Schlieren und Silberschlieren beim Spritzgießen — Feuchtigkeit, Scherung und Materialdegradation

Ein Qualitätsingenieur eines Medizingeräte-Auftragsherstellers hält einen chirurgischen Instrumentengriff aus Polyphenylsulfon (PPSU) in der Hand — ein transparentes bernsteinfarbenes Teil, 120 mm lang, mit gleichmäßiger 3,5 mm Wandstärke, gespritzt in einem Einfachwerkzeug mit direktem Stangenanguss. Die Teiloberfläche zeigt ein fächerförmiges Muster feiner silbrig-weißer Schlieren, die vom Angussbereich ausstrahlen — etwa 25 mm lang, auf beiden Seiten des Teils sichtbar und am stärksten ausgeprägt innerhalb eines 15-mm-Radius um den Anguss. Unter der 1.200-Lux-Prüfnorm des Kunden bestehen die Schlieren die kosmetische Spezifikation nicht. Das Problem begann vor drei Tagen nach einem Materialwechsel auf eine neue PPSU-Charge vom gleichen Lieferanten und der gleichen Type. Die vorherige Charge war sechs Monate ohne einen einzigen kosmetischen Ausschuss gelaufen. Nichts anderes hat sich geändert: gleiches Werkzeug, gleiche Maschine, gleiche Prozessparameter.

Der Ingenieur prüft den Trockner: Sollwert 150 °C mit einem Taupunkt von −40 °C, Trocknungszeit 5 Stunden — alles innerhalb des vom Materiallieferanten empfohlenen Bereichs. Die Taupunktanzeige des Trockners zeigt −38 °C. Das Material wurde heute Morgen in den Trichter gefüllt. Alles scheint korrekt zu sein.

Die Ursache ist Feuchtigkeit — aber nicht durch unzureichende Trocknung. Die neue PPSU-Charge war 14 Monate im Lager des Lieferanten gelagert, und der versiegelte Beutel — technisch ungeöffnet — hatte ein Nadelloch in der aluminierten Folienschicht, unsichtbar bei flüchtiger Prüfung. Das Material hatte über 14 Monate in einem nicht klimatisierten Lager in Guangdong, wo die durchschnittliche Luftfeuchtigkeit 75–85 % beträgt, etwa 0,15 % Feuchtigkeit absorbiert. Der standardmäßige 5-Stunden-Trocknungszyklus bei 150 °C reduziert die Feuchtigkeit von 0,15 % auf etwa 0,04 % — über dem Maximum von 0,02 % für PPSU und ausreichend, um sichtbare Schlieren zu erzeugen. Die Lösung war nicht, die Trocknereinstellungen oder die Prozessparameter zu ändern. Sie war, die Trocknungszeit für diese spezifische Charge auf 8 Stunden zu verlängern, um die Feuchtigkeit auf die angestrebten 0,02 % zu reduzieren, und eine Eingangsfeuchtigkeitsprüfung für alle zukünftigen Materialchargen einzuführen.

Schlieren sind der am häufigsten fehldiagnostizierte Spritzgießfehler, weil sie alle ähnlich aussehen — silbrige oder weißliche Streifen — aber vier unabhängige Ursachen haben. Die Behandlung von Thermodegradations-Schlieren durch Erhöhung der Trocknertemperatur verschlimmert das Problem. Die Behandlung von Feuchtigkeitsschlieren durch Absenken der Massetemperatur erhöht die Schmelzeviskosität und verschlechtert die Füllung. Die Korrekturmaßnahme muss zur Ursache passen, und die Ursache kann am Schlierenmuster erkannt werden, wenn man weiß, worauf man achten muss.

Was Schlieren sind — und wie die vier Typen aussehen

Schlieren (auch Silberschlieren, Versilberung oder Spritzmarken genannt) sind ein Oberflächendefekt, der aus feinen, länglichen Streifen besteht — typischerweise silbrig-weiß, manchmal braunstichig — die vom Anguss ausstrahlen oder in isolierten Flecken auf der Teiloberfläche erscheinen. Die Streifen sind in Fließrichtung orientiert, weil das Gas oder abgebaute Material, das sie verursacht, durch die Fontänenströmung gestreckt wird, während die Schmelze die Kavität füllt.

