Wandstärke im Spritzguss: Einfluss auf Kosten, Qualität & Zykluszeit

Definition

Die Wandstärke im Spritzguss ist die lokale Materialdicke eines Bauteils. Sie beeinflusst massgeblich Abkühlverhalten, Zykluszeit, Bauteilqualität, Ausschussrate sowie Werkzeug- und Teilekosten und zählt zu den wichtigsten geometrischen Designparametern.

Kurzfassung

Die Wandstärke ist einer der grössten Kostentreiber im Spritzguss. Zu dicke oder ungleichmässige Wandstärken führen zu:

• längeren Zykluszeiten

• höheren Teilekosten

• Verzug, Einfallstellen und Lunkern

• erhöhtem Ausschuss

  
  

Eine optimierte, möglichst gleichmäßige Wandstärke senkt Kosten dauerhaft.

Warum die Wandstärke so entscheidend ist

Im Spritzguss bestimmt die dickste Stelle des Bauteils die notwendige Kühlzeit. Da Kühlung oft 50–70 % der gesamten Zykluszeit ausmacht, hat die Wandstärke einen überproportionalen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit.

Jeder zusätzliche Zehntelmillimeter Wandstärke kostet Zeit – bei jedem Zyklus.

Typische Richtwerte für Wandstärken

(vereinfachte Orientierungswerte)

Materialgruppe	Empfohlene Wandstärke
PP, PE	1,0 – 3,0 mm
ABS, PS	1,2 – 3,5 mm
PA, POM	1,0 – 3,0 mm
PA-GF	1,5 – 4,0 mm

Abweichungen sind möglich, erhöhen aber Risiko und Kosten.

Einfluss der Wandstärke auf die Zykluszeit

Die Kühlzeit steigt nicht linear, sondern überproportional mit der Wandstärke. Vereinfacht gilt:

Kühlzeit ∝ (Wandstärke)²

Diese Beziehung ist eine Näherung, verdeutlicht jedoch den überproportionalen Einfluss der Wandstärke auf die Zykluszeit.

Beispiel:

• 2,0 mm Wandstärke → Referenz

• 3,0 mm Wandstärke → ca. +125 % Kühlzeit

🔗 Warum die Zykluszeit so entscheidend ist, erklären wir im Artikel „Zykluszeit im Spritzguss“.

Wandstärke und Bauteilqualität

Ungünstige Wandstärken führen zu:

• Einfallstellen (Sink Marks)

• Lunker

• Verzug

• inneren Spannungen

Besonders kritisch sind:

• plötzliche Wandstärkensprünge

• massive Bereiche ohne Entlastung

• schlecht platzierte Rippen

Parameter wie Wandstärke und Bauteilkomplexität fliessen in MoldCalc Free in die grobe Werkzeugkosten-Abschätzung ein.

Gleichmässige Wandstärken – warum sie so wichtig sind

Eine gleichmässige Wandstärke:

• sorgt für gleichmässige Abkühlung

• reduziert Spannungen

• verbessert Masshaltigkeit

• senkt Ausschuss

Rippen und Verstärkungen sind fast immer besser als massive Wandstärken.

Einfluss auf Werkzeug- und Maschinenkosten

Werkzeug

• dicke Bereiche benötigen stärkere Kühlung

• komplexere Werkzeugauslegung

• höhere Werkzeugkosten

Maschine

• längere Zykluszeiten

• höhere Maschinenkosten pro Teil

🔗 Wie Schliesskraft und Maschinenwahl zusammenhängen, erklären wir im Artikel „Schliesskraft im Spritzguss“.

Typische Fehler bei der Wandstärkenauslegung

• „Sicherheits-Wandstärken“

• massive Bereiche statt Rippen

• Wandstärkensprünge

• Wandstärke ohne Materialbezug

• späte Änderungen nach Werkzeugstart

Diese Fehler führen oft zu dauerhaft erhöhten Serienkosten.

Wie PolyProSolutions die Wandstärke berücksichtigt

Die Wandstärke fließt ein in:

• PartCalc Pro – Berechnung von Zykluszeit & Teilekosten

• MoldCalc Free – Abschätzung von Werkzeug- und Maschinenanforderungen

In Kombination mit Material, projizierter Fläche und Kavitätenanzahl ergibt sich eine realistische Kostenlogik – bereits in der frühen Phase.

Fazit

Die Wandstärke ist kein rein konstruktives Detail, sondern ein zentraler Kosten- und Qualitätshebel.

Wer sie bewusst auslegt:

• verkürzt die Zykluszeit

• senkt Teilekosten

• reduziert Ausschuss

• erhöht Prozesssicherheit