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LSR-Formteilherstellung: Worauf es bei der Formkonstruktion wirklich ankommt
Inhaltsübersicht
Wenn Sie mit LSR-Formguss, das wissen Sie ja bereits: Die Form entscheidet über alles. Material, Maschine und Einstellungen helfen zwar – aber wenn die Formkonstruktion nicht stimmt, kann nichts anderes das Bauteil retten.
Ich habe schon Formen gesehen, die auf dem Papier perfekt aussahen, aber schon beim ersten Versuch versagten. Meistens lag das nicht an großen Fehlern, sondern an kleinen Details – Temperaturabweichungen, unzureichende Entlüftungstiefe oder ein “kalter” Anguss, der in Wirklichkeit gar nicht so „kalt“ war.”
Dieser Leitfaden führt durch die wichtigsten Bereiche, die in der Produktion häufig zu echten Problemen führen.
Kaltkanal im LSR-Formguss: Zunächst die Temperaturtrennung
Bei der Auslegung des Kaltkanals laufen viele Projekte schon früh schief.
LSR verhält sich anders als Thermoplaste. Sobald es warm wird, beginnt es auszuhärten. Daher ist eine strikte Trennung erforderlich:
Drei Zonen, die du kontrollieren musst
Kaltseite (ca. 20 °C): sorgt für die Stabilität des Materials vor dem Einspritzen
Heiße Seite (typischerweise 120–170 °C): härtet das Bauteil aus
Isolierschicht: verhindert die Wärmeübertragung zwischen den beiden
Bei einem Projekt zur Entwicklung eines Ventils für Babyflaschen stieg die Temperatur der Angussplatte schleichend auf über 30 °C. Die Folge? Eine teilweise Aushärtung im Angusskanal. Bereits nach wenigen Zyklen waren die Angüsse verstopft.
Die Lösung war theoretisch einfach: geeignete Kühlkanäle einbauen und die Isolierung verbessern. In der Praxis bedeutete das jedoch, die gesamte Platte neu zu konstruieren.
Was man sich ansehen sollte
Kühlkanäle in der Düse sind nicht optional
Titan-Dämmplatten tragen dazu bei, die Wärmeübertragung zu verringern
Die Steuerung des Nadelverschlusses ist wichtig, insbesondere bei Teilen unter 1 Gramm
Entlüftungskonstruktion beim LSR-Formguss: Jeder Mikrometer zählt
LSR fließt leicht. Das ist gut für das Befüllen – aber schlecht für die Entlüftung.
Wenn die Entlüftungsöffnung zu tief ist, kommt es zu einer Flammenbildung. Ist sie zu flach, sammelt sich Luft an.
Praktisches Sortiment an Lüftungsvorrichtungen
Tiefe: 0,004–0,005 mm ist in den meisten Fällen ausreichend
Breite: 1–3 mm
Standort: Bereich der letzten Befüllung (auf der Grundlage einer Durchflussanalyse, nicht anhand von Schätzungen)
Wir hatten einmal eine medizinische Dichtung mit zufälligen Brandspuren. Die Entlüftungsöffnungen waren zwar “standardmäßig”, aber nicht korrekt platziert. Nach der Durchführung einer Moldflow-Simulation stellten wir fest, dass sich die eigentliche Lufteinschlussstelle auf der gegenüberliegenden Seite befand.
Durch das Anbringen einer Entlüftungsöffnung an dieser Stelle konnte das Problem gelöst werden, ohne den Prozess zu verändern.
Wenn Entlüftung nicht ausreicht
Bei komplexen Bauteilen ist Vakuum sehr hilfreich. Durch Absenken des Drucks auf etwa −0,09 MPa vor dem Einspritzen lässt sich der größte Teil der eingeschlossenen Luft entfernen.
Verwandte Artikel：
Schrumpfung beim LSR-Formguss: Kein fester Wert
Eine gängige Annahme: Die Schrumpfung beträgt 2,51 TP3T. Man muss lediglich die Form skalieren.
Das funktioniert – bis es nicht mehr funktioniert.
LSR schrumpft nach dem Entformen, nicht wie Thermoplaste während des Pressvorgangs. Daher lässt sich die Größe nicht durch Druck “festlegen”.
Was beeinflusst den Schwund tatsächlich?
Strömungsrichtung (in Strömungsrichtung ansteigend)
Wandstärke (dünne Abschnitte schrumpfen stärker)
Formtemperatur
Entformungstemperatur
Nachhärtung
Bei einer langen, schmalen Dichtung haben wir entlang der Längsrichtung eine Schrumpfung von über 3,51 TP3T festgestellt, quer dazu jedoch nur etwa 21 TP3T. Hätten wir einen einzigen Wert verwendet, hätte das Bauteil die Toleranz niemals eingehalten.