Schlieren sind grundsätzlich ein gasgetriebener Defekt. Gasblasen, die im Schmelzestrom mitgeführt werden — ob Wasserdampf, Zersetzungsgase oder eingeschlossene Luft — werden zu länglichen Streifen gedehnt, während die Schmelze durch die Kavität fließt, und die Streifen werden in der Oberfläche eingefroren, wenn die Schmelze die Kavitätswand berührt und erstarrt. Die vier Ursachen unterscheiden sich darin, woher das Gas stammt und wie es in die Schmelze gelangt:

Die Diagnosesequenz: Bestimmen Sie, welche der vier Gasquellen die Schlieren erzeugt, und behandeln Sie dann diese Quelle. Die Behandlung der falschen Quelle kann die Schlieren verschlimmern oder einen Schlierentyp gegen einen anderen eintauschen.

Typ 1: Feuchtigkeitsschlieren — Wasserdampf in der Schmelze

Feuchtigkeit ist die häufigste Ursache für Schlieren und das Erste, was zu prüfen ist, wenn Schlieren auftreten — insbesondere, wenn die Schlieren nach einem Materialchargenwechsel, einem Trockner-Wartungsereignis oder einer saisonalen Feuchtigkeitsänderung begannen.

Die meisten technischen Thermoplaste sind hygroskopisch — sie absorbieren Feuchtigkeit aus der Luft. Der Gleichgewichtsfeuchtigkeitsgehalt hängt vom Material, der Umgebungsfeuchtigkeit und der Expositionszeit ab. ABS erreicht etwa 0,3–0,5 % Feuchtigkeit bei 50 % relativer Luftfeuchtigkeit in 24 Stunden. PA6 erreicht 1,5–2,5 % bei 50 % rF — der höchste Wert unter den gängigen Spritzgießmaterialien — und kann 3–4 % bei 80 % rF erreichen. PPSU erreicht unter ähnlichen Bedingungen 0,4–0,6 %.

Wenn feuchtes Material in den Zylinder gelangt, verdampft das Wasser bei Massetemperatur (200–350 °C je nach Material). Die Volumenausdehnung von flüssigem Wasser zu Dampf beträgt etwa 1.700:1 bei Atmosphärendruck. Ein einzelnes PA6-Granulat mit 2 % Feuchtigkeit trägt genug Wasser, um etwa 0,3 cm³ Dampf zu erzeugen, wenn es auf 280 °C erhitzt wird — und ein einzelner 50-Gramm-Schuss PA6 mit 2 % Feuchtigkeit trägt etwa 1 Gramm Wasser und erzeugt 1,7 Liter Dampf bei Atmosphärendruck. Im begrenzten Raum des Zylinders und der Kavität wird dieser Dampf komprimiert, in der Schmelze mitgeführt, durch die Strömung gestreckt und als Schlieren in die Teiloberfläche eingefroren.

Materialtrocknungsanforderungen — der Zielfeuchtigkeitsgehalt, unterhalb dessen keine Schlieren auftreten:

Die Trocknungszeit muss ab dem Zeitpunkt gemessen werden, an dem das Material die Trocknungstemperatur im Granulatkern erreicht — nicht ab dem Einschalten des Trockners. Ein Trichtertrockner, der mit 50 kg kaltem Granulat beladen ist, benötigt 30–60 Minuten, bis das Granulatbett die Sollwerttemperatur erreicht. Die 4-stündige Trocknungszeit beginnt, wenn das Granulat die Temperatur erreicht, nicht wenn der Trockner eingeschaltet wird.

Diagnostische Bestätigung: Bei Verdacht auf Feuchtigkeitsschlieren eine Feuchtigkeitsmessung des Materials am Einfülltrichter durchführen — nicht vom Trocknertrichter, sondern vom Maschinentrichter, wo das Material tatsächlich in den Zylinder gelangt. Ein Material, das am Trocknerausgang 0,03 % misst, kann während des Transfers durch unbeheizte Schläuche oder einen nicht abgedichteten Maschinentrichter 0,01–0,02 % Feuchtigkeit aufgenommen haben. Der Messwert am Einfülltrichter ist der Feuchtigkeitsgehalt, den der Zylinder tatsächlich sieht.

