Beim Spritzgussdesign sollten zusätzlich zu allgemeinen Überlegungen zum Formendesign die folgenden Aspekte besonders berücksichtigt werden:

1. Um die gewünschte Produktmaßtoleranz zu erreichen, müssen entsprechende Formmaßtoleranzen berücksichtigt werden.
2. Die Vermeidung von Schwankungen der Formschrumpfungsraten sollte berücksichtigt werden.
3. Es muss darauf geachtet werden, Formverformungen vorzubeugen.
4. Es sollte darauf geachtet werden, Verformungen beim Entformen zu vermeiden.
5. Die Minimierung von Fehlern bei der Formenherstellung ist von wesentlicher Bedeutung.
6. Auch die Kontrolle der Schwankungen der Formpräzision sollte in Betracht gezogen werden.


**1. Geeignete Formabmessungen und Toleranzen**
**1.1 Beziehung zwischen Produktmaßgenauigkeit und Formmaßgenauigkeit**
Eine Produktzeichnung sollte unter Berücksichtigung des Formdesigns, der Formherstellung und des Formprozesses erstellt werden.

Die Formmaße können zunächst aus der Produktzeichnung abgeleitet werden. Basierend auf diesen Abmessungen wird die Form hergestellt, um die tatsächlichen Formabmessungen zu erreichen. Mit dieser Form kann das tatsächlich geformte Produkt hergestellt und dessen Abmessungen anhand der erforderlichen Maßtoleranzen überprüft werden.

**1.2 Angemessene Schrumpfrate**
Wie bereits erwähnt, kann die Schrumpfungsrate je nach Formungsbedingungen variieren, selbst wenn dasselbe Harz mit demselben Farbstoff verwendet wird. Beim Präzisionsformen sollten Schwankungen der Schrumpfrate minimiert werden und die vorhergesagte und die tatsächliche Schrumpfung sollten idealerweise eng übereinstimmen. Der typische Ansatz besteht darin, sich auf die tatsächlichen Schrumpfungsraten ähnlicher früherer Produkte zu beziehen, um die Schrumpfung abzuschätzen. Es können jedoch auch Versuchsformen verwendet werden, um tatsächliche Schrumpfungsraten zu ermitteln, die dann für die Produktionsform verfeinert werden.

Es ist jedoch nahezu unmöglich, die Schrumpfungsrate perfekt vorherzusagen, sodass nach dem Probeformen häufig Formanpassungen erforderlich sind. Infolgedessen neigen Anpassungen dazu, die Abmessungen von Aussparungen zu vergrößern und die Abmessungen von Vorsprüngen zu verringern. Daher sollte für Aussparungsmaße eine kleinere Schrumpfungsrate verwendet werden, während für Vorsprünge eine größere Rate angewendet werden sollte. Für Zahnradaußendurchmesser sollte eine kleinere Schrumpfrate eingestellt werden, um Störungen zu vermeiden, da eine größere Schrumpfung nur das Spiel erhöht.

**2. Verhinderung von Schwankungen in der Formschrumpfungsrate**
Beim Präzisionsspritzguss ist die Herstellung einer Form mit exakten Abmessungen von entscheidender Bedeutung. Allerdings kann die tatsächliche Produktgröße aufgrund von Schrumpfungsunterschieden auch bei festen Formabmessungen variieren. Daher ist die Kontrolle der Schrumpfrate beim Präzisionsspritzguss von entscheidender Bedeutung.

Die Eignung des Formdesigns bestimmt weitgehend die Schrumpfungsrate, und diese kann auch je nach Harzcharge variieren. Auch ein Farbwechsel kann sich auf die Schrumpfung auswirken. Darüber hinaus wirken sich Unterschiede bei den Formmaschinen, Schwankungen bei den Formbedingungen sowie die Reproduzierbarkeit und Konsistenz jedes Zyklus auf die tatsächliche Schrumpfung aus, was die Kontrolle zu einer Herausforderung macht.

**2.1 Hauptfaktoren, die die Schrumpfrate beeinflussen**
Formmaße können abgeleitet werden, indem die Schrumpfung zu den Produktabmessungen hinzugefügt wird. Daher müssen bei der Formkonstruktion wichtige Faktoren berücksichtigt werden, die die Schrumpfung beeinflussen.

Zu den Hauptfaktoren, die die Formschrumpfung beeinflussen, gehören: (1) Harzdruck, (2) Harztemperatur, (3) Formtemperatur, (4) Angussquerschnittsfläche, (5) Einspritzzeit, (6) Abkühlzeit, ( 7) Produktwandstärke, (8) Verstärkungsgehalt, (9) Ausrichtung und (10) Einspritzgeschwindigkeit. Diese Faktoren variieren je nach Harztyp und Formbedingungen.

- **(1) Harzdruck**: Der Harzdruck beeinflusst die Schrumpfung erheblich; Ein höherer Druck verringert die Schrumpfung und vergrößert die Produktabmessungen. Selbst innerhalb derselben Kavität kann der Harzdruck aufgrund von Unterschieden in der Produktform variieren, was zu Schrumpfungsschwankungen führt. In Formen mit mehreren Kavitäten führen Harzdruckunterschiede zwischen den Kavitäten zu unterschiedlichen Schrumpfungsraten.

- **(2) Formtemperatur**: Sowohl bei amorphen als auch bei kristallinen Harzen erhöhen höhere Formtemperaturen die Schrumpfung. Beim Präzisionsformen ist es wichtig, die Formtemperatur auf einem bestimmten Niveau zu halten, und bei der Formkonstruktion sollte auf den Kühlkreislauf geachtet werden.

