Im Automobilsektor müssen Kunststoffprodukte, die im Spritzgussverfahren hergestellt werden, nicht nur ästhetisch ansprechend sein, sondern auch ausreichende Festigkeit aufweisen und die vorgesehenen Funktionsanforderungen erfüllen. Das Formmaterial (Kunststoff) wird üblicherweise vom Produktdesigner festgelegt. Bei der Konstruktion von Spritzgussformen hat die Materialwahl einen wesentlichen Einfluss auf die Formkonstruktion. Nicht alle Kunststoffe eignen sich für den Spritzguss. Unterschiedliche Kunststoffarten und Bauteilformen erfordern jeweils spezifische Formkonstruktionen. Beispielsweise kann bei Produkten aus Polypropylen (PP) die Luftausstoßung eingesetzt werden, während für dasselbe Produkt aus Polystyrol (PS) Auswerferstifte benötigt werden. Wird beim Spritzgießen ein anderer Kunststoff als im ursprünglichen Design vorgesehen verwendet, können Probleme wie Schwierigkeiten beim Füllen und Nachfüllen auftreten. Die Zugabe von Füllstoffen zu Kunststoffen kann die Festigkeit des Produkts erhöhen, beeinflusst aber auch die Schwindung. Füllstoffe reduzieren üblicherweise die Schwindung. Weicht das Formmaterial vom im Formdesign gewählten ab, verändern sich die Abmessungen des Produkts. Darüber hinaus können Füllstoffe abrasiv wirken und die Formteile schneller verschleißen lassen als ungefüllte Kunststoffe. Dies beeinflusst die Konstruktion und Fertigung von Spritzgussformen. Verschleißanfällige Formteile sollten daher leicht austauschbar sein, und der Einsatz von verschleißfestem Stahl ist empfehlenswert. Dies ist besonders wichtig für die Angüsse von Heißkanalformen und Bereiche, in denen heiße, abrasive Kunststoffe mit hoher Geschwindigkeit über die Formoberfläche fließen. Dieser abrasive Effekt kann jedoch auch bei Formen mit Kaltkanalanschnitten auftreten und die Formkosten erhöhen. Die Angusslage ist entscheidend für die Füllfähigkeit der Spritzgussform. Große Kavitäten erfordern unter Umständen zwei oder mehr Angüsse für eine korrekte Füllung, was die Formkosten des Heiß- oder Kaltkanalsystems beeinflusst. Die Angusslage ist auch deshalb wichtig, weil sie maßgeblich die Ausrichtung der Kunststoffmoleküle im Formteil bestimmt. Generell ist die Festigkeit von Kunststoffen in Fließrichtung höher als senkrecht dazu. In der Nähe des Angusses, wo der Kunststoff in alle Richtungen fließt, ist die Festigkeit relativ gering, vergleichbar mit der geringen Festigkeit an der Schweißnaht. Wenn bei einem länglichen Produkt maximale Längsfestigkeit erforderlich ist, sollte der Anguss, wie in Abbildung 1 dargestellt, nahe am Ende des Produkts angeordnet werden. Dünnwandige Produkte, die in der Automobilindustrie häufig vorkommen, sind besonders anfällig für diesen Festigkeitsunterschied. Dies liegt daran, dass die Kunststoffschmelze bei Produkten mit geringerer Wandstärke schneller abkühlt und die Moleküle sich nicht so zufällig neu anordnen können, um wie bei dickwandigen Produkten eine höhere Festigkeit in alle Richtungen zu erzielen. Bei dickwandigen ProduktenDer Kunststoff zwischen den abgekühlten Außenschichten behält länger eine hohe Temperatur, wodurch sich der innere Kern des Kunststoffs neu anordnen kann. Abbildung 1: Längliches Produkt. Um Festigkeit in Längsrichtung zu erzielen, sollte der Anguss am oder nahe dem Ende platziert werden. Das Verständnis der Bedeutung der Angussposition ist für die Konstruktion von Spritzgussformen unerlässlich. Es mag einfacher erscheinen, den Anguss an einer Stelle zu platzieren, an der die kürzeste Kanallänge (Kalt- oder Heißkanal) erreicht werden kann. Dies kann jedoch die Produktfestigkeit verringern, insbesondere bei länglichen Produkten wie in Abbildung 1, die im Gebrauch Biegekräften ausgesetzt sind. Weitere Aspekte beeinflussen die Angussposition: – Der Anguss muss verdeckt oder vertieft sein, damit hervorstehende Angussmarken die Benutzer des Produkts nicht verletzen (z. B. durch Kratzer). Dies ist besonders wichtig für medizinische Kunststoffprodukte und gilt auch für einige Kunststoffprodukte in der Automobilindustrie. – Hervorstehende Angussmarken können auch das Aufkleben von Papieretiketten beeinträchtigen. - Einige hervorstehende Angussstellen sind zur Erhöhung der Stabilität mit Angussringen geschützt, üblicherweise am Boden großer Behälter, wie in Abbildung 2 dargestellt. Abbildung 2: Angussschutzring, der die Stoßfestigkeit von Kunststoffprodukten verbessern kann.
