Shrinkage Expert Method
Präzise Schwindungsanalyse & verzugsoptimierter Spritzguss
In der Kunststoffverarbeitung zieht sich die Schmelze beim Abkühlen zusammen. Dieser Effekt, die sogenannte Volumenkontraktion, führt zu Schwindung im Bauteil. Je nach Wandstärken, Materialeigenschaften oder der Orientierung von Füllstoffen (z. B. Glas- oder Kohlefasern) kann diese Schwindung im Bauteil inhomogen auftreten. Dies birgt Risiken für Verzug und Maßhaltigkeit.
Die Shrinkage Expert Method (SEM) ist ein innovativer Ansatz zur exakten Vorhersage und Kompensation von Schwindung und Verzug im Spritzgussverfahren. Entwickelt in Kooperation zwischen Simcon kunststofftechnische Software GmbH und dem Konstruktionsbüro Hein, kombiniert SEM praxisnahe Schwindungsmessungen mit hochpräzisen Simulationsdaten.
Durch die systematische Ermittlung von realen Schwindungswerten für isotrope und anisotrope Kunststoffe wird das Simulationsmodell verlässlich kalibriert. Die daraus abgeleiteten Daten dienen als Grundlage für den Aufbau firmenspezifischer Schwindungs- und Verzugsdatenbanken. Dies ist ein entscheidender Schritt für die maßgenaue Werkzeugkonstruktion und die Reduktion von iterativen Korrekturschleifen.
Unser Angebot:
- Methodische Schwindungsmessung unter praxisnahen Bedingungen
- Ableitung realitätsnaher Schwindungs- und Verzugsdaten
- Referenzierung und Kalibirierung von Simulationssystemen
- Unterstützung beim Aufbau Ihrer spezifischen Datenbank für Schwindung und Verzug
Ihre Vorteile:
- Hohe Prognosegenauigkeit bei Schwindung & Verzug
- Optimierte Werkzeugauslegung durch realitätsnahe Referenzwerte
- Firmenspezifische Datenbasis für Kunststoffverarbeitung & Simulation
- Effizente Zusammenarbeit zwischen Konstruktion, Simulation & Werkzeugbau
Was ist Schrumpfung im Kunststoffspritzguss?
Die Schrumpfung beschreibt die maßliche Volumenreduktion von Kunststoffbauteilen beim Abkühlen von der Schmelz- auf Raumtemperatur. Dieser Effekt beeinflusst maßgeblich die Formgenauigkeit, Qualität und Maßhaltigkeit eines Spritzgussteils.
Arten der Schrumpfung
Primärschrumpfung: Tritt während der Erstarrung im Werkzeug auf.
Sekundärschrumpfung: Erfolgt nach der Entformung beim weiteren Abkühlen.
Nachschrumpfung: Zeitabhängig, z.B. durch Wasseraufnahme bei PA oder Nachkristallisation
Einfluss auf die Werkzeugkonstruktion
- Formnester müssen an das zu erwartende Schwindmaß angepasst werden
- Bei anisotropischer Schrumpfung ➡️ Differenzierung in Fließ- und Querrichtung
- Simulationen identifizieren lokale Unterschiede
- Maßnahmen gegen Verzug sollten einbezogen werden
Ursachen für Schrumpfung
Thermische Kontraktion: Polymere ziehen sich beim Abkühlen zusammen. Je größer der Temperaturunterschied, desto stärker die Schrumpfung.
Kristallinität des Werkstoffs:
- Amorphe Kunststoffe (z.B. PS, ABS): geringere Schrumpfung (ca. 0,2-0,6 %)
- Teilkristalline Thermoplaste (z.B. PA, PP): stärkere, anisotrope Schrumpfung (1,0-2,5%)
Füllstoffe: Unter anderem reduzieren Glasfasern und Talkum die Schrumpfung durch Begrenzung der Melekülbewegung.
Prozessparameter:
- Werkzeugtemperatur: höher = stärkere Kristallisation
- Massetemperatur: höher = mehr Volumenschwund
- Nachdruck & Kühlzeit: gezielte Steuerung reduziert Schrumpfung
Bauteilgeometrie: Dickwandige oder ungleichmäßig gestaltete Bereiche führen zu ungleichmäßiger Abkühlung und Verzug.
Maßnahmen zur Kompensation der Schrumpfung
Prozessoptimierung: Nachdruckphase anpassen, Kühlzeit optimieren
Werkzeugdesign: Maßkorrekturen im Werkzeug und gezielte Kühlkanalführung für homogene Temperaturverteilung
Materialauswahl: Einsatz von faserverstärkten Kunststoffen zur Schrumpungsreduktion
Konstruktive Gestaltung: Gleichmäßige Wandstärken und Vermeidung problematischer Geometrien
Schrumpfung vs. Schwindung
Schrumpfung: Gesamter Maßverlust inklusive Nachschrumpfung und Bauteilverzug
Schwindung: Nur das Volumenverhältnis zwischen Schmelze und Festkörper beim Erstarren
Fazit: Die Schrumpfung ist ein kritischer Einflussfaktor im Kunststoffspritzguss. Sie beeinflusst die Funktion, Maßhaltigkeit und Produktionsqualität maßgeblich. Durch gezielte Optimierung von Material, Design, Werkzeug und Prozessführung kann die Schrumpfung exakt vorhergesagt und wirksam kompensiert werden.
Mitglied / Sponsor im
