Der Zusatz von Glasfasern beeinflusst auch das Gießen. Eine Faser ist ein im Verhältnis zu seiner Länge dünnes Gebilde, das so lang wie das Granulatkörnchen ist. Standardfasern sind etwa 3 mm lang und lange Glasfasern können etwa 9 mm bis 12 m lang sein, je nach der Extrusion. Wenn man sich die Fasern als Fische und die Fasermenge als einen Fischschwarm vorstellt, werden die Fische hintereinander, Nase an Schwanzflosse, durch das Kunstharz schwimmend angeordnet, während das Material durch den Hohlraum fließt. Wenn sich der Fischschwarm einem Kernstift nähert, der in dem Teil ein Loch bildet, muss sich der Schwarm teilen und das Hindernis umschwimmen. Infolgedessen wird der Winkel der Faser geändert. Aus diesem Grund befinden sich umso mehr Fasern in zufälligen Winkeln zueinander, je mehr Geometrie dem Kunststofffluss im Wege steht. Glasfasern schränken die Schrumpfrate des Ausgangskunststoffs ein. Diese Einschränkung ist anders, wenn die Fasern linear hintereinander liegen, als wenn sie lotrecht zueinander sind. Dies führt zu einer nichtlinearen Schrumpfung und verstärkt auch innere Spannungen, die das Verformungsrisiko erhöhen. Kunststoffe ohne Füllstoffe kühlen gewöhnlich mit gleichmäßiger Schrumpfung ab. Glasfasern dagegen erzeugen andere Schrumpffaktoren, ein anderes Fließverhalten in Strömungs- und in Querrichtung. Diese veränderte Schrumpfung vorherzusagen, wird in Geometrien mit zahlreichen Löchern, Veränderungen der Fließlänge und Form und auch Veränderungen der Nennwandstärke sehr schwierig. Der Zusatz von Glasfasern führt nicht nur zu leistungstechnischen Verbesserungen, sondern auch zu Risiken.
Wie bei jedem Material, glasfaserverstärkt oder nicht, kann das Fließverhalten durch Einbringen von Abrundungen in die Geometrie des Teils verbessert werden. Kunststoff kann sich einfach leichter um Abrundungen und gekrümmte Flächen bewegen als um einen 90-Grad-Winkel. Gleichmäßige Wandstärken tragen zur Abkühlung des Kunststoffs mit gleicher Geschwindigkeit bei. Formschrägen ermöglichen es Ihrer Spritzgussfirma, das Material in der Form stärker zu verdichten, um den Querschnitt besser zu füllen. Durch Glätten des Fließwegs, indem der Anguss an die Längsachse des Teils gelegt wird, und durch Verringern der Zahl der Durchgangslöcher und Wendungen in Ihrem Teil auf ein Mindestmaß lassen sich die Glasfasern besser auf die einkalkulierte Schrumpfung im Formenhohlraum ausgerichtet halten. Die Berücksichtigung dieser Faktoren hilft Ihrer Spritzgussfirma, das mit der Verwendung von Verstärkungsfasern verbundene Risiko minimal zu halten.
Seltener werden geringe Anteile von Keramikfüllstoff und mineralisch verstärkte Zusatzstoffe verwendet, um Teilen eine bessere Temperaturbeständigkeit zu verleihen. Wie Glas verleihen diese Füllstoffe den Teilen ebenfalls mehr Festigkeit, lassen sie aber auch spröder werden. Bei diesen Teilen ist zu bedenken, dass bei Stoßeinwirkungen leicht Risse oder Abplatzer entstehen.
Bedenken Sie auch die Form Ihres Füllstoffs. Glasfasern sind lang und schlank, sie sind linear ausgerichtet. Mineralische Füllstoffe sind meistens flache Flocken mit unterschiedlichen Abmessungen, die eine Richtung aufweisen. Pulver ist symmetrisch – es verdichtet sich gut und ist im Querschnitt des Teils noch gleichmäßiger verteilt, verringert also füllstoffbedingte Verformungen. Typisch ist auch, dass Pulver eine gleichmäßige Schrumpfrate nicht in eine lineare Schrumpfrate umändert. Eventuell verringert es die Schrumpfrate nur geringfügig. Glasperlen sind eine weitere Füllstoffform mit wieder einer anderen Dimension. Man denke an einen Ballpool. Die Perle hat gewöhnlich eine Kugelform, stapelt sich gut und erhöht die Wärmeabweisung des Materials. Typisch ist aber, dass Glasperlen die strukturelle Festigkeit nicht erhöhen, wie das bei Glasfasern als Füllstoff der Fall ist. Der Ballpool ruht gleichmäßig und minimiert die Wirkung auf gleichmäßige Schrumpfraten. Glasperlen helfen somit ebenfalls, vom Füllstoff verursachte innere Spannungen zu reduzieren.
Protolabs unterstützt jetzt auch einige wärmeleitfähige Kunststoffe, die je nach der Geometrie der Teile und der Verwendbarkeit von Füllstoffen verwendet werden können. Die CoolPolyT Produktereihe von wärmeleitfähigen Kunststoffen verwendet einen speziellen Markenfüllstoff, um die wärmeleitfähigen Eigenschaften zu erhalten, die im Endeffekt zwischen denen von Kunststoff und Metall liegen. Die Werkstoffe eignen sich gut für alle Anwendungen, in denen das Gewicht von Teilen verringert werden soll und mehr Gestaltungsfreiheit gewünscht wird. Es ist allerdings zu beachten, dass eine schwierige Geometrie, wie dünne Wände und kleine Merkmale, die Verwendung von wärmeleitfähigen Kunststoffen möglicherweise ausschließt.
