Ursachen und Lösungen für Oberflächenfehler bei medizinischen Spritzgussprodukten

Oberflächendefekte in medizinische Spritzgussprodukte können sowohl die ästhetische Qualität als auch die Funktionsintegrität des Endprodukts erheblich beeinträchtigen. Häufige Defekte sind Risse, Silberstreifen, Rillen, Wellen, Wellenspuren und Versprödung. Diese Defekte entstehen oft durch Spannungen im Produkt, die dessen Materialfestigkeit übersteigen können. Das Verständnis der Ursachen dieser Defekte ist für die Herstellung hochwertiger medizinischer Geräte von entscheidender Bedeutung.

Häufige Oberflächenfehler und ihre Ursachen

1. Rillen und Wellen:

– Diese Defekte treten typischerweise an der Vorderkante des Flüssigkeitsstroms auf. Sie entstehen durch eine Pause in der Fließfront, wodurch sich Druck aufbaut, bevor das Material wieder nach vorne fließt. Dieses Problem hängt oft mit unzureichendem Einspritzdruck oder niedriger Einspritzgeschwindigkeit zusammen.

2. Versprödung:

– Dieser Defekt kann durch Über- oder Unterfüllung während des Injektionsprozesses entstehen. Darüber hinaus können Verunreinigungen, Polymerabbau oder die Einwirkung umweltbedingter Spannungsrissbildungsmittel zur Versprödung beitragen.

3. Knacken:

– Risse können lokal oder im gesamten Teil auftreten. Sie werden häufig durch hohe Einspritzgeschwindigkeiten verursacht, was insbesondere bei dünnwandigen Produkten zu einer übermäßigen Molekülorientierung führt.

4. Silberstreifen:

– Hierbei handelt es sich um feine Linien oder kleine Risse, die punktuell als weiße Verfärbungen erscheinen und häufig auf Probleme mit dem Verfahren oder dem verwendeten Polymer hinweisen.

Wichtige Verarbeitungsprobleme

Oberflächenwellen können durch verschiedene Verarbeitungsprobleme entstehen:

– Druck- oder Volumenprobleme: Unzureichender Fülldruck oder schlechte Geschwindigkeitskontrolle können Wellen verursachen. Der maximale Druck während der ersten Füllphase sollte bei 200–400 psi (14–28 kg/cm²) unter dem Grenzdruck gehalten werden.
– Positions- oder Transferprobleme: Falsche Übergänge zwischen der ersten und zweiten Einspritzphase können zu Defekten führen. Wenn beispielsweise der Nachdruck in der zweiten Phase zu stark reduziert wird, kann dies insbesondere bei dünnwandigen Produkten zu einer Unterfüllung führen.

Um diese Probleme zu mildern, ist es wichtig, die hydraulische Reaktionsfähigkeit beim Übergang zwischen den Einspritzstufen zu verbessern und sicherzustellen, dass der Druck ausreichend erhöht und dann schnell auf den eingestellten Wert für die zweite Stufe angepasst wird.

Überlegungen zu Material und Temperatur

– Schmelztemperatur: Niedrige Schmelztemperaturen oder Formtemperaturen können zu Defekten führen. Mithilfe von Wärmesonden oder Infrarotsensoren lässt sich überprüfen, ob die Schmelztemperatur den Empfehlungen des Materiallieferanten entspricht.
– Materialeigenschaften: Spannungsbedingte Defekte wie Risse oder Silberstreifen sind häufig auf die Verarbeitungsbedingungen zurückzuführen. Die Einspritzgeschwindigkeiten sollten sorgfältig kontrolliert werden, um eine übermäßige Molekülausrichtung zu verhindern.

Überlegungen zum Entwurf

Konstruktionsfehler können Oberflächenfehler verschlimmern. Eine falsche Angussposition kann beispielsweise zu Rissen an Bindenähten führen. Angussstellen sollten strategisch platziert werden, um Spannungskonzentrationen zu minimieren. Darüber hinaus können scharfe Ecken im Formdesign Spannungspunkte erzeugen, die zu Fehlern führen.

Probleme mit Abbau und Kontamination

Bei zu hohen Verarbeitungstemperaturen oder wenn die Polymerketten durch Hydrolyse beeinträchtigt werden, kann es zu Materialabbau kommen. Dadurch können die Materialeigenschaften erheblich beeinträchtigt werden. Um Materialabbau zu verhindern, ist es wichtig, den Zustand der Injektionsausrüstung regelmäßig zu überprüfen und die Verweilzeit des Harzes im Zylinder zu überwachen.

Recycling und Materialverunreinigungen können auch zu Rissen oder Sprödigkeit in medizinischen Produkten führen. Es ist wichtig, die Qualität recycelter Materialien zu beurteilen und sicherzustellen, dass sie den Spezifikationen neuer Materialien entsprechen.

Abschluss

Um eine hohe Qualität zu erreichen medizinische Spritzgussprodukteist es wichtig, die verschiedenen Oberflächenfehler und ihre Ursachen zu verstehen. Durch sorgfältige Überwachung der Verarbeitungsbedingungen, Materialeigenschaften und Designelemente können Hersteller Fehler minimieren und die Herstellung zuverlässiger medizinischer Geräte sicherstellen. Regelmäßige Inspektionen und Anpassungen auf der Grundlage dieser Erkenntnisse tragen zum Gesamterfolg des Spritzgussprozesses bei.