DE102014205402A1 - Spritzgegossenes Bauteil, Spritzgusswerkzeug und Verfahren zur Verbesserung und Beurteilung der Fertigungsqualität eines spritzgegossenen Bauteils - Google Patents

Spritzgegossenes Bauteil, Spritzgusswerkzeug und Verfahren zur Verbesserung und Beurteilung der Fertigungsqualität eines spritzgegossenen Bauteils Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein spritzgegossenes Bauteil (1) mit einem Wandabschnitt (2) mit gegenüber seiner Umgebung reduzierter Wandstärke. Ferner betrifft die Erfindung ein Spritzgusswerkzeug (9) zum Erzeugen eines solchen Bauteils (1). Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beurteilung der Fertigungsqualität eines solchen Bauteils (1). Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen, die einfacher und kostengünstiger ist als bisher und eine zerstörungsfreie Überprüfung der Qualität des spritzgegossenen Bauteils (1) ermöglicht. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein spritzgegossenes Bauteil (1) mit einem Wandabschnitt (2) mit gegenüber seiner Umgebung reduzierter Wandstärke und mit wenigstens einem Spritzdruckindikatorvorsprung (3) zur Beurteilung der Fertigungsqualität, wobei der wenigstens eine Spritzdruckindikatorvorsprung (3) von dem dünnwandigen Wandabschnitt (2) nach außen vorspringt und mit einer Grobprüfstruktur (4) und mit einer Feinprüfstruktur (5), deren Abmessungen kleiner als die der Grobprüfstruktur (4) sind, versehen ist. Erfindungsgemäß ist auch ein Spritzgusswerkzeug (9) zum Erzeugen eines Bauteils (1) mit einem Spritzdruckindikatorvorsprung (3) vorgesehen. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Beurteilung der Fertigungsqualität eines spritzgegossenen Bauteils (1) umfasst die Schritte: Erzeugen eines Spritzdruckindikatorvorsprungs (3) an einem Wandabschnitt (2) mit gegenüber seiner Umgebung reduzierter Wandstärke; und Überprüfen des Spritzdruckindikatorvorsprungs (3).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein spritzgegossenes Bauteil mit einem Wandabschnitt mit gegenüber seiner Umgebung reduzierter Wandstärke. Ferner betrifft die Erfindung ein Spritzgusswerkzeug zum Erzeugen eines solchen Bauteils. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verbesserung und Beurteilung der Fertigungsqualität eines solchen Bauteils.
  • Spritzgegossene Bauteile, die einen Wandabschnitt mit gegenüber seiner Umgebung reduzierter Wandstärke aufweisen, sind kritisch in der Fertigung. Ist der Spritzdruck während der Fertigung nicht ausreichend hoch, so können sich Defekte bilden, die später zu Schäden führen können. Insbesondere ist die Fertigung von solchen Bauteilen kritisch, die abzustützende Einlegeteile beinhalten, bei denen die Stützstifte während des Spritzprozesses zurückgezogen werden, um eine Umspritzung der Einlegeteile auch in der Stützzone zu gewährleisten. Die genannten Defekte sind jedoch nicht ohne Weiteres zu erkennen. Bisherige Verfahren zur Qualitätssicherung sind sehr aufwändig oder können nur durchgeführt werden, wenn das Bauteil dabei zerstört wird. In einer ersten Lösung aus dem Stand der Technik werden Spritzdrucksensoren verwendet, die den lokalen Spritzdruck überwachen. In einer zweiten Lösung aus dem Stand der Technik werden die Bauteile durch Röntgentomografie überprüft. In einem dritten Verfahren werden Stichproben genommen und Querschnitte der Bauteile angefertigt. In einem vierten Verfahren werden eventuelle Defekte durch einen Fluidüberdrucktest detektiert.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen, durch die die Qualität des Bauteils einfach und kostengünstig zu erhöhen ist und die eine zerstörungsfreie Überprüfung der Qualität des spritzgegossenen Bauteils ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein spritzgegossenes Bauteil mit einem Wandabschnitt mit gegenüber seiner Umgebung reduzierter Wandstärke und mit wenigstens einem Spritzdruckindikatorvorsprung zur Beurteilung der Fertigungsqualität, wobei der wenigstens eine Spritzdruckindikatorvorsprung von dem Wandabschnitt nach außen vorspringt und mit einer Grobprüfstruktur und mit einer Feinprüfstruktur, deren Abmessungen kleiner als die der Grobprüfstruktur sind, versehen ist. Erfindungsgemäß ist auch ein Spritzgusswerkzeug zum Erzeugen eines Bauteils mit einem Spritzdruckindikatororgan vorgesehen. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Beurteilung der Fertigungsqualität eines spritzgegossenen Bauteils umfasst die Schritte: Erzeugen eines Spritzdruckindikatorvorsprungs an einem Wandabschnitt mit gegenüber seiner Umgebung reduzierter Wandstärke; und Überprüfen des Spritzdruckindikatorvorsprungs.