Korrekturmaßnahmen Typ 1

1. Trocknungszeit erhöhen. Wenn das Material Feuchtigkeit außerhalb des normalen Bereichs absorbiert hat — durch lange Lagerung, beschädigte Verpackung oder Exposition gegenüber hoher Luftfeuchtigkeit — ist die Standardtrocknungszeit unzureichend. Die Trocknungszeit für Material verdoppeln, von dem bekannt ist, dass es Feuchtigkeit außerhalb normaler Lagerbedingungen ausgesetzt war, und mit einem Feuchtigkeitsmessgerät vor der Freigabe für die Produktion überprüfen.
2. Trocknungstemperatur erhöhen innerhalb des vom Lieferanten empfohlenen Bereichs. Eine Erhöhung der Trocknungstemperatur um 10 °C verdoppelt etwa die Feuchtigkeitsdiffusionsrate in den meisten Thermoplasten. Die Obergrenze ist die Erweichungs- oder Zersetzungstemperatur des Materials.
3. Trocknerleistung überprüfen. Ein Trockner mit gesättigtem Trockenmittel liefert Luft mit einem Taupunkt von −10 °C bis −20 °C anstelle der spezifizierten −40 °C. Der Gleichgewichtsfeuchtigkeitsgehalt des Materials wird durch den Taupunkt der Trocknungsluft bestimmt — nicht durch die Temperatur des Trockners. Ein Trockner mit korrekter Temperatur und einem defekten Trockenmittelbett bei −15 °C Taupunkt trocknet PA6 auf etwa 0,15–0,20 % Feuchtigkeit, nicht auf den Zielwert von <0,10 %. Trockenmittel ersetzen, Filter reinigen und den Regenerationszyklus prüfen.
4. Materialtransferweg abdichten. Vom Trocknerausgang zum Maschinen-Einfülltrichter muss das getrocknete Material durch abgedichtete Schläuche oder Rohre transportiert werden — nicht offen zur Umgebungsluft. Ein getrocknetes PA6-Granulat, das Umgebungsluft mit 70 % rF ausgesetzt ist, reabsorbiert etwa 0,02–0,03 % Feuchtigkeit in 10–15 Minuten — genug, um von <0,10 % auf >0,12 % zu steigen.

Typ 2: Thermische Degradations-Schlieren — Das Polymer wird gekocht

Thermische Degradations-Schlieren treten auf, wenn das Polymer durch übermäßige Temperatur oder Verweilzeit im Zylinder eine Kettenspaltung oder oxidative Degradation erfährt. Die Degradation erzeugt niedermolekulare Fragmente — von denen einige bei Massetemperatur gasförmig sind — und die Gase werden in der Schmelze mitgeführt und zu Streifen an der Teiloberfläche gedehnt.

Anders als Feuchtigkeitsschlieren, die silbrig-weiß sind, haben Thermodegradations-Schlieren eine charakteristische braune bis schwarze Tönung und werden oft von einer Gelbverschiebung der Grundfarbe des Materials begleitet. In transparenten Materialien (PC, PMMA, PPSU) erscheint das abgebaute Material als gelb-brauner Schleier um den Angussbereich. In opaken Materialien erzeugt die Degradation dunkelbraune oder schwarze Streifen — schwer von Brandmarken zu unterscheiden, außer durch die Position (Degradations-Schlieren sind nahe dem Anguss, Brandmarken am zuletzt gefüllten Bereich).

Thermische Degradation hat drei Unterursachen:

Unterursache A: Überhöhte Massetemperatur. Der Materiallieferant gibt einen Massetemperaturbereich an — typischerweise 260–300 °C für PC, 230–260 °C für ABS, 280–310 °C für PA66. Der Betrieb an oder oberhalb der Obergrenze baut das Polymer ab. Die Abbaurate verdoppelt sich etwa pro 10 °C Erhöhung über den empfohlenen Bereich. Ein PC, der bei 310 °C verarbeitet wird, baut etwa doppelt so schnell ab wie der gleiche PC bei 300 °C.

