So optimieren Sie jedes Bauteil für den Spritzguss

Lars Butenschön | 29. Januar 2021

Es ist das Worst-Case-Szenario eines Konstrukteurs: Tage und Wochen ziehen ins Land, um eine Spritzguss form zu gestalten und herzustellen. Als dann endlich die Produktion beginnt und das erste Bauteil aus der Form fällt, bleibt der Mund offen stehen. Die Oberfläche des Formteils hat Beulen, die nicht nur unschön aussehen, sondern auch die Funktion beeinträchtigen.

Woran liegt das?

Das Phänomen trägt den Namen Schrumpfung. Heißer Kunststoff dehnt sich beim Spritzguss aus. Beim Abkühlen schrumpft das Material in der Form – der Schrumpffaktor liegt dabei zwischen 0,2 und 2 Prozent des Teilevolumens. Das ist Physik und unvermeidbar.

Das Problem: Das Bauteil schrumpft nicht gleichmäßig. Während Außenflächen schnell abkühlen, dauert der Prozess an Stellen mit großen Materialmengen länger. Dadurch kommt es zu Spannungen im Bauteil. Sie führen dazu, dass Teile der Außenfläche einsacken und Einmündungen auftreten. Zudem besteht die Gefahr, dass im Inneren sogenannte Lunker entstehen – mikrozellige bis blasenförmige Hohlräume, welche die Stabilität herabsetzen. Sowohl bei Deformationen als auch bei Lunkern sind Toleranzen nur schwer kontrollierbar.

Die Lösung: Dicke Wandstärken beim Spritzguss vermeiden

Behalten Sie in der Konstruktionsphase das Phänomen der Schrumpfung im Hinterkopf, damit Auswirkungen nicht sichtbar werden. Das gelingt, indem Sie zu dicke Wandstärken und Massenanhäufungen vermeiden.
Die ideale Stärke liegt – je nach Werkstoff – zwischen 0,5 und 2 Millimetern. Führen Objekte in Ecken zu Materialanhäufungen, ist es ratsam,
diese Körper freistehend zu platzieren und mit einer dünnen Wand oder Stützen gegen seitlichen Verzug zu sichern.

Doch was tun, wenn sich die Wandstärke nicht reduzieren lässt?

Wie Sie die Wandstärke ihres Spritzguss Bauteils weiter reduzieren und durch andere kleine und große Maßnahmen viel Geld bei der Werkzeugherstellung sparen, erfahren Sie in unserem kostenlosen Spritzguss Design Guide.