Spritzguss

Spritzguss (auch Spritzgießen oder Kunststoffspritzguss, englisch Injection Molding) ist ein Fertigungsverfahren, bei dem geschmolzener Kunststoff unter hohem Druck in ein metallisches Werkzeug eingespritzt wird und dort zur endgültigen Form erstarrt. Es ist das dominierende Verfahren der Serienfertigung von Kunststoffteilen, von Steckverbindern und Elektronikgehäusen bis zu Automobilteilen und Konsumgütern.

Der größte Vorteil ist der niedrige Stückpreis in der Serie. Das Spritzgusswerkzeug ist zwar eine hohe Investition (je nach Größe und Komplexität von einigen tausend Euro bis in den sechsstelligen Bereich), bei Tausenden oder Millionen Teilen ist der Preis pro Teil jedoch sehr niedrig. Das Verfahren bietet gute Maßhaltigkeit und Wiederholgenauigkeit und ermöglicht komplexe Geometrien.

Die fertigungsgerechte Konstruktion (DFM) für den Spritzguss stellt besondere Anforderungen: gleichmäßige Wandstärken (sie beugen Einfallstellen und Verzug vor), ausreichende Entformungsschrägen, Rippen statt dicker Wände für die Steifigkeit und eine geeignete Lage der Anschnitte. Wer diese Regeln missachtet, bekommt fehlerhafte Formteile oder muss das Werkzeug teuer ändern lassen.

Um die Konstruktion vor der Investition in das Werkzeug abzusichern, empfiehlt sich ein Prototyp aus dem 3D-Drucker (SLA, SLS oder FDM), an dem Form, Montage und Funktion geprüft werden. Die Kosten für Prototyp und DFM-Analyse sind meist gering im Vergleich zu nachträglichen Werkzeugänderungen.

Spritzguss ist die richtige Wahl für Kunststoffteile in Stückzahlen ab einigen tausend: Gerätegehäuse, Kunststoffboxen, Halterungen, Steckverbinder, Deckel und Kappen, Zahnräder oder technische Teile aus gefüllten Kunststoffen. Sinnvoll ist er auch dort, wo gleichbleibende Qualität und Wiederholgenauigkeit von Teil zu Teil gefordert sind.

Für kleinere Serien oder Vorserien gibt es günstigere Aluminium- oder Prototypenwerkzeuge sowie Wechseleinsätze für Stammwerkzeuge. Ab welcher Stückzahl sich ein Werkzeug gegenüber 3D-Druck oder Zerspanung rechnet, hängt von Größe und Komplexität des Teils ab und sollte für den konkreten Fall kalkuliert werden.

Die teuersten Fehler entstehen in der Bauteilkonstruktion: ungleichmäßige Wandstärken, fehlende Entformungsschrägen, Hinterschnitte, die Schieber erfordern, scharfe Ecken und ungünstig platzierte Anschnitte. Lassen Sie die Konstruktion deshalb vor der Werkzeugbestellung vom Werkzeugbau oder vom Spritzgießer prüfen, und ziehen Sie bei komplexeren Teilen eine Füllsimulation in Betracht.

Klären Sie im Werkzeugangebot den Werkzeugwerkstoff und die erwartete Standzeit (Anzahl der Zyklen), die Zahl der Kavitäten, das Angusssystem (Kalt- oder Heißkanal), wem das Werkzeug gehört und wo es gelagert wird, was Bemusterung und Änderungen kosten und ob der Preis die Erstmuster mit Messprotokoll enthält. Eine Konstruktionsänderung nach dem Werkzeugbau ist immer deutlich teurer als davor.