Verzug an Spritzgussteilen

Spritzgussteile aus Kunststoff weichen nach der Fertigung häufig von der gewünschten Form ab und entsprechen nicht der ursprünglichen Zeichnung. Verzug und Schwindung sind der Normalfall und beschäftigen Werkzeug- und Formenbauer in der Produktentwicklung. Auch Messtechniker stellt das Problem vor eine Herausforderung. Wie kann man Verzug bei der Bauteilbewertung richtig beurteilen, ohne unnötigen Ausschuss zu produzieren?

Mit Spritzgussverfahren lassen sich geometrisch komplexe Bauteile aus Kunststoff in einem einzigen Arbeitsschritt kosteneffizient fertigen. Allerdings sind die Kunststoffteile nach der Herstellung aufgrund von Material- und Prozessparametern oft verzogen. Die Anpassung der Werkzeuge ist aufwendig und kostenintensiv und erfordert oft mehrere Korrekturschleifen, um die gewünschte Bauteilform annähernd zu erreichen.

Prozess- und Materialparameter verändern

Über Werkzeugparameter wie Angusssystem, Kühlung und Auswurf sowie Maschinenparameter wie Einspritzdruck, Nachdruck, Halte- und Kühlzeiten lassen sich die Ausmaße von Verzug und Schwindung positiv beeinflussen. Allerdings beeinträchtigt der Verzug nicht automatisch die Funktion des Bauteils und ist daher differenziert zu betrachten. Ist der Verzug wirklich funktionsbeeinträchtigend und welche Werkzeuganpassung ist erforderlich?

Bauteile realistisch messen

In der Messtechnik kommen Spannvorrichtungen zum Einsatz, die das eigensteife Kunststoffbauteil für den Messvorgang in eine mechanisch überbestimmte Prüfsituation bringen. Die Spannvorrichtung simuliert den Einbauzustand des Bauteils. So lässt sich der Verzug während der Messung kompensieren, um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten.
Das Prüfergebnis beim Einsatz mechanischer Spannvorrichtungen ist allerdings nicht immer prozessstabil, sodass gleiche Messvorgänge zu unterschiedlichen Ergebnissen (Messwertstreuung) führen. Misst man das Bauteil aber ohne Messaufnahme, liegen die Maße außerhalb der Toleranz oder sind gar nicht messbar und das Kunststoffteil wird als Ausschuss verworfen.
Während Spannvorrichtungen in der optischen Messtechnik sehr häufig verwendet werden, können diese bei der Messung der Bauteile im Computertomografen gar nicht eingesetzt werden. Die Metallvorrichtungen würden die Aufnahme der Messdaten stören.

Eine Messung, zwei Ergebnisse

Das Softwarepaket De-Warp kompensiert Verzug und Schwindung durch leistungsstarke Algorithmen. Anstelle von mechanischen Spannpunkten können Sie in der Software virtuelle Spannpunkte definieren. Sie messen das Bauteil also ungespannt in seinem Originalzustand und generieren anschließend per Mausklick ein Messergebnis im gespannten Zustand. Ganz ohne Spannvorrichtung!

Mit einem Messergebnis erhalten Sie dadurch gleich mehrere Antworten: Wie groß ist der reale Verzug? Lässt sich der Verzug im Einbau oder Zusammenbau mechanisch ausgleichen? Ist das Bauteil also trotz Verzug funktionstüchtig?

Innovation für die Spritzgussindustrie

Diese Innovation im Bereich Software hat positive Auswirkungen für Hersteller von Kunststoffteilen. Zum einen beschleunigt De-Warp den Produktentwicklungsprozess. Außerdem ermöglicht De-Warp realistische Bewertungen von Verzug ohne teure und komplexe Spannvorrichtungen. Auch da, wo diese Messaufnahmen aus Kosten- oder technischen Gründen gar nicht zum Einsatz kommen können.