Schwindung: typische Werte je Werkstoff und die richtige Reihenfolge zur Maßhaltigkeit
Warum schwinden PP und ABS so unterschiedlich, und wird bei Maßabweichung zuerst der Prozess oder das Werkzeug angepasst? Typische Schwindungsbereiche, Einflussgrößen und Korrektur „steel safe".
Kunststoff verliert beim Abkühlen im Werkzeug Volumen; das Teil ist etwas kleiner als die Kavität. Das ist die Schwindung; das entsprechende Übermaß im Werkzeug ist das Schwindmaß. Die meisten Maßprobleme stammen entweder von einem falsch gewählten Schwindmaß oder von einem instabilen Prozess, der die Schwindung von Schuss zu Schuss verändert.
Typische Schwindungsbereiche je Werkstoff
Die Werte gelten als typische Katalogbereiche für ungefüllte Standardtypen. Maßgeblich ist das Herstellerdatenblatt Ihrer eigenen Sorte; selbst innerhalb einer Familie gibt es große Unterschiede.
| Werkstoff | Typische Schwindung (%) | Hinweis |
|---|---|---|
| PS (GPPS) | 0,3–0,6 | Amorph, gering und stabil |
| ABS | 0,4–0,7 | Amorph |
| PC | 0,5–0,7 | Amorph |
| PMMA | 0,2–0,8 | Amorph |
| PP (Homopolymer) | 1,0–2,5 | Teilkristallin, stark wanddickenabhängig |
| HDPE | 1,5–3,0 | Teilkristallin |
| LDPE | 1,5–3,5 | Teilkristallin |
| PA6 (trocken) | 0,7–1,5 | Quillt bei Feuchteaufnahme etwas |
| PA66 (trocken) | 0,8–2,0 | Quillt bei Feuchteaufnahme etwas |
| POM | 1,8–2,5 | Teilkristallin, deutliche Nachschwindung |
| PBT | 1,5–2,2 | Teilkristallin |
| PA66 + 30 % Glasfaser | längs ~0,2–0,5 / quer ~0,6–1,0 | Richtungsabhängig, verzugsanfällig |
Faustregel: amorphe Werkstoffe (PS, ABS, PC, PMMA) schwinden wenig und gleichmäßig; teilkristalline (PP, PE, PA, POM, PBT) schwinden stärker und reagieren empfindlicher auf den Prozess. Glasfasern verringern die Schwindung, erzeugen aber einen Unterschied zwischen Längs- und Querrichtung.
Was beeinflusst die Schwindung?
- Wanddicke: Dicke Bereiche schwinden stärker. Unterschiedliche Wanddicken schwinden unterschiedlich – das führt zu Verzug. Siehe Ursachen von Verzug
- Nachdruckhöhe und -zeit: Bis zum Siegeln des Anschnitts nachgedrückte Schmelze verringert die Schwindung. Endet der Nachdruck vor dem Siegelpunkt, werden Maße klein und streuen.
- Werkzeugtemperatur: Bei teilkristallinen Werkstoffen bedeutet ein wärmeres Werkzeug mehr Kristallisation und Schwindung im Werkzeug, aber weniger Nachschwindung. Ein kaltes Werkzeug kann das Maß am ersten Tag treffen und in den Folgewochen weglaufen.
- Massetemperatur: Heißere Schmelze schwindet in der Regel stärker.
- Anschnittgröße und -lage: Ein kleiner oder ungünstig gelegener Anschnitt friert früh ein und kann den dicken Bereich nicht nachspeisen.
- Orientierung: Bei Glasfasern und langen Fließwegen schwinden Längs- und Querrichtung unterschiedlich.
Nachschwindung und Feuchte
Bei PP, PE und POM setzt sich die Schwindung nach dem Entformen noch eine Zeit lang fort. Gemessen wird daher 24–48 Stunden nach dem Spritzen bei Raumklima. Polyamide quellen dagegen bei Feuchteaufnahme etwas; ein trocken gemessenes PA-Teil zeigt einige Tage später andere Maße. Die Messbedingungen (Zeit, Temperatur, Feuchte) schriftlich mit dem Kunden vereinbaren.
Wenn das Maß nicht stimmt: die richtige Reihenfolge
- Zuerst den Prozess stabilisieren. Siegelpunkt bestimmen, Nachdruckzeit danach einstellen, Umschaltpunkt festlegen. Siehe Umschaltpunkt und Nachdruck
- Wiederholgenauigkeit prüfen. Streuen die Maße aufeinanderfolgender Schüsse stark, liegt das Problem in der Prozessstabilität (Massepolster, Werkzeugtemperatur, Trocknung), nicht im Schwindmaß.
- Warten und messen. Mehrere Teile nach 24–48 Stunden unter den vereinbarten Bedingungen messen.
- Kleine Korrektur über den Prozess. Einige Zehntelmillimeter lassen sich über Nachdruck und Werkzeugtemperatur einstellen – den Prozess aber nicht an seine Grenzen treiben, um das Teil zu retten.
- Werkzeug korrigieren. Ist die Abweichung systematisch, wird das Werkzeugmaß geändert.
„Steel safe" fertigen: Bei neuen Werkzeugen kritische Maße so legen, dass die Korrektur durch Materialabtrag möglich ist: Kavität etwas klein, Kern etwas groß. Stahl abtragen ist einfach; Auftragschweißen und Nacharbeiten ist teuer und riskant.
Trocknungs- und Verarbeitungshinweise je Werkstoff finden Sie auf der Seite Werkstoffe.
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