  • Der Spritzdruckindikatorvorsprung erlaubt eine Beurteilung der Fertigungsqualität. Nur wenn der Spritzdruck ausreichend hoch ist, wird nicht nur die Grobprüfstruktur sondern auch die Feinprüfstruktur mit ihren kleineren Abmessungen erzeugt. Nach der Fertigung kann der Spritzdruckindikatorvorsprung auf einfache Weise inspiziert werden, etwa visuell, optisch oder durch andere zerstörungsfreie Methoden.
  • Ein erfindungsgemäßes Spritzgusswerkzeug stellt eine Ausnehmung zur Formung des Spritzdruckindikatorvorsprungs bereit.
  • Das Bauteil kann mit oder ohne Einlegeteil gefertigt sein. Der Wandabschnitt kann am gegebenenfalls vorhandenen Einlegeteil eine gegenüber seiner Umgebung reduzierte Wandstärke aufweisen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung kann mit den folgenden, jeweils für sich vorteilhaften Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen weiter verbessert werden.
  • Die Grobprüfstruktur kann sich zwischen Feinprüfstruktur und Wandabschnitt befinden. Dadurch ist sichergestellt, dass die Feinprüfstruktur erst ausgefüllt wird, wenn die Grobprüfstruktur ausgefüllt wurde.
  • Die Feinprüfstruktur kann an dem vom Wandabschnitt abgewandten Ende der Grobprüfstruktur sitzen. Die Feinprüfstruktur kann in diesem Fall also erst dann ausgefüllt werden, wenn die Grobprüfstruktur vollständig ausgefüllt wurde.
  • Die Abmessungen der Feinprüfstruktur können mindestens 0,1 mm betragen. Eine solche Größe kann noch visuell oder optisch erkannt werden. Die Abmessungen der Feinprüfstruktur können maximal 0,5 mm betragen, um die Indikationswirkung zu behalten. Die Abmessungen sind dabei aber jeweils abhängig von der Bauteilgeometrie bzw. deren Wandstärken, vom zu erzielenden Spritzdruck, von der Temperatur beim Spritzgießen, von der Viskosität des Materials und ähnlichen Faktoren und können je nach Anwendungsfall auch kleiner oder größer sein. (Beispielsweise können die Abmessungen der Feinprüfstruktur auch mindestens 0,01 mm und/oder maximal 1 mm betragen. In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung können die Abmessungen der Feinprüfstruktur mindestens 0,05 mm und/oder maximal 0,2 mm betragen.) Als Abmessungen können beispielsweise die Radien, Krümmungsradien, Durchmesser, Öffnungsdurchmesser, Breiten, Dicken oder Ähnliches angesehen werden.
