Hinterschnitte konstruieren: Techniken und Werkzeugüberlegungen
Hinterschnitte konstruieren: Techniken und Werkzeugüberlegungen
Pioneer Plastech
geschrieben von Joyce W.
herausgegeben von Joyce W.
In der Welt des Spritzgießens stellen Hinterschnitte besondere Herausforderungen an Konstruktion und Werkzeugbau. Ob Schnappverbindungen, Bohrungen senkrecht zur Formöffnungsrichtung oder komplexe Bauteilgeometrien – Hinterschnitte erfordern spezielle Lösungen, um die Herstellbarkeit ohne Kompromisse bei Funktion oder Qualität zu gewährleisten.
Was ist ein Undercut?
Hinterschneidungen bezeichnen jegliche Vertiefungen oder Vorsprünge, die das Öffnen der Form oder das Auswerfen des Teils in gerader Linie verhindern. Gängige Beispiele sind Innengewinde, Seitenbohrungen und Verschlüsse. Diese Merkmale erhöhen oft die Funktionalität des Produkts, verkomplizieren jedoch die Konstruktion der Form und den Fertigungsprozess.
Techniken zur Vermeidung von Hinterschneidungen
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Hinterschneidungen beim Spritzgießen zu beheben, abhängig von der Teilegeometrie, dem Material und dem Produktionsvolumen:
- Nebenaktionen (Folien):
Die gängigste Lösung für Hinterschneidungen. Die Schieber bewegen sich senkrecht zur Formöffnungsrichtung und ziehen sich beim Auswerfen des Teils zurück. Ideal für die Großserienfertigung mit gleichbleibender Geometrie.
- Heber :
Diese abgewinkelten Bauteile heben sich beim Auswerfen an, um innere Hinterschneidungen, wie z. B. Schnappstellen, zu lösen. Auswerfer eignen sich hervorragend für Konstruktionen, die eine interne Entformung erfordern, aber von außen nur schwer zugänglich sind.
- Zusammenklappbare Kerne und Abschraubmechanismen:
Diese Systeme werden für Innengewinde oder kreisförmige Hinterschnitte verwendet und ermöglichen die Herstellung und das Ausformen komplexer Innenmerkmale. Aufgrund der Kosten werden sie typischerweise für die Fertigung von hochpräzisen oder großen Stückzahlen eingesetzt.
- Teileumgestaltung oder Baugruppenaufteilung:
In manchen Fällen ist es kostengünstiger, das Bauteil so umzugestalten, dass der Hinterschnitt beseitigt wird, oder es in mehrere Komponenten für die spätere Montage zu zerlegen. Dieser Ansatz bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kosten, Leistung und Werkzeugkomplexität.
Werkzeugüberlegungen
Hinterschnitte führen zwangsläufig zu einem komplexeren Formenbau. Hier sind wichtige Werkzeugfaktoren, die zu berücksichtigen sind:
1) Werkzeugkosten & Lieferzeit: Mehr bewegliche Bauteile bedeuten höhere Werkzeugkosten und längere Fertigungszeiten.
2) Toleranzkontrolle: Schlitten und Heber stellen Herausforderungen hinsichtlich der Toleranz dar, insbesondere bei Mehrkavitätenwerkzeugen.
3) Wartungsanforderungen: Bewegliche Teile wie Schieber und Heber erfordern regelmäßige Wartung, um die Langlebigkeit der Form und eine gleichbleibende Teilequalität zu gewährleisten.
4) Auswurfkraft & Trennfugen: Die Gestaltung reibungsloser Auswurfwege und die Minimierung kosmetischer Beeinträchtigungen an den Trennfugen sind entscheidend für optisch hochwertige Teile.
Abschluss
Die Konstruktion von Hinterschnitten erfordert ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Funktion, Herstellbarkeit und Kosten. Eine enge Zusammenarbeit zwischen Produktdesignern und Werkzeugmachern in den frühen Entwurfsphasen kann spätere, kostspielige Iterationen vermeiden. Durch das Verständnis der verfügbaren Techniken und der Auswirkungen auf die Werkzeugausstattung können Hersteller fundierte Entscheidungen treffen, die sowohl die Produktleistung als auch die Produktionseffizienz optimieren.