Unterursache B: Übermäßige Verweilzeit. Selbst bei der empfohlenen Massetemperatur baut sich Polymer ab, wenn es zu lange im Zylinder verweilt. Die maximal empfohlene Verweilzeit variiert je nach Material: 5–8 Minuten für PC, 8–12 Minuten für ABS, 4–6 Minuten für POM, 10–15 Minuten für PE und PP. Die Verweilzeit wird wie folgt berechnet:

Verweilzeit (min) = Zylindervolumen (g) / Schussgewicht (g) × Zykluszeit (min)

Bei einem Zylindervolumen von 500 g, einem Schussgewicht von 100 g und einer Zykluszeit von 30 Sekunden (0,5 min) beträgt die Verweilzeit 500/100 × 0,5 = 2,5 Minuten — deutlich innerhalb der Grenzen der meisten Materialien. Bei einem Zylindervolumen von 500 g, einem Schussgewicht von 25 g und einer Zykluszeit von 45 Sekunden (0,75 min) beträgt die Verweilzeit 500/25 × 0,75 = 15 Minuten — zu lang für die meisten technischen Thermoplaste. Der Zylinder ist zu groß für das Schussgewicht.

Unterursache C: Hotspots im Zylinder oder Heißkanal. Ein defektes Heizband, ein falsch messendes Thermoelement oder ein Heißkanalverteiler mit einem lokalisierten Hotspot können einen kleinen Anteil der Schmelze überhitzen. Das überhitzte Material baut ab, erzeugt Gas und verursacht Schlieren — aber nur der abgebaute Anteil zeigt den Defekt, sodass die Schlieren intermittierend sein können (ein Streifen alle paar Schüsse) statt konsistent.

Diagnostische Bestätigung für thermische Degradation: Zylinder und Heißkanal spülen, eine Spülprobe entnehmen und auf Farbverschiebung im Vergleich zum Neumaterial prüfen. Ein Freischuss (Spülschuss in die offene Luft, nicht in das Werkzeug), der Braunstich oder Blasen zeigt, bestätigt Degradation im Zylinder. Wenn der Freischuss sauber ist, aber das Formteil Schlieren zeigt, liegt die Degradation wahrscheinlich am Anguss (Scherüberhitzung) oder in einem Heißkanal-Totraum.

Korrekturmaßnahmen Typ 2

1. Massetemperatur senken — die Mitte des vom Lieferanten empfohlenen Bereichs anvisieren, nicht die Obergrenze. Wenn das Material bei 260–300 °C verarbeitet wird, bei 280 °C beginnen und nur dann erhöhen, wenn Füllprobleme dies erfordern.
2. Verweilzeit reduzieren — einen für das Schussgewicht dimensionierten Zylinder verwenden (Schussgewicht sollte 20–60 % des Zylindervolumens betragen). Wenn der Zylinder überdimensioniert ist, einen kleineren Schnecken- und Zylindersatz in Betracht ziehen.
3. Bei Stillstand spülen. Niemals wärmeempfindliche Materialien (PC, POM, PBT, PPSU) während des Stillstands in einem heißen Zylinder lassen. Vor dem Abschalten der Zylinderheizung mit einem stabilen Reinigungsgranulat oder dem nächsten Produktionsmaterial spülen.
4. Heizbänder und Thermoelemente prüfen. Ein Heizband, das aufgrund einer defekten Thermoelementkopplung 30–50 °C über seinem Sollwert läuft, ist eine lokale Degradationsquelle. Zylindertemperaturen mit einem unabhängigen Fühlermessgerät überprüfen — nicht mit der Maschinenanzeige, die das möglicherweise fehlerhafte Thermoelement anzeigt.

