Gasinnendruck- und Schaumspritzguss: Prozessoptionen gegen Einfallstellen bei dicken Teilen
Wann sich Gasinnendruck- (GIM) und physikalischer Schaumspritzguss (MuCell u. a.) lohnen, und ihre Vorteile und Grenzen.
Beim klassischen Spritzguss bedeutet ein dicker Bereich lange Kühlung + Risiko für Einfallstellen. Es gibt zwei Verfahren, um beide Probleme ohne Geometrieänderung zu reduzieren: Gasinnendruckspritzguss (GIM) und Schaumspritzguss (mikrozellulär).
Gasinnendruckspritzguss
Die Kavität wird teilweise mit Kunststoff gefüllt, anschließend wird Stickstoffgas in die Mitte der Schmelze eingepresst. Das Gas verdrängt den dicken Bereich und den heißen Kern der Schmelze und bildet hohle Kanäle.
Vorteile
- Einfallstellen im dicken Bereich werden stark reduziert (der Gasdruck wirkt wie ein Nachdruck).
- Material- und Gewichtseinsparung (hohle Griffe, Arme, Rahmen).
- Geringerer Verzug, niedrigerer Kavitätsdruck und geringere Schließkraft.
Grenzen
- Die Gaseinheit und das Werkzeug (Gasstift) erfordern zusätzliche Investition.
- Das Prozessfenster ist eng; Gasdurchbruch und Teilwandstärke müssen kontrolliert werden.
- Das Design muss zu den Gaskanälen passen (z. B. dicke Rippen/Arme).
Typische Anwendungen: Türgriffe, Haltegriffe, Rahmen und Teile mit langen Griffen, TV- und Möbelgehäuse.
Schaumspritzguss (mikrozellulär)
Der Schmelze wird im Zylinder kontrolliert überkritisches N₂ oder CO₂ zugemischt; beim Eintritt in die Kavität bildet das Gas kleine Zellen. Die Zellen erzeugen Druck, ohne dass ein Nachdruck nötig ist.
Vorteile
- Einfallstellen und Verzug werden reduziert; Kavitätsdruck und Schließkraft sinken.
- Gewichts- und Materialeinsparung; die Zykluszeit verkürzt sich manchmal.
Grenzen
- Die Oberflächenqualität (Schlieren-ähnliche Spuren) kann schlechter sein als beim klassischen Verfahren; bei sichtbaren Teilen sind zusätzliche Maßnahmen wie Werkzeugheizung nötig.
- Mechanische Eigenschaften (Schlag, Ermüdung) ändern sich; testen Sie diese.
- Lizenz- und Ausrüstungskosten.
Strukturschaum (chemisches Treibmittel) ist eine günstigere Alternative zu diesen beiden Verfahren; wird bei großen, dicken Teilen eingesetzt.
Welches Verfahren?
| Bedarf | Kandidat |
|---|---|
| Dicker Griff/Arm, Einfallstellenproblem | Gasinnendruck |
| Großes, flaches Paneel, Gewichtsreduktion | Schaumspritzguss |
| Sichtbare Oberfläche kritisch | Klassisch / GIM; bei Schaum Zusatzmaßnahmen |
| Geringe Investition | Chemischer Schaum, Geometriekorrektur |
Hinweis: Diese Verfahren erfordern Fachwissen; Versuche sollten gemeinsam mit Lieferant und Werkzeugbauer durchgeführt werden.
Wenn Sie Einfallstellen zuerst über Prozess- und Designeinstellungen lösen möchten, siehe den Leitfaden zu Einfallstellen.
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