  • Die Abmessungen der Grobprüfstruktur können mindestens 1 mm betragen. Bei z.B. einer Bauteilwandstärke von 1 mm können die Abmessungen der Grobprüfstruktur 1 mm betragen. Auch die Abmessungen der Grobprüfstruktur hängen vom Druck, der Temperatur, der Viskosität und ähnlichen Faktoren ab. Beispielsweise können die Abmessungen der Grobprüfstruktur auch mindestens 0,1 mm und/oder maximal 10 mm betragen. In weiteren bevorzugten Ausgestaltung können die Abmessungen der Großprüfstruktur auch mindestens 0,5 mm und/oder maximal 2 mm betragen. Als Abmessungen können hier wieder Radien, Krümmungsradien, Durchmesser, Öffnungsdurchmesser, Breiten, Dicken oder Ähnliches angesehen werden.
  • Das Verhältnis der Abmessungen der Feinprüfstruktur zu den Abmessungen der Grobprüfstruktur kann 1:2 oder kleiner sein. Die Abmessungen der Feinprüfstruktur können um eine Größenordnung kleiner sein als die Abmessungen der Grobprüfstruktur. Dadurch ist eine sicherere Indikation möglich.
  • Die Feinprüfstruktur kann umlaufend an einem Rand der Grobprüfstruktur ausgebildet sein. Dies kann eine noch bessere Beurteilung der Fertigungsqualität ermöglichen. Ein spritzgegossenes Bauteil kann beispielsweise erst dann als korrekt gefertigt angesehen werden, wenn die Feinprüfstruktur entlang des gesamten Randes der Grobprüfstruktur korrekt ausgebildet ist.
  • Vom Spritzdruckindikatorvorsprung kann ein Rückzugskanal eines Spritzgusswerkzeuges verfüllt sein. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt sein, dass während eines Fülldruck-/Nachdruckschrittes, bei dem weiter Druck ausgeübt wird, um den Rückzugskanal auszufüllen und die Bildung von Defekten zu vermeiden, genügend Druck vorhanden ist. Dabei wird ein Teil des Spritzgusswerkzeuges, beispielsweise Rückzugsstifte, zurückgezogen und der Rückzugskanal nur dann ausgefüllt, wenn auch im Nachdruckschritt ausreichend Druck vorhanden ist. Ist der Druck zu niedrig, so wird der Spritzdruckindikatorvorsprung nur unzureichend ausgebildet, was leicht durch beispielsweise eine visuelle Inspektion festgestellt werden kann. Ein solches Bauteil kann also frühzeitig aussortiert werden und nicht erst bei der Weiterverarbeitung und im Betrieb detektiert werden.
  • Wenn die Rückzugsstifte während des Spritzprozesses gezogen werden, kann das bereits teilkristallisierte Kunststoffmaterial in den offenen Kanal und aus der Kunststoffwand in den Bereich des Spritzdruckindikatorvorsprungs gedrückt werden. Das ermöglicht das mehr frische Kunststoffschmelze nachfließt und eine homogenere Materialstruktur in der zu formenden Gehäusewand gebildet wird.
  • Der Rückzugskanal kann an einem im Bauteil eingebetteten Element beginnen. Bei dem Rückzugskanal kann es sich um den Rückzugskanal eines Teils des Spritzgusswerkzeuges handeln, der in einem ersten Spritzschritt ein zu umspritzendes Element hält. Beispielsweise kann das Teil dazu benutzt werden, ein Kontaktelement, das umspritzt werden soll, in seiner Lage zu fixieren. Nachdem im ersten Schritt das Kontaktelement teilweise umspritzt wurde und dadurch gehalten ist, kann sich das Teil zurückziehen. Ist in diesem Schritt des Spritzgießens noch ausreichend Druck vorhanden, so wird in dem Rückzugskanal der Spritzdruckindikatorvorsprung korrekt ausgeformt.
  • Ein spritzgegossenes Bauteil kann folglich ein umspritztes Element, insbesondere ein umspritztes Kontaktelement aufweisen, an dem der Rückzugskanal und damit der Spritzdruckindikatorvorsprung endet.
  • Der dünnwandige Bereich kann die geringste Wandstärke des spritzgegossenen Bauteils aufweisen. Der dünnwandige Bereich kann insbesondere der kritischste Bereich des spritzgegossenen Bauteils sein. Dadurch kann sichergestellt sein, dass, wenn der Spritzdruckindikatorvorsprung korrekt ausgeformt ist, nicht nur der dünnwandige Bereich, sondern auch der Rest des spritzgegossenen Bauteils korrekt gefertigt ist.
  • Um die Qualität weiter zu steigern, kann ein Feld von Spritzdruckindikatorvorsprüngen an dem Wandabschnitt angeordnet sein. Dabei kann die Qualität als ausreichend beurteilt werden, wenn eine Mehrzahl der Spritzdruckindikatorvorsprünge oder alle Spritzdruckindikatorvorsprünge korrekt ausgeformt sind. Die Anzahl der ausgelieferten fehlerhaften Teile kann dadurch weiter gesenkt werden.
  • Ein solches Feld kann eine regelmäßige Struktur aufweisen, beispielsweise können die Spritzdruckindikatorvorsprünge in gleichem Abstand voneinander angeordnet sein, so dass sie einfach inspiziert werden können.
  • Der Spritzdruckindikatorvorsprung kann verschieden ausgestaltet sein. Er kann verschiedene Querschnitte und verschiedene Verläufe in einer Längsrichtung aufweisen. In einer fertigungstechnisch einfachen Ausgestaltung ist der Spritzdruckindikatorvorsprung zapfenförmig ausgebildet. Ein solcher Zapfen kann in der Richtung weg vom Wandabschnitt einen gleichbleibenden Querschnitt aufweisen. In einer anderen Ausgestaltung kann sich der Querschnitt weg vom Wandabschnitt verjüngen, so dass ein leichtes Formen möglich ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Spritzdruckindikatorvorsprung zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch ausgestaltet. Ein solcher Spritzdruckindikatorvorsprung kann beispielsweise durch eine zylindrische Ausnehmung in dem Spritzgusswerkzeug erzeugt sein. Eine solche zylindrische, insbesondere kreiszylindrische Ausnehmung kann leicht durch Bohren erzeugt werden. Bei einem sich darin zurückziehenden Element führt eine kreisförmige Ausgestaltung zu weniger Verklemmen und Verkanten als beispielsweise eine Ausgestaltung mit Ecken oder eine ovale Ausgestaltung.
  • Um eine besonders zuverlässige Aussage über die Qualität machen zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Verhältnis der Höhe der Grobstruktur vom Wandabschnitt aus zum Verhältnis der Höhe der Feinstruktur von der Grobstruktur aus ca. 3:1 beträgt. Bei noch höheren Anforderungen kann das Verhältnis auch ca. 5:1, 10:1 oder 20:1 betragen. Bei einer größeren Höhe der Grobprüfstruktur ist ein höherer Spritzdruck notwendig, um zur Feinprüfstruktur vorzudringen
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen mit Bezug auf die Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Die dabei gezeigten Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen können beliebig miteinander kombiniert werden, je nachdem wie dies im Anwendungsfall notwendig ist.
  • Es zeigen:
  • 1a einen schematischen Querschnitt durch ein spritzgegossenes Bauteil mit mehreren Spritzdruckindikatorvorsprüngen;
  • 1b einen vergrößerten Ausschnitt aus 1a;
  • 2 einen schematischen Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform eines Spritzdruckindikatorvorsprungs;
  • 3 einen schematischen Querschnitt durch eine weitere alternative Ausführungsform eines Spritzdruckindikatorvorsprungs;
  • 4 schematisch einen ersten Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 5 schematisch einen zweiten Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 6 schematisch einen dritten Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 7 schematisch einen vierten Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1a zeigt ein spritzgegossenes Bauteil 1 mit einem Wandabschnitt 2 mit gegenüber seiner Umgebung reduzierter Wandstärke. 1b zeigt eine vergrößerte Darstellung der Spritzindikatorvorsprünge 3. Aufgrund der geringen Wandstärke ist die Fertigung dieses Wandabschnittes 2 schwierig. Wenn der Wandabschnitt 2 nicht korrekt gefertigt wird, ist dies unter Umständen erst zu entdecken, wenn das Bauteil 1 bereits verbaut ist. Dies kann zu Defekten oder Schäden an anderen Bauteilen führen.