Typ 3: Scherüberhitzungs-Schlieren — Zu schnell durch zu klein

Scherüberhitzungs-Schlieren treten auf, wenn die Schmelze an einer Fließverengung eine Scherrate erfährt, die die kritische Scherrate des Materials überschreitet — typischerweise am Anguss, einer scharfen Ecke im Verteiler oder einem dünnen Wandabschnitt. Bei Scherraten oberhalb der kritischen Grenze erfahren die Polymerketten mechanische Spaltung: Die Scherkräfte reißen die Polymerketten buchstäblich auseinander und erzeugen niedermolekulare Fragmente und gasförmige Zersetzungsprodukte.

Die kritische Scherrate ist materialspezifisch:

Die Scherrate durch einen Anguss wird wie folgt berechnet:

Scherrate (1/s) = 4 × Volumetrischer Volumenstrom (cm³/s) / (π × Angussradius³ (cm))

Für ein PC-Teil mit einem volumetrischen Volumenstrom von 80 cm³/s durch einen Unterfluranguss mit 1,2 mm Durchmesser (0,06 cm Radius):

Scherrate = 4 × 80 / (π × 0,06³) ≈ 320 / 0,000678 ≈ 472.000 1/s

Dies übersteigt die kritische Scherrate von PC von 20.000–40.000 1/s bei Weitem. Der Anguss ist zu klein für den Volumenstrom. Die Schmelze wird beim Durchgang durch den Anguss mechanisch zerrissen und erzeugt Scherschlieren im Angussbereich.

Der Angussgrößen-Test: Wenn die Schlieren am Anguss erscheinen und nirgendwo sonst, und sie verschwinden, wenn die Einspritzgeschwindigkeit um 30–40 % reduziert wird, ist die Ursache Scherüberhitzung — die Einspritzgeschwindigkeit (und damit der Volumenstrom) ist zu hoch für den Angussdurchmesser. Die dauerhafte Lösung ist die Vergrößerung des Angussdurchmessers oder der Wechsel des Angusstyps zu einem mit größerem Querschnitt (z. B. Unterfluranguss → seitlicher Anguss, oder seitlicher Anguss → Fächeranguss).

Die Angusssteglänge ist ebenfalls wichtig. Ein langer Angusssteg (der parallele Abschnitt am Angusseinlauf) verlängert die Zeit, die die Schmelze unter hoher Scherung verbringt. Die Verkürzung des Angussstegs von 2,0 mm auf 1,0 mm reduziert die Scherbelastungszeit bei gleichem Volumenstrom um 50 %.

Korrekturmaßnahmen Typ 3

1. Einspritzgeschwindigkeit reduzieren — die sofortige Prozesskorrektur. Eine 30-prozentige Reduzierung der Einspritzgeschwindigkeit reduziert den volumetrischen Volumenstrom und entsprechend die Scherrate um 30 %. Wenn dies die Schlieren beseitigt, ist die Diagnose bestätigt: Scherüberhitzung.
2. Angussdurchmesser vergrößern — die dauerhafte Konstruktionskorrektur. Die Scherrate skaliert mit 1/r³ (Angussradius hoch drei), sodass eine kleine Vergrößerung des Angussdurchmessers eine große Reduzierung der Scherrate bewirkt. Die Vergrößerung eines Unterflurangusses von 1,2 mm auf 1,5 mm Durchmesser reduziert die Scherrate um etwa 50 %.
3. Massetemperatur erhöhen (kontraintuitiv, aber korrekt für Scherschlieren). Eine heißere Schmelze hat eine niedrigere Viskosität, was die Scherspannung für eine gegebene Scherrate reduziert. Eine Erhöhung der Massetemperatur um 10–15 °C kann die Viskosität um 15–25 % senken und die Schererwärmung proportional reduzieren. Dies ist das Gegenteil der Korrekturmaßnahme für Thermodegradations-Schlieren — weshalb die Diagnose der Ursache vor der Parameteranpassung entscheidend ist.
4. Angusstyp wechseln. Ein Unterfluranguss mit seinem scharfen Einlaufwinkel konzentriert Scherung. Der Ersatz durch einen seitlichen Anguss mit größerem Querschnitt oder einen Fächeranguss für breite Teile reduziert sowohl die maximale Scherrate als auch die Scherbelastungszeit.

