Welche Vorteile bietet die Verwendung eines kleinen Anschnitts beim Spritzgießen?

Der Anschnitt ist ein entscheidender Abschnitt des Materialflusskanals im Angusssystem. Mit Ausnahme des Anschnitts am Hauptkanal weisen die meisten Anschnitte im Angusssystem die kleinste Querschnittsfläche auf; ihr Wert beträgt im Allgemeinen nur 3 % bis 9 % der Querschnittsfläche des Verteilerkanals.

Bei Kunststoffschmelzen, die dem newtonschen Fließgesetz folgen, ist die Viskosität unabhängig von der Schergeschwindigkeit. Eine große Anschnitt-Querschnittsfläche kann daher den Strömungswiderstand verringern und die Schmelzefließgeschwindigkeit erhöhen, was dem Füllen der Form und der Formteilqualität zugutekommt.

Bei den meisten Kunststoffschmelzen, die dem newtonschen Fließgesetz nicht folgen, erhöht eine Verringerung der Anschnitt-Querschnittsfläche häufig die Schergeschwindigkeit der Schmelze. Aufgrund des Scherwärmeeffekts sinkt die scheinbare Viskosität der Schmelze deutlich, was für das Füllen der Form vorteilhafter sein kann als ein großer Anschnittquerschnitt.

Der durch den erhöhten Strömungswiderstand bei der Verwendung eines kleinen Anschnitts verursachte Druckabfall kann beim Formen innerhalb eines bestimmten Bereichs durch eine Erhöhung des Einspritzdrucks ausgeglichen werden.

Allgemein bietet die Verwendung eines kleinen Anschnitts beim Spritzgießen folgende Vorteile.

①. Zwischen dem vorderen und hinteren Ende des kleinen Anschnitts besteht ein großer Druckunterschied. Dadurch kann die Schergeschwindigkeit der Schmelze wirksam erhöht und eine große Scherwärme erzeugt werden, wodurch die scheinbare Viskosität der Schmelze sinkt und ihre Fließfähigkeit zunimmt, was das Füllen der Form begünstigt.

Diese Eigenschaft des kleinen Anschnitts ist für die Formgebung dünnwandiger Produkte oder von Produkten mit feinen Mustern sowie für Kunststoffe mit einer schergeschwindigkeitsabhängigen Viskosität von großem Vorteil, beispielsweise Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polystyrol (PS).

②. Beim Spritzgießen dauert die Nachdruck- und Schwindungsausgleichsphase im Allgemeinen an, bis die Schmelze im Anschnitt erstarrt; andernfalls kann die Schmelze aus der Formkavität zurückfließen.

Ist der Anschnitt groß, dauert die Nachdruck- und Schwindungsausgleichszeit lange an. Dadurch können der Orientierungsgrad und die Fließverformung der Makromoleküle zunehmen, was zu hohen Schwindungsausgleichsspannungen im Produkt führt, insbesondere in der Nähe des Anschnitts, und dadurch Verzug verursacht.

Bei Verwendung eines kleinen Anschnitts kann sein Volumen durch einen Formversuch oder eine Formreparatur angepasst werden, sodass die Schmelze im Anschnitt während des Nachdrucks rechtzeitig erstarrt. Dadurch lässt sich die Schwindungsausgleichszeit angemessen steuern und das oben beschriebene Phänomen vermeiden.

③. Da ein kleiner Anschnitt ein geringes Volumen aufweist und schnell erstarrt, muss bei der Herstellung bestimmter Produkte nach dem Erstarren des kleinen Anschnitts nicht gewartet werden, bis das gesamte Innere des Produkts erstarrt ist. Solange die äußere erstarrte Schicht ausreichend fest und steif ist, kann das Produkt entformt werden. Dadurch verkürzt sich der Formzyklus und die Produktionseffizienz steigt.

④. Wird in einem unausgeglichenen Angusssystem mit mehreren Kavitäten ein kleiner Anschnitt verwendet, ist der Strömungswiderstand des Anschnitts für die Kunststoffschmelze wesentlich größer als der Strömungswiderstand der Schmelze im Verteilerkanal. Dadurch kann die Schmelze zunächst den Verteilerkanal füllen und einen ausreichenden Druck aufbauen, sodass jede Kavität ungefähr gleichzeitig beschickt und gefüllt wird.

Ein kleiner Anschnitt kann somit die Füllgeschwindigkeit der einzelnen Kavitäten in einem Mehrkavitätenwerkzeug ausgleichen, was dem Ausgleich des Angusssystems zugutekommt.

⑤. Wird ein Produkt mit einem größeren Anschnitt geformt und eine hohe Oberflächenqualität gefordert, sind häufig geeignete Werkzeuge oder Maschinen erforderlich, um den Anschnittrest nachzubearbeiten. Ist der Anschnitt zu groß, muss der Anschnittrest insbesondere durch Sägen, Schneiden oder ähnliche Verfahren entfernt werden. Bei Verwendung eines kleinen Anschnitts lässt sich dieser Aufwand jedoch vermeiden.

Beispielsweise kann der Anschnittrest eines kleinen Anschnitts von Hand schnell abgetrennt oder beim Entformen durch eine spezielle Werkzeugstruktur automatisch abgetrennt werden. Außerdem ist die nach dem Abtrennen des kleinen Anschnitts verbleibende Anschnittmarkierung klein, sodass im Allgemeinen keine oder nur geringfügige Nachbearbeitungs- und Polierarbeiten erforderlich sind.

Die Verwendung eines kleinen Anschnitts erleichtert daher nicht nur die Trennung des Anschnittrests vom Produkt im Angusssystem, sondern auch die Nachbearbeitung des Produkts.

Es ist jedoch zu beachten, dass ein zu kleiner Anschnitt trotz der oben genannten Vorteile einen hohen Strömungswiderstand verursacht und dadurch die Beschickungs- und Füllzeit verlängert. Daher eignet sich ein kleiner Anschnitt nicht für Kunststoffschmelzen mit hoher Viskosität oder für Schmelzen, bei denen die Schergeschwindigkeit nur einen geringen Einfluss auf die scheinbare Viskosität hat, beispielsweise Polyformiat und Polysulfon.

Bei der Formgebung großer Produkte muss die Anschnitt-Querschnittsfläche außerdem entsprechend vergrößert werden. Manchmal ist es sogar erforderlich, die Anschnittquerschnittshöhe auf nahezu die maximale Produktdicke zu vergrößern, um die Fließfähigkeit der Schmelze zu verbessern.

Darüber hinaus ist bei Produkten mit dickeren Wänden und höheren Schwindungsraten im Allgemeinen eine ausreichende Schwindungsausgleichszeit erforderlich. In diesem Fall darf die Anschnitt-Querschnittsfläche daher nicht zu klein ausgelegt werden.