- **(3) Anschnittquerschnittsfläche**: Im Allgemeinen variiert die Schrumpfung mit Änderungen der Angussgröße. Aufgrund der Fließeigenschaften des Harzes nimmt die Schrumpfung mit zunehmender Anschnittgröße ab.

- **(4) Produktwandstärke**: Die Wandstärke beeinflusst die Schrumpfung. Bei amorphen Harzen erhöht eine größere Wandstärke die Schrumpfung, während eine geringere Dicke sie verringert. Bei kristallinen Harzen sollten übermäßige Schwankungen der Wandstärke vermieden werden. Bei Formen mit mehreren Kavitäten führen Unterschiede in der Wandstärke der Kavität auch zu Schrumpfungsschwankungen.

- **(5) Verstärkungsgehalt**: Bei glasfaserverstärkten Harzen verringert ein höherer Glasfasergehalt die Schrumpfung, und die Schrumpfung entlang der Fließrichtung ist geringer als quer dazu. Um ein Verziehen zu verhindern, ist eine sorgfältige Prüfung von Angussdesign, -position und -menge erforderlich.

- **(6) Orientierung**: Alle Harze weisen bis zu einem gewissen Grad eine Orientierung auf, diese ist jedoch bei kristallinen Harzen besonders wichtig. Sie variiert je nach Wandstärke und Formbedingungen.

Die Schrumpfung nach dem Formen wird auch durch Faktoren wie (i) innere Spannungsentlastung, (ii) Kristallisation, (iii) Temperatur und (iv) Feuchtigkeit beeinflusst.

**2.2 Zu ergreifende Maßnahmen**
- **(1) Läufer- und Torbalance**: Wie bereits erwähnt, hängt die Schrumpfrate vom Harzdruck ab. Um eine gleichmäßige Füllung in Formen mit einer Kavität, mehreren Anschnitten oder mehreren Kavitäten zu erreichen, ist die Angussbalance von entscheidender Bedeutung. Es wird empfohlen, vor dem Angussausgleich ein Strömungsgleichgewicht innerhalb des Angusskanals zu erreichen.

- **(2) Hohlraumanordnung**: Um die Einstellung der Formbedingungen zu vereinfachen, sollte die Hohlraumanordnung sorgfältig geplant werden. Bei typischen Hohlraumanordnungen bildet die Formtemperaturverteilung konzentrische Kreise um den Anguss. Bei der Auswahl der Kavitätenanordnung für Mehrkavitätenformen sind konzentrische Ringanordnungen mittig am Anschnitt optimal.


**3. Formverformung verhindern**
Die Formverformung resultiert aus inneren Spannungen aufgrund ungleichmäßiger Schrumpfung, daher sollte ungleichmäßige Schrumpfung minimiert werden. Für runde Produkte mit einem zentralen Loch sollte ein Mittelanschnitt verwendet werden. Wenn sich die Schrumpfung jedoch zwischen der Fließrichtung und der senkrechten Richtung erheblich unterscheidet, kann eine elliptische Form entstehen. Für eine hohe Präzision kann ein Anschnitt mit drei oder sechs Punkten und sorgfältiger Angussbalance erforderlich sein.


**4. Verformung beim Entformen verhindern**
Präzisionsprodukte sind im Allgemeinen klein, haben dünne Wände und manchmal dünne Rippen. Das Formdesign sollte die Produktverformung minimieren und eine einfache Entformung gewährleisten. Beim Hochdruckformen muss darauf geachtet werden, dass Produkte nicht im Formhohlraum haften bleiben. Beim Formen von Zahnrädern mit schrumpfungsarmen Harzen ist es ideal, Zahnradhohlräume auf der Schablone auf der Auswurfseite zu platzieren. Bei der Verwendung von Auswerferstiften müssen deren Anzahl und Auswerferdruckpunkte eine Verformung verhindern.


**5. Minimierung von Formherstellungsfehlern**
- **5.1 Geeignete Formstruktur für die gewünschte Verarbeitungsmethode**: Um die gewünschte Maßhaltigkeit des Produkts zu erreichen, sind entsprechende Formabmessungen und eine hochpräzise Bearbeitung erforderlich. Eine hohe Verschleißfestigkeit ist für die Aufrechterhaltung der Formgenauigkeit unerlässlich und erfordert ein Abschrecken. Schleifmaschinen und Erodiermaschinen können eine Genauigkeit von 0,01 mm erreichen.

- **5.2 Modulare Formen**: Modulare Formen werden verwendet, um durch Schleifen eine hohe Präzision bei abgeschreckten Teilen zu erreichen. Zu den Merkmalen dieser Formen gehören:
- (1) Fähigkeit, geeignete Materialien mit angemessener Härte auszuwählen.
- (2) Hohe Korrosions- und Verschleißfestigkeit.
- (3) Getrennte Wärmebehandlungen, die optimale Behandlungsbedingungen ermöglichen.
- (4) Gute Polierbarkeit, Verbesserung des Spiegelglanzes.
- (5) Kleine Formschrägen, die das Schleifen erleichtern.
- (6) Beibehaltung der Härte, Verlängerung der Formlebensdauer.
- (7) Einfache Positionierung der Entlüftung, vereinfachtes Füllen des Hohlraums.
- (8) Einfaches Schleifen, Verbesserung der Komponentengenauigkeit und Austauschbarkeit.


**6. Fehler bei der Formpräzision verhindern**
Um eine konsistente Positionierung der verschiebbaren Komponenten in jedem Zyklus sicherzustellen, müssen Schwankungen in der Formgenauigkeit minimiert werden. Zur Aufrechterhaltung der Präzision sind Abschrecken und Schleifen der Gleitkomponenten erforderlich, und die Gleitteile an den Seitenkernen sollten Aussparungen zur Positionierungsausrichtung aufweisen.