Oberflächenstrukturen & Narbungen im Spritzguss

Das Spritzgießen ermöglicht eine nahezu unbegrenzte Vielfalt an Formen und Oberflächenstrukturen – von glatten, hochglänzenden Flächen über Narbungen für angenehme Haptik bis hin zu Mustern, Gravuren oder Farbeffekten.

Im Werkzeugbau setzen wir folgende Verfahren im eigenen Haus um:

• Polieren (von matt bis hochglänzend)

• Schleifen und Feinbearbeitung

• Erodierstrukturen (Funkenerosion)

• Frässtrukturen und Gravuren
  
  

Für spezielle Bearbeitungen arbeiten wir mit erfahrenen externen Partnern zusammen:

• Ätzstrukturen (chemische Strukturierung der Oberfläche)
• Laserstrukturen (hochpräzise, individuelle Oberflächengestaltung)

Beratung von Anfang an
Die Wahl der richtigen Oberflächenstruktur ist mehr als nur ein optischer Aspekt. Sie beeinflusst unter anderem die Materialauswahl (Werkzeugstahl und Kunststoff), die notwendigen Entformschrägen unter Berücksichtigung der Bauteilschwindung sowie gegebenenfalls erforderliche Abflachungen. Diese Punkte müssen frühzeitig berücksichtigt werden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen.
Dank unserer langjährigen Erfahrung beraten wir Sie umfassend bei der Planung – ein Service, den nicht jeder Formenbau in dieser Tiefe leisten kann.

Typische, vermeidbare Fehlerquellen:

• Zu geringe Entformschrägen, die zu Oberflächenbeschädigungen führen

• Unpassende Materialkombination von Werkzeugstahl und Kunststoff

• Oberflächenstrukturen, die später nicht reproduzierbar oder reparierbar sind

• Nicht berücksichtigte Schwindungseffekte, die das Design verfälschen
  
  

Erodierstrukturen

Das Erodierverfahren eignet sich nicht nur zur Formgebung, sondern auch zur Erzeugung optisch ansprechender Oberflächenstrukturen. Die Rauigkeit einer Erodierstruktur lässt sich nach der VDI-Richtlinie 3400 exakt einordnen und definieren. Dadurch sind reproduzierbare Ergebnisse und eine gezielte Gestaltung der Oberflächen möglich.

Aufgrund des Herstellungsverfahrens sind erodierte Oberflächen jedoch in Steilbereichen anfälliger für Ziehstellen. Außerdem muss der gewünschte Glanzgrad durch ein nachträgliches Strahlen eingestellt werden.

Vorteile:

• Reproduzierbare Oberflächenstruktur nach VDI 3400

• Vielseitig einsetzbar, auch für dekorative Effekte

• Direkte Umsetzung im Werkzeug ohne externe Bearbeitungsschritte

Einschränkungen:

• Anfälliger für Ziehstellen in Steilbereichen

• Zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich, um den Glanzgrad einzustellen

Ätzstrukturen

Bei der Ätzstrukturierung wird mithilfe von Säure gezielt Material vom Stahl abgetragen, um die gewünschte Oberflächenstruktur zu erzeugen. Das Verfahren ist aufwendig und erfolgt in mehreren Schritten: Zunächst werden Formplatte oder Formeinsatz im Werkzeug säurefest und exakt abgedeckt. Anschließend wird auf die polierte Stahlfläche die optische Struktur aufgebracht. Je nach gewünschtem Strukturbild kann dieser Vorgang mehrfach wiederholt werden, um das Ergebnis zu intensivieren oder zu verfeinern. Der Glanzgrad wird durch ein nachträgliches Strahlen eingestellt.

Vorteile:

• Sehr präzise und gleichmäßige Strukturen möglich

• Ideal für feine Narbungen und dekorative Oberflächen

• Hohe Reproduzierbarkeit bei Serienwerkzeugen

Einschränkungen:

• Aufwendiges, zeitintensives Verfahren

• Erfordert externe Spezialbearbeitung

• Glanzgradeinstellung nur über zusätzlichen Arbeitsschritt (Strahlen)

Laserstrukturen

Bei der Laserstrukturierung wird die gewünschte Oberflächenstruktur direkt mit einem Laser aus dem Stahl abgetragen. Ein Abdecken oder Schützen der Formplatte bzw. des Formeinsatzes ist dabei nicht erforderlich. Die Struktur wird bereits im 3D-Datensatz eingebracht, sodass der Kunde diese vorab virtuell am Bauteil bewerten kann. Der gewünschte Glanzgrad kann bereits bei der Einbringung berücksichtigt werden, wodurch zusätzliche Arbeitsschritte entfallen.

Vorteile:

• Hohe Präzision und Detailgenauigkeit

• Keine Abdeckung oder Schutzmaßnahmen notwendig

• Virtuelle Vorab-Bewertung der Struktur im 3D-Datensatz möglich

• Glanzgradeinstellung direkt im Bearbeitungsschritt realisierbar

• Reproduzierbare Ergebnisse auch bei komplexen Geometrien

Einschränkungen:

• Erfordert spezielle Lasertechnik (externe Bearbeitung)

• Bearbeitungsdauer abhängig von Strukturgröße und Detailtiefe

Mattierungen

Bei der Mattierung wird ein Strahlgut – beispielsweise Korund – mithilfe von Pressluft auf die zu bearbeitende Fläche geblasen. Je nach verwendetem Strahlgut und Strahldruck entsteht eine grobe oder feine Oberflächenstruktur, die das Bauteil matter erscheinen lässt. Auch bestehende Erodier- oder Ätzstrukturen können nachträglich mattiert werden, um den Glanzgrad gezielt zu reduzieren.

Vorteile:

• Einfache und schnelle Umsetzung

• Variable Oberflächenfeinheit durch Auswahl des Strahlguts

• Ideal, um Glanzgrad bestehender Strukturen zu senken

• Kostengünstige Methode zur optischen Anpassung

Einschränkungen:

• Eingeschränkte Präzision bei sehr feinen Mustern

• Strukturtiefe und Gleichmäßigkeit abhängig von Strahlmittel und -technik

Gefräste Strukturen

Für viele Funktionsbauteile, die nicht entformungskritisch sind, genügt eine gefräste Oberflächenstruktur anstelle einer erodierten. Abhängig vom Material und den Kundenvorgaben lassen sich durch verschiedene Fräsparameter unterschiedliche Oberflächenqualitäten erzielen – von grob strukturiert bis hin zu feiner, gleichmäßiger Oberfläche.

Vorteile:

• Schnelle und kostengünstige Umsetzung

• Struktur und Oberfläche in einem Bearbeitungsschritt herstellbar

• Unterschiedliche Qualitäten je nach Anforderung wählbar

• Keine zusätzlichen externen Bearbeitungsschritte nötig

Einschränkungen:

• Nicht geeignet für entformungskritische Geometrien

• Begrenzte Strukturvielfalt im Vergleich zu Erodieren, Ätzen oder Lasern