  • Der Wandabschnitt 2 wird nur dann korrekt ausgeformt, wenn der Spritzdruck ausreichend hoch ist. Um von außen leicht erkennen zu können, ob der Spritzdruck bei der Fertigung ausreichend hoch war, verfügt das spritzgegossene Bauteil 1 über mehrere Spritzdruckindikatorvorsprünge 3, die nur dann korrekt ausgeformt sind, wenn der Spritzdruck ausreichend hoch war. Mit den Spritzdruckindikatorvorsprüngen 3 kann also die Fertigungsqualität beurteilt werden.
  • Die Spritzdruckindikatorvorsprünge 3 springen nach außen von dem dünnwandigen Wandabschnitt vor. Sie verfügen jeweils über eine Grobprüfstruktur 4 und eine Feinprüfstruktur 5, deren Abmessungen kleiner als die der Grobprüfstruktur 4 sind. Als Feinprüfstruktur 5 dient hier eine an einem oberen Ende des Spritzdruckindikatorvorsprungs 3 angeordnete Kante 6. Die Grobprüfstruktur 4 wird von einer Basis des Spritzdruckindikatorvorsprungs 3 gebildet, die sich somit zwischen der Feinprüfstruktur 5 und dem Wandabschnitt 2 befindet. Die Feinprüfstruktur 5 befindet sich an dem vom Wandabschnitt 2 abgewandten Ende der Grobprüfstruktur 4. Beim Spritzgießen wird zuerst die Grobprüfstruktur 4 erzeugt. Nur wenn der lokale Spritzdruck ausreichend hoch ist, wird anschließend auch die Feinprüfstruktur 5 erzeugt. Ist der lokale Spritzdruck zu niedrig, so wird die Grobprüfstruktur 4 nur teilweise oder bei sehr niedrigem lokalen Spritzdruck auch fast gar nicht ausgeformt. Die Feinprüfstruktur 5 wird bei zu niedrigem Spritzdruck nicht ausgeformt, sondern erst dann, wenn der Spritzdruck mindestens so hoch ist, dass der kritische Wandabschnitt 2 zuverlässig korrekt ausgeführt ist. In einem darauffolgenden Schritt kann der Spritzdruckindikatorvorsprung 3 inspiziert werden, beispielsweise visuell mit dem Auge oder durch automatische Bildverarbeitung. Auch eine Inspektion mit anderen Methoden, beispielsweise mechanisch, ist möglich. Dabei wird die Feinprüfstruktur 5 überprüft. Ist diese vorhanden, so ist sichergestellt, dass der Wandabschnitt 2 korrekt ausgeformt wurde. Ist nur die Grobprüfstruktur 4 vorhanden, so war der Spritzdruck nicht ausreichend und der Wandabschnitt 2 wurde nicht mit ausreichender Sicherheit korrekt geformt.
  • Bei der gezeigten Ausgestaltung ist nicht nur ein einziger Spritzdruckindikatorvorsprung 3, sondern ein Feld von Spritzdruckindikatorvorsprüngen 3. Dadurch kann eine bessere Beurteilung der Fertigungsqualität ermöglicht sein. Beispielsweise kann das Bauteil 1 nur dann als korrekt gefertigt eingestuft werden, wenn alle Spritzdruckindikatorvorsprünge 3 des Feldes korrekt ausgeformt sind.
  • In 2 ist eine alternative Ausgestaltung eines Spritzdruckindikatorvorsprungs 3 gezeigt. Der Spritzdruckindikatorvorsprung 3 verfügt über eine Grobprüfstruktur 4 und eine Feinprüfstruktur 5, die an dem vom Wandabschnitt 2 abgewandten Ende der Grobprüfstruktur 4 sitzt. Die Feinprüfstruktur 5 ist umlaufend an einem Rand der Grobprüfstruktur 4 ausgebildet. Die Feinprüfstruktur 5 bildet eine Art Krone auf der Grobprüfstruktur 4. Dadurch ist sie schwerer auszuformen als die Feinprüfstruktur 5 aus der 1. Folglich sind höhere Spritzdrücke notwendig, um den Spritzdruckindikatorvorsprung 3 inklusive der Feinprüfstruktur 5 korrekt auszuformen. Ist der Spritzdruck etwas zu niedrig, so wird lediglich die Grobprüfstruktur 4 in Teilen, nicht jedoch die Feinprüfstruktur 5 ausgeformt.
  • Ähnlich wie der Spritzdruckindikatorvorsprung 3 aus der 1 ist auch der Spritzdruckindikatorvorsprung in der 2 im Wesentlichen zapfenförmig ausgebildet. Er steht von dem Wandabschnitt 2 ab. Während die Ausgestaltung des Spritzdruckindikatorvorsprungs 3 aus der 1 im Wesentlichen vollzylindrisch ist, weicht die Ausgestaltung in der Fig. zumindest im Bereich der Feinprüfstruktur 5 von einer komplett ausgefüllten Zylinderform leicht ab. Diese Ausgestaltung ist folglich fertigungstechnisch schwieriger umzusetzen.
  • Wie auch die Ausgestaltung aus 1 ist hier die Feinprüfstruktur 5 umlaufend an einem Rand der Grobprüfstruktur 4 ausgebildet. Dies kann der weiteren Qualitätssicherung dienen. Nur wenn die Feinprüfstruktur 5 komplett um den ganzen Umfang richtig ausgebildet ist, kann das Bauteil 1 als korrekt gefertigt eingestuft werden.
  • Der dünnwandige Wandabschnitt 2 kann die geringste Wandstärke des spritzgegossenen Bauteils 1 aufweisen. Dadurch kann davon ausgegangen werden, dass auch der Rest des Bauteils 1 korrekt gefertigt ist, wenn der Spritzdruckindikatorvorsprung 3 korrekt ausgeformt ist.
  • Je nach Anwendungsfall können die Abmessungen der Feinprüfstruktur und der Grobprüfstruktur verschieden ausfallen. Die Abmessungen können dabei von der Temperatur des zu spritzenden Materials, vom Druck, von der Viskosität oder ähnlichen Faktoren abhängen. Die Abmessungen der Feinprüfstruktur 5 können beispielsweise mindestens 0,1 mm betragen. Bei solchen Abmessungen kann die Feinprüfstruktur noch visuell erfasst werden. Die Abmessungen der Grobprüfstruktur können beispielsweise 1 mm betragen. Als Abmessungen können beispielsweise Krümmungsradien, Durchmesser, Breiten oder Dicken angesehen werden. Je kleiner diese Abmessungen sind, umso schwieriger sind sie korrekt auszuformen und umso höher muss der Spritzdruck sein. In Abhängigkeit vom Einzelfall können die genannten Werte auch mehr oder weniger stark nach oben oder unten abweichen.
  • In dem in 2 dargestellten Beispiel beträgt das Verhältnis der Höhe 7 der Grobprüfstruktur 4 vom Wandabschnitt 2 aus zum Verhältnis der Höhe der Feinprüfstruktur 5 von der Grobprüfstruktur 4 aus ca. 3:1. Dadurch ist sichergestellt, dass die Feinprüfstruktur 5 erst bei ausreichendem Spritzdruck verfüllt wird. Ist die Höhe 7 der Grobprüfstruktur 4 größer, so fällt das Verhältnis entsprechend größer aus und der Spritzdruck muss entsprechend höher sein, damit das Material zur Feinprüfstruktur 5 vordringen und diese ausfüllen kann.
  • In 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Spritzdruckindikatorvorsprungs 3 dargestellt. Bei dieser Ausgestaltung ist die Feinprüfstruktur 5 mit kleineren Abmessungen ausgeführt, so dass sie schwieriger auszuformen ist. Dafür ist ein noch höherer lokaler Druck als bei der Ausgestaltung gemäß 2 notwendig.
  • In den 4 bis 7 ist ein Spritzgussverfahren gezeigt, bei dem ein Spritzdruckindikatorvorsprung 3 ausgeformt wird. In 4 ist ein Spritzgusswerkzeug 9 noch ohne Spritzgussmaterial gezeigt. In dem Spritzgusswerkzeug 9 ist eine Kavität 10 vorhanden, die zur Aufnahme des Spritzgussmaterials dient. Ferner ist schon ein zu umspritzendes Kontaktelement 11 vorhanden. Bei dem zu formenden Bauteil handelt es sich um einen Stecker. An einem Ende wird das Kontaktelement 11 von einem Rückzugstift 12 in der korrekten Position gehalten.
  • In 5 ist die Kavität 10 mit Spritzgussmaterial aufgefüllt. Der Rückzugstift 12 hält das Kontaktelement 11 noch an seinem Platz. Da das Kontaktelement 11 nun durch das Spritzgussmaterial, das schon teilweise aushärtet, gehalten ist, kann der Rückzugstift 12 zurückgezogen werden. Dies ist in 6 gezeigt. Dabei fließt ein Teil des Spritzgussmaterials in das vom Rückzugstift 12 beanspruchte Volumen in der Kavität 10. Ist in diesem Schritt der Druck in der Kavität nicht ausreichend, so fließt das Spritzgussmaterial nicht oder nur teilweise in einen Rückzugskanal 13 des Rückzugstifts 12.
  • In 7 ist dargestellt, dass der Druck ausreichend hoch ist und ein Teil des Spritzgussmaterials den Rückzugskanal 13 des Rückzugstiftes 12 verfüllt. Das Spritzgussmaterial dringt in eine Ausnehmung des Spritzgusswerkzeugs 9 vor. Dadurch wird ein Spritzdruckindikatorvorsprung 3 ausgebildet, der eine Grobprüfstruktur 4 und eine Feinprüfstruktur 5 aufweist. Nur wenn der lokale Spritzdruck in diesem zweiten Schritt ausreichend war, d. h. das Spritzgussmaterial noch fließfähig war, ist auch eine ausreichende Qualität des spritzgegossenen Bauteils 1 garantiert. Durch eine Inspektion des spritzgegossenen Bauteils 1 kann also festgestellt werden, ob der Spritzdruck ausreichend hoch war und somit das spritzgegossene Bauteil 1 als korrekt gefertigt anzusehen ist. War der Spritzdruck zu niedrig, d. h. das Spritzgussmaterial nicht ausreichend fließfähig, so wird die Grobprüfstruktur 4 nur teilweise oder gar nicht ausgeformt. Die Feinprüfstruktur 5 wird nur dann korrekt ausgeformt, wenn der Spritzdruck ausreichend ist.
  • Wenn die Rückzugsstifte 12 während des Spritzprozesses gezogen werden, kann das bereits teilkristallisierte Kunststoffmaterial in den offenen Kanal und aus der Kunststoffwand in den Bereich des Spritzdruckindikatorvorsprungs 3 gedrückt werden. Das ermöglicht das mehr frische Kunststoffschmelze nachfließt und eine homogenere Materialstruktur in der zu formenden Gehäusewand gebildet wird.
  • Ein unvollständig ausgeformter Spritzdruckindikatorvorsprung 3 kann beispielsweise keine Kanten, sondern nur Rundungen aufweisen. Ein solches spritzgegossenes Bauteil 1 kann also als unsicher eingestuft werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    spritzgegossenes Bauteil
    2
    Wandabschnitt
    3
    Spritzdruckindikatorvorsprung
    4
    Grobprüfstruktur
    5
    Feinprüfstruktur
    6
    Kante
    7
    Höhe der Grobprüfstruktur
    8
    Höhe der Feinprüfstruktur
    9
    Spritzgusswerkzeug
    10
    Kavität
    11
    Kontaktelement
    12
    Rückzugstift
    13
    Rückzugskanal

Claims (14)

  1. Spritzgegossenes Bauteil (1) mit einem Wandabschnitt (2) mit gegenüber seiner Umgebung reduzierter Wandstärke und mit wenigstens einem Spritzdruckindikatorvorsprung (3) zur Beurteilung der Fertigungsqualität, wobei der wenigstens eine Spritzdruckindikatorvorsprung (3) von dem dünnwandigen Wandabschnitt (2) nach außen vorspringt und mit einer Grobprüfstruktur (4) und mit einer Feinprüfstruktur (5), deren Abmessungen kleiner als die der Grobprüfstruktur (4) sind, versehen ist.
  2. Spritzgegossenes Bauteil (1) nach Anspruch 1, wobei sich die Grobprüfstruktur (4) zwischen Feinprüfstruktur (5) und Wandabschnitt (2) befindet.
  3. Spritzgegossenes Bauteil (1) nach einen der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Feinprüfstruktur (5) an dem vom Wandabschnitt (2) abgewandten Ende der Grobprüfstruktur (4) sitzt.
  4. Spritzgegossenes Bauteil (1) nach einen der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Abmessungen der Feinprüfstruktur (5) mindestens 0,1 mm betragen.
  5. Spritzgegossenes Bauteil (1) nach einen der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Abmessungen der Grobprüfstruktur (4) mindestens 1 mm betragen.
  6. Spritzgegossenes Bauteil (1) nach einen der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Feinprüfstruktur (5) umlaufend an einem Rand der Grobprüfstruktur (4) ausgebildet ist.
  7. Spritzgegossenes Bauteil (1) nach einen der Ansprüche 1 bis 6, wobei vom Spritzdruckindikatorvorsprung (3) ein Rückzugskanal (13) eines Spritzgusswerkzeuges (9) verfüllt ist.
  8. Spritzgegossenes Bauteil (1) nach Anspruch 7, wobei der Rückzugskanal (13) an einem im Bauteil (1) eingebetteten Element (11) beginnt.
  9. Spritzgegossenes Bauteil (1) nach einen der Ansprüche 1 bis 8, wobei der dünnwandige Wandabschnitt (2) die geringste Wandstärke des spritzgegossenen Bauteils (1) aufweist.
  10. Spritzgegossenes Bauteil (1) nach einen der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Feld von Spritzdruckindikatorvorsprüngen (3) an dem Wandabschnitt (2) angeordnet ist.
  11. Spritzgegossenes Bauteil (1) nach einen der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Spritzdruckindikatorvorsprung (3) zapfenförmig ausgebildet ist.
  12. Spritzgegossenes Bauteil (1) nach einen der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Verhältnis der Höhe (7) der Grobstruktur (4) vom Wandabschnitt (2) aus zum Verhältnis der Höhe (8) der Feinstruktur (5) von der Grobstruktur (4) aus 3:1 beträgt.
  13. Spritzgusswerkzeug (9) zum Erzeugen eines spritzgegossenen Bauteils (1) mit einem Spritzdruckindikatorvorsprung (3) nach einen der Ansprüche 1 bis 12.
  14. Verfahren zur Beurteilung der Fertigungsqualität eines spritzgegossenen Bauteils (1) umfassend die Schritte: – Erzeugen eines Spritzgussindikatorvorsprungs (3) nach einen der Ansprüche 1 bis 12 an einem Wandabschnitt (2) mit gegenüber seiner Umgebung reduzierter Wandstärke; – Überprüfen des Spritzgussindikatorvorsprungs (3).
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