Zu enge Toleranzen sind einer der häufigsten Kostentreiber bei Spritzgussteilen. Oft werden Werte aus der Metallbearbeitung übernommen, die für Kunststoff weder nötig noch wirtschaftlich erreichbar sind. Wer die Besonderheiten des Werkstoffs kennt, kann gezielt tolerieren.
Warum Kunststoffteile „schrumpfen“
Beim Abkühlen zieht sich der Kunststoff zusammen – das Teil wird kleiner als die Kavität des Werkzeugs. Diese Schwindung wird bei der Werkzeugkonstruktion berücksichtigt, ist aber nie ganz konstant. Sie hängt ab von:
- Werkstoff: Amorphe Kunststoffe (z. B. PC, ABS) schwinden deutlich weniger als teilkristalline (z. B. PA, POM, PP).
- Füllstoffen: Glasfasern reduzieren die Schwindung – in Fließrichtung stärker als quer dazu. Das kann zu Verzug führen.
- Wanddicke: Dicke Bereiche schwinden stärker und länger als dünne.
- Prozess: Nachdruck, Werkzeug- und Schmelzetemperatur sowie Kühlzeit beeinflussen das Endmaß.
Hinzu kommt die Nachschwindung: Manche Werkstoffe verändern ihre Maße noch Stunden oder Tage nach der Herstellung. Polyamide nehmen außerdem Feuchtigkeit aus der Umgebung auf und quellen dabei leicht.
Die Norm: DIN 16742
Für Kunststoff-Formteile gilt in Deutschland die DIN 16742 („Kunststoff-Formteile – Toleranzen und Abnahmebedingungen“). Sie hat 2013 die bekannte DIN 16901 abgelöst und orientiert sich an der ISO-Systematik für Toleranzgrade.
Die Norm berücksichtigt unter anderem die Größe des Nennmaßes, ob ein Maß werkzeuggebunden (in einer Werkzeughälfte) oder nicht werkzeuggebunden (über die Trennebene oder bewegliche Schieber) ist, sowie die Schwindungseigenschaften des Werkstoffs. Wenn auf der Zeichnung keine Einzeltoleranzen angegeben sind, empfiehlt es sich, auf eine Allgemeintoleranz nach DIN 16742 zu verweisen.
Was die erreichbare Genauigkeit bestimmt
| Faktor | Einfluss |
|---|---|
| Werkstoff | Schwindungsniveau und -streuung, Feuchteaufnahme, Füllstoffe |
| Bauteilgeometrie | Wanddickenunterschiede, Rippen, Länge der Fließwege |
| Werkzeug | Fertigungsgenauigkeit, Temperierung, Anzahl der Kavitäten |
| Maßlage | Werkzeuggebundene Maße sind genauer als Maße über die Trennebene |
| Prozess | Stabile, dokumentierte Parameter reduzieren die Streuung von Los zu Los |
| Messbedingungen | Messzeitpunkt, Temperatur und Feuchte beeinflussen das Ergebnis |
Sieben Tipps für die Zeichnung
- Funktionsmaße kennzeichnen: Eng tolerieren nur dort, wo es für Passung oder Funktion nötig ist.
- Allgemeintoleranz angeben: Verweis auf DIN 16742 mit passendem Toleranzgrad.
- Werkstoff berücksichtigen: Für teilkristalline und gefüllte Werkstoffe realistischere Toleranzen wählen.
- Maße werkzeuggebunden legen: Wichtige Maße möglichst in einer Werkzeughälfte anordnen.
- Gleichmäßige Wanddicken: Sie reduzieren Verzug und verbessern die Maßhaltigkeit.
- Messbedingungen festlegen: Zeitpunkt nach der Fertigung, Temperatur, ggf. Konditionierung (z. B. bei PA).
- Früh abstimmen: Kritische Maße mit dem Spritzgießer vor dem Werkzeugbau besprechen.
Praxis-Tipp: Bei sehr engen Toleranzen wird das Werkzeug häufig zunächst „auf Stahl“ ausgelegt, also mit Materialzugabe an kritischen Stellen. Nach der Erstbemusterung wird gezielt nachgearbeitet, bis die Maße in der Toleranzmitte liegen.
Wie Maße geprüft werden
Vor dem Serienstart werden Erstmuster vollständig vermessen und in einem Erstmusterprüfbericht dokumentiert. In der Serie werden definierte Prüfmerkmale prozessbegleitend kontrolliert. Mehr dazu auf unserer Seite Qualität & ISO 9001.
Fazit
Gute Toleranzen im Spritzguss entstehen aus dem Zusammenspiel von Konstruktion, Werkstoff, Werkzeug und Prozess. Wer früh mit dem Spritzgießer spricht, bekommt präzise Teile – ohne unnötig teure Werkzeuge.
Sie möchten Ihre Zeichnung prüfen lassen? Senden Sie uns Ihre Unterlagen – wir geben Ihnen eine ehrliche Einschätzung zur Machbarkeit.
