März 2014



Großes Teil? Kein Problem: Konstruieren für größere Teile

Designelemente an größeren Teilen müssen in Hinblick auf die Größe, die Geometrie und den Werkstofftyp sorgfältig aufeinander abgestimmt sein. Größere Teile sind tendenziell dicker. Dickere Wände ermöglichen tendenziell einen besseren Kunststofffluss. Dickere Wände bergen jedoch auch das Risiko zu dicken Geometrien, wodurch die kosmetische und strukturelle Integrität beeinträchtigt werden kann. Bei größeren Teilen legt der Kunststofffluss ab dem Anguss eine größere Strecke zurück, wodurch der Kunststoff am Fließwegende kälter ist. Gute Konstruktionsprinzipien wie einheitliche Wandstärken, Formschrägen und Radien tragen dazu bei, dass der Kunststoff ohne Eigenspannungen, die häufig durch scharfe Biegungen und Kurven entstehen, weiter fließen kann. Je weiter der Kunststoff fließen muss, desto schwieriger lässt sich sein Verhalten kontrollieren.


Beginnen wir mit der Größe. Das maximale Teilekonturmaß, das bei Protomold spritzgegossen werden kann beträgt etwa 770 mm x 480 mm bei einem maximalen Teilevolumen von etwa 1300 cm³. Mit zunehmender Tiefe des Teils nimmt das maximale Teilekonturmaß um etwa 50 mm (Länge und Breite) pro 25 mm Tiefe ab:


  • 430 mm x 700 mm bei 25 mm Tiefe
  • 380 mm x 650 mm bei 50 mm Tiefe
  • 325 mm x 600 mm bei 75 mm Tiefe
  • 275 mm x 550 mm bei 100 mm Tiefe
Abbildung 1: Ein Spritzgussteil aus ABS mit einem Konturmaß von 343 mm x 750 mm x 30 mm veranschaulicht die Möglichkeiten hinsichtlich der Abmessungen von Protomold-Teilen.

Abbildung 1: Ein Spritzgussteil aus ABS mit einem Konturmaß von 343 mm x 750 mm x 30 mm veranschaulicht die Möglichkeiten hinsichtlich der Abmessungen von Protomold-Teilen.


Die Teiletiefe darf 101,6 mm ab der Trennebene (bei 3 Grad Formschräge) bzw. eine Gesamttiefe von 203,2 mm Gesamttiefe nicht überschreiten, wenn die Trennebene innen und außen mittig durch das Teil verlaufen kann. Gut veranschaulicht dies ein Becher von 101,6 mm oder ein großes "H" von 203,2 mm. Die angegebenen Konturmaße verstehen sich vor Schrumpfung, bei Kunststoffen mit einer höheren Schrumpfrate nimmt das maximale Teilekonturmaß daher ab. Durch Hinzufügen von Seitenschiebern wird das Konturmaß ebenfalls reduziert.

Abbildung 2: Die maximale Teiletiefe beträgt 101,6 mm ab der Trennebene bzw. 203,2 mm insgesamt und macht den Einsatz von Formschrägen und/oder dicken Wänden erforderlich. Eine Trennebene muss sich außerdem an einer Kante des Teils befinden.

Abbildung 2: Die maximale Teiletiefe beträgt 101,6 mm ab der Trennebene bzw. 203,2 mm insgesamt und macht den Einsatz von Formschrägen und/oder dicken Wänden erforderlich. Eine Trennebene muss sich außerdem an einer Kante des Teils befinden.


Eine Formschräge ist bei allen Teilen wichtig, doch je größer und tiefer das Teil ist, umso wichtiger wird die Formschräge an Seitenwänden, Rippen und Domen, um das Auswerfen des Teils aus der Form zu erleichtern. Protomold benötigt etwa ein Grad Formschräge pro 25 mm Tiefe ab der Trennebene. Die Mindestformschräge beträgt unabhängig von der Tiefe ein halbes Grad. Wenn Ihr Teil 75 bis 100 mm tief ist, beginnen Sie mit zwei Grad Formschräge pro Seite und laden Sie Ihr Teil zur Prüfung hoch. Befolgen Sie die Anweisungen von Protomold, wenn zusätzliche Formschräge notwendig ist.


Die Wandstärke ist ein weiterer Faktor, der bei der Verbesserung der Qualität größerer und schwererer Teile eine wichtige Rolle spielt. Bei einer einheitlichen Wandstärke kann das Teil gleichmäßig abkühlen. Dadurch kann das Teil über die gesamte Geometrie gleichmäßig schrumpfen. Unterschiedlich dicke Abschnitte brauchen unterschiedlich lange zum Abkühlen, wodurch Verformungen entstehen können. Die empfohlene Wandstärke variiert je nach Werkstoff, doch größere Teile sollten grundsätzlich dickere Wände besitzen; die Wandstärke liegt dann häufig bei oder nahe der vom Hersteller empfohlenen maximalen Wandstärke für einen bestimmten Werkstoff. Versuchen Sie jedoch, Wandstärken von mehr als 3,8 mm zu vermeiden, da die meisten Kunststoffe ohne besondere Prozesshilfen dazu neigen, Einfallstellen zu bilden. Außerdem können Versteifungen an freistehende Wände angefügt werden, um für zusätzliche Festigkeit zu sorgen.


Kunststoff fließt viel besser um abgerundete als um scharfe Kanten. Daher sollten Radien beim Design von 90-Grad-Winkeln verwendet werden, um den Materialfluss zu verbessern. Durch den richtigen Radius wird das Teil außerdem zusätzlich gestärkt, da Spannungskonzentrationen reduziert werden. Ist ein Radius jedoch zu groß, kann es an der Außenseite des Teils zu Einfallstellen kommen.


Bei allen Teilegrößen ist der verwendete Werkstofftyp immer fester Bestandteil eines ausgewogenen Designs. Allerdings können sich bei zähfließenden Werkstoffen, wie Polycarbonaten und glasfaserverstärkten Polyamiden, Anpassungen an der Geometrie oder zusätzliche Angüsse als notwendig erweisen, um ungefüllte Bereiche zu vermeiden oder den Einspritzdruck zu reduzieren. Wenn das Füllen größerer Teile problematisch sein sollte, kann unsere kostenlose ProtoFlow-Analyse Problembereiche identifizieren, sodass Änderungen vorgenommen werden können.


Nach dem Hochladen Ihres 3D-CAD-Modells zeigt unser Angebotssystem weitere Designüberlegungen an, wie z.B. die Anordnung von Auswerferstiften und Angüssen, die u.a. das kosmetische Erscheinungsbild und die Materialverteilung beeinflussen können. Wenn Ihr Teil das maximale Konturmaß überschreitet, gibt es verschiedene Möglichkeiten - wie beispielsweise das Aufteilen des Teils in zwei Hälften - um dieses Problem zu lösen. Gerne können Sie sich unter der Rufnummer +49 (0) 6261 6436 947 an einen Kundendienstmitarbeiter wenden, der Ihnen gerne weiterhilft, Größe, Geometrie und Werkstoffe sorgfältig aufeinander abzustimmen, damit Sie schnellstmöglich das bestmögliche Teil erhalten.