Zykluszeit im Spritzguss: Einflussfaktoren & Kostenwirkung

Definition

Die Zykluszeit im Spritzguss ist die Zeit vom Beginn eines Spritzgiesszyklus bis zum Beginn des nächsten. Sie umfasst Einspritzen, Nachdruck, Kühlung, Werkzeugöffnen, Entformung und erneutes Schliessen.

Kurzfassung

Die Zykluszeit bestimmt, wie viele Teile pro Stunde produziert werden können. Schon kleine Änderungen (z. B. +1 Sekunde) wirken sich direkt auf:

• Teilekosten

• Maschinenkosten

• Wirtschaftlichkeit der Serie

aus. Deshalb ist die Zykluszeit ein entscheidender Hebel bei der Kostenoptimierung.

Warum die Zykluszeit so wichtig ist

Die meisten laufenden Kosten im Spritzguss entstehen pro Zeiteinheit, nicht pro Teil:

• Maschinenstundensatz

• Energie

• Personal

• Gemeinkosten

Je länger der Zyklus, desto höher die Kosten pro Teil.

Beispiel (vereinfacht):

• 30 s Zyklus → 120 Teile/Stunde

• 35 s Zyklus → ~103 Teile/Stunde

➡ −14 % Ausstoß bei +5 Sekunden Zykluszeit

Woraus setzt sich die Zykluszeit zusammen?

Typisch besteht die Zykluszeit aus:

1. Einspritzen

2. Nachdruck

3. Kühlzeit

4. Werkzeug öffnen

5. Entformen

6. Werkzeug schließen

In der Praxis macht die Kühlzeit häufig 50–70 % der gesamten Zykluszeit aus.

Die wichtigsten Einflussfaktoren auf die Zykluszeit

1) Wandstärke des Bauteils

• größter Einzelhebel

• Kühlzeit steigt überproportional mit der Wandstärke

• dicke Bereiche dominieren den gesamten Zyklus

Gleichmäßige, reduzierte Wandstärken sind der effektivste Hebel.

2) Material

Materialeigenschaften beeinflussen:

• Abkühlverhalten

• Verarbeitungstemperatur

• Kristallisation (bei teilkristallinen Kunststoffen)

Beispiele:

• PP, PE → kurze Zykluszeiten

• PA, POM → längere Kühlzeiten

• glasfaserverstärkte Materialien → oft höhere Zykluszeiten

Deshalb sollte das Material vor der Teilekostenkalkulation festgelegt werden.

3) Werkzeug & Kühlung

• Kühlkanalführung

• Abstand zur Kavität

• Temperierung

Schlecht ausgelegte Kühlung:

• verlängert die Zykluszeit dauerhaft

• lässt sich später nur teuer korrigieren

4) Entformung

• Hinterschnitte

• Schieber

• Entformungskräfte

Komplexe Entformung bedeutet:

• längere Öffnungs- und Entformungszeiten

• höhere Prozessanfälligkeit

Zusammenhang: Zykluszeit & Teilekosten

Die Teilekosten lassen sich vereinfacht so betrachten:

Teilekosten ∝ Maschinenstundensatz × Zykluszeit

Das bedeutet:

• +10 % Zykluszeit → ca. +10 % Maschinenkosten pro Teil

Die Zykluszeit wirkt linear auf die Teilekosten.

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

Zykluszeit, Kavitätenanzahl & Wirtschaftlichkeit

Mehr Kavitäten können:

• den Ausstoss pro Zyklus erhöhen

• die Teilekosten senken

Aber:

• grössere Werkzeuge

• höhere Schliesskraft

• oft längere Kühlzeiten

Die Zykluszeit pro Schuss steigt häufig mit der Kavitätenanzahl.

🔗 Wie diese Abwägung funktioniert, erklären wir im Artikel „Kavitätenanzahl im Spritzguss“.

Typische Fehler bei der Zykluszeit-Abschätzung

• unrealistisch kurze Zykluszeiten annehmen