Flash-Steuerung: Alles beginnt mit der Trennlinie
Flash ist nicht nur ein Problem des Prozesses. Es ist vor allem ein Problem der Form.
LSR findet jede Lücke.
Drei Kontrollstufen
Entwurfsstufe:
Einsätze nach Möglichkeit reduzieren
Planen Sie die Schnittlinien frühzeitig ein
Verwenden Sie Pilz- oder konische Auswerferstifte
Bearbeitungsstufe:
Die Trennflächen müssen im Mikrometerbereich aufeinander abgestimmt sein
Die Abstände der Auswerfer müssen gering gehalten werden
Prozessebene:
Verwenden Sie nach Möglichkeit eine stufenweise Klemmung mit Vakuum
Ich habe schon gesehen, dass Betriebe die Spannkraft erhöhen, um Grate zu beseitigen. Das hilft manchmal – aber wenn die Trennfuge nicht dicht ist, tritt trotzdem Silikon aus.
Temperaturregelung: Gleichmäßigkeit ist wichtiger als hohe Hitze
Man braucht nicht die höchste Temperatur. Man braucht eine konstante Temperatur.
Typische Bereiche
Standard-LSR: 120–150 °C
Schnellzyklen: 160–170 °C
Vermeiden Sie Temperaturen über 180 °C
Das größere Problem ist die ungleichmäßige Wärmeverteilung.
Bei einer der von uns untersuchten Formen gab es einen Temperaturunterschied von 10 °C zwischen den einzelnen Kavitäten. Einige Teile härteten einwandfrei aus, andere blieben weich. Die Ursache lag in einer ungünstigen Anordnung der Heizelemente und gemeinsam genutzten Sensoren.
Wichtige Punkte
Die Temperaturschwankungen sollten innerhalb von ±3 °C liegen
Die Heizelemente gleichmäßig und nahe am Hohlraum anbringen
Vermeiden Sie es, Heizelemente zu nahe an der Trennfuge anzubringen.
Formmaterial und Entformung: Oft übersehen
Die Wahl des Materials spielt eine größere Rolle, wenn täglich Hochtemperaturzyklen durchgeführt werden.
Typische Auswahlmöglichkeiten
Standard-LSR: gehärteter Werkzeugstahl
Hochverschleißfestes oder gefülltes LSR: beschichteter Stahl oder pulvermetallurgischer Stahl
Optische Teile: polierter Stahl
Beim Entformen ist die Oberflächenbehandlung sehr hilfreich.
PTFE- oder Nickelbeschichtungen verringern das Anhaften. In Kombination mit einem Entformungswinkel von 0,5–1° lassen sich die meisten Teile problemlos aus der Form lösen.
Sich langfristig auf Trennmittel zu verlassen, verursacht in der Regel mehr Probleme, als es löst.
FAQ: Konstruktion von LSR-Formteilen
Wie tief sollte die Entlüftungskanäle beim LSR-Formguss idealerweise sein?
Etwa 0,004–0,005 mm. Bei Werten über 0,02 mm kommt es fast immer zu Blendeffekten.
Warum ist die Konstruktion des Kaltkanals bei LSR so entscheidend?
Da LSR bereits ab etwa 30 °C aushärtet, führt eine unzureichende Kühlung zu Verstopfungen und Ausschuss.
Um wie viel schrumpft LSR?
In der Regel 2% bis 4%, dies hängt jedoch von der Fließrichtung, der Dicke und den Aushärtungsbedingungen ab.
Wie lässt sich der Grat bei LSR-Teilen reduzieren?
Achten Sie vor der Anpassung der Prozesseinstellungen besonders auf die Genauigkeit der Trennfuge, minimieren Sie Spalte und überprüfen Sie die Ausrichtung der Form.
Ist beim LSR-Formguss ein Vakuum erforderlich?
Nicht immer, aber bei komplexen oder dünnwandigen Bauteilen verbessert dies die Entlüftung erheblich und verringert die Fehlerquote.
Kontakt US um Ihr Projekt heute zu besprechen
Erfolgreich LSR-Formguss beginnt schon lange vor der ersten Produktionsserie.
Die Leistung des Kaltkanals, die Gestaltung der Entlüftungskanäle, der Schrumpfausgleich, die Vermeidung von Gratbildung, die Temperaturregelung und die Materialauswahl wirken alle zusammen. Schwächen in einem Bereich führen oft zu Problemen an anderer Stelle.
Wenn diese Faktoren bereits bei der Konstruktion der Form berücksichtigt werden, lässt sich der Produktionsablauf besser vorhersagen, die Ausschussquote sinkt und die Maßhaltigkeit verbessert sich über die gesamte Lebensdauer der Form hinweg.