Typ 4: Luftschlieren — Luft im Schmelzestrom

Luftschlieren treten auf, wenn Luft während der Plastifizierung (Schneckendrehung und -rückzug) in den Schmelzestrom gezogen und mit der Schmelze in die Kavität getragen wird. Anders als Feuchtigkeitsschlieren, die silbrig-weiße Streifen erzeugen, und Degradations-Schlieren, die braun-schwarze Streifen erzeugen, produzieren Luftschlieren fleckige, unregelmäßige Silbermarkierungen, die nicht konsistent lokalisiert sind und nicht unbedingt vom Anguss ausstrahlen.

Luft kann während der Plastifizierung auf vier Wegen in den Schmelzestrom gelangen:

1. Schneckenrückzug (Pull-Back/Suck-Back) zu schnell oder zu groß. Nachdem die Schnecke ihr Schussvolumen erreicht hat, wenden die meisten Maschinen einen kleinen Schneckenrückzug (1–3 mm, manchmal als Dekompression oder Suck-Back bezeichnet) an, um ein Nachtropfen an der Düse zu verhindern. Wenn der Rückzugsweg zu groß ist (>5 mm) oder die Geschwindigkeit zu hoch ist, wird Luft von der Werkzeugseite in die Düse gezogen, und diese Luft wird während des folgenden Plastifizierzyklus in die Schmelze des nächsten Schusses gemischt.
2. Unzureichender Staudruck. Der Staudruck während der Schneckendrehung verdichtet die Schmelze vor der Schnecke und zwingt mitgeführte Luft rückwärts entlang der Schneckengänge, um durch den Trichter zu entweichen. Ohne ausreichenden Staudruck (typischerweise 5–15 bar hydraulisch für Allzweckmaterialien, 10–25 bar für gefüllte Materialien) verbleiben Luftblasen in der Schmelze und werden in den nächsten Schuss vorgetragen.
3. Trichterbrückenbildung. Wenn Granulat im Trichterhals eine Brücke bildet — einen Bogen, der den Materialfluss in den Zylinder blockiert — hungert die Schnecke, und Luft wird durch die Lücken im verbrückten Granulat in den Zylinder gezogen. Der intermittierende Materialfluss erzeugt eine inkonsistente Schmelzedichte mit Lufteinschlüssen.
4. Schneckenkonstruktion. Eine Schnecke mit verschlissener Kompressionszone oder einem falschen Kompressionsverhältnis für das Material kann die Schmelze nicht ausreichend verdichten und hinterlässt mitgeführte Luft im Schmelzestrom. Eine Allzweckschnecke (Kompressionsverhältnis 2,0–2,5:1), die ein teilkristallines Material verarbeitet, das ein Kompressionsverhältnis von 2,5–3,5:1 erfordert, kann Lufteinschluss-Schlieren erzeugen.

Diagnostische Bestätigung: Die Schneckenrückbewegung beobachten. Eine inkonsistente Plastifizierzeit (±0,5 Sekunden oder mehr) deutet auf Lufteintrag oder Trichterbrückenbildung hin. Auf ein quietschendes oder zischendes Geräusch während der Schneckendrehung achten — dies ist Luft, die rückwärts an den Schneckengängen vorbei gedrückt wird. Die Düsenspitze während eines Freischusses auf Blasen in der Schmelze prüfen: Ein Freischuss, der spritzt, knallt oder Blasen zeigt, bestätigt Luft in der Schmelze.

Korrekturmaßnahmen Typ 4

1. Schneckendekompressionsweg reduzieren. 1–2 mm Rückzug anstreben — gerade genug, um den Druck an der Düsenspitze abzubauen und Nachtropfen zu verhindern. Für Materialien mit sehr niedriger Schmelzeviskosität (PA6, PPS, LCP) 0,5–1,0 mm verwenden oder die Dekompression ganz eliminieren und stattdessen auf Düsenverschlussventile setzen.

2. Staudruck erhöhen. Bei 10 bar beginnen und in 5-bar-Schritten erhöhen, bis die Plastifizierzeit stabil ist (konsistent von Schuss zu Schuss innerhalb von ±0,2 Sekunden) und der Freischuss blasenfrei ist. Der Kompromiss ist eine erhöhte Massetemperatur durch die zusätzliche Scherarbeit während der Plastifizierung — die Massetemperatur überwachen und das Zylindertemperaturprofil bei Bedarf anpassen.

3. Trichter und Einzug prüfen. Sicherstellen, dass der Trichter nicht verbrückt ist (klebriges Granulat, feuchte Bedingungen, Feinanteil-Ablagerungen). Die Einzugszone reinigen — Material-Feinanteile und Staub können sich ansammeln und den Granulatfluss in den Zylinder einschränken. Einen Trichtervibrator oder Rüttler für Materialien, die zur Brückenbildung neigen (Mahlgut, Feinpulver, Regranulat), in Betracht ziehen.

4. Schneckendrehzahl reduzieren. Eine für das Material zu hohe Schneckendrehzahl kann Luft eintragen, indem sie Granulat von der Schnecke wegschleudert, anstatt es in die Gänge einzuziehen. Die maximale Schneckendrehzahl für ein gegebenes Material beträgt etwa:

   Max. Drehzahl (U/min) = 15.000 / Schneckendurchmesser (mm)

   Für eine 50-mm-Schnecke: max. Drehzahl ≈ 300 U/min. Eine 60-mm-Schnecke: max. Drehzahl ≈ 250 U/min. Betrieb oberhalb dieser Drehzahl riskiert Lufteintrag, unabhängig vom Staudruck.

Diagnosetabelle: Welcher Schlierentyp liegt vor?

Verwenden Sie diese Tabelle der Reihe nach: Zuerst Materialfeuchtigkeit prüfen (häufigste Ursache), dann das Freischuss-Erscheinungsbild prüfen (unterscheidet Zylinderdegradation von Lufteintrag), dann den Einspritzgeschwindigkeits-Reduktionstest durchführen (isoliert Scherüberhitzung). Die Ursache ist diejenige, deren diagnostischer Test eine signifikante Verbesserung bewirkt — wenn keiner der einzelnen Tests die Schlieren beseitigt, können zwei Ursachen gleichzeitig wirken.

Der Medizingeräte-Qualitätsingenieur, der mit Feuchtigkeitsschlieren am PPSU-Chirurgiegriff begann, führte das Problem schließlich auf das Material zurück, nicht auf den Prozess. Eine Feuchtigkeitsmessung des Materials am Einfülltrichter zeigte 0,05 % — deutlich über dem Maximum von 0,02 % für PPSU. Das Material im Trocknertrichter wurde mit 0,025 % gemessen, aber das Material am Maschinentrichter — nachdem es durch ein 1,5 Meter langes, unbeheiztes Transferrohr gefallen war, das der Umgebungsluft bei 28 °C und 78 % rF ausgesetzt war — nahm in den 20 Minuten zwischen Trockner und Einfülltrichter zusätzliche 0,025 % Feuchtigkeit auf.

Die Korrekturmaßnahmen: Die Trocknungszeit für diese Charge wurde auf 8 Stunden verlängert, um die Kernfeuchtigkeit des ungewöhnlich feuchten Granulats zu reduzieren; das unbeheizte Transferrohr wurde durch ein isoliertes, abgedichtetes Rohr ersetzt, das direkt vom Trocknerausgang zum Maschinentrichter geführt wurde; und die Eingangsfeuchtigkeitsprüfung wurde in das Wareneingangsprüfverfahren aufgenommen — jede neue Charge wird bei Wareneingang auf Feuchtigkeitsgehalt geprüft, und jede Charge mit mehr als 0,05 % Feuchtigkeit wird für verlängerte Trocknung vor der Freigabe für die Produktion markiert. Die Schlieren traten nicht wieder auf.

Schlieren sind nicht ein Defekt mit einer Lösung. Es sind vier Defekte mit einer ähnlichen visuellen Signatur. Die diagnostische Fähigkeit besteht darin, zu wissen, welche der vier Gasquellen die Streifen erzeugt — denn Material zu trocknen, das bereits trocken ist, bewirkt nichts, und die Massetemperatur für scherinduzierte Schlieren zu senken, macht es schlimmer. Erst diagnostizieren, dann handeln.

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