Methode:

• Werkzeugtemperatur zu niedrig, zu hoch
• Nachdruck zu hoch, kein Profil
• Einspritzgeschwindigkeit zu hoch, zu niedrig
• Umschaltpunkt ungünstig
• Massetemperatur zu niedrig, zu hoch
• Einlegeteile zu kalt

Werkzeug:

• Ungünstige Wanddickenverhältnisse
• Fließweg- Wanddickenverhältnis zu hoch
• Anschnittlage ungünstig
• Kühlung ungünstig

Tigerstreifen auf der Sichtfläche.

Fehlerursache:

Bei flächigen Teilen treten helle und dunkle Streifen auf, dieser Effekt ist vor allem am Fließwegende zu beobachten. Tigerstreifen kommen vor allem bei PE und PP vor.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Düsenbohrung zu klein

Material:

• Zu hoher Wachsanteil (Paraffin)
• Wachs (Gleit-, Entformungshilfe) thermisch zu empfindlich
• Einbindung der Zuschlagstoffe ungenügend

Methode:

• Einspritzgeschwindigkeit zu hoch (zu niedrig)
• Massetemperatur zu niedrig (zu hoch)
• Werkzeugtemperatur zu niedrig (zu hoch)

Werkzeug:

• Fließquerschnitte zu klein
• Fließweg zu lang
• Lage der Bindenähte ungünstig
• Anschnitte zu klein
• HK falsch ausgelegt

Sichtbar durch Blasen, Löcher im Teil an der gleichen Stelle.

Fehlerursache:

Vakuolen entstehen durch Schwindung im Inneren des Formteils. Sie befinden sich am Fließwegende oder in Dickstellen. Sie sind immer an der gleichen Stelle im Formteil. In transparenten Teilen sind sie als Bläschen zu sehen.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Düsenbohrung zu klein
• Rückstromsperre verschlissen
• Druckregelung ungenau

Material:

• Kunststoff hat zu hohe Schwindung

Methode:

• Nachdruck zu niedrig
• Nachdruckzeit zu gering (Siegelzeit)
• Werkzeugtemperatur zu hoch
• Einspritzgeschwindigkeit zu hoch
• Einspritzvolumen zu gering (UP zu früh)
• Restmassepolster zu klein

Werkzeug:

• Anguss- und Anschnittdimensionierung falsch
• Zu große Wanddickenunterschiede
• Masseanhäufungen (zu dicke Rippen)
• Kühlung falsch ausgelegt

Dunkle, silberne Schlieren.

Fehlerursache:

Wird der Kunststoff beim Vortrocknen, während des Plastifizierens oder beim Einspritzen thermisch zu stark belastet, so kann es zu einem Abbau oder einer Veränderung der Molekülketten kommen. Dies äußert sich in braunen, schwarzen oder silbernen Schlieren oder Punkten. Sind die Schlieren an unterschiedlichen Stellen am Formteil, so werden sie wahrscheinlich durch das Trocknen oder Plastifizieren verursacht. Befinden sie sich immer an derselben Stelle, so liegt die Ursache wahrscheinlich beim Einspritzen.

Fehlerquellen:

Maschine:

• Plastifiziereinheit zu groß
• Tote Ecken in der Plastifiziereinheit
• Tote Ecken in der Verschlussdüse
• Düse dichtet nicht richtig ab
• Düsenbohrung zu klein

Material:

• Regeneratanteil zu hoch
• Korngröße zu unterschiedlich (Staubanteil)
• Kunststoff oder Zuschlagsstoffe, Farben nicht ausreichend thermisch stabil

Methode:

• Massetemperatur zu hoch
• Staudruck, Schneckendrehzahl zu hoch
• Restmassepolster zu groß
• Einspritzgeschwindigkeit zu hoch
• Vortrocknung zu lang, zu heiß
• Heißkanaltemperatur zu hoch

Werkzeug:

• Tote Ecken im Heißkanal
• Heißkanalsystem schlecht ausgelegt
• Übergänge scharfkantig
• Fließquerschnitte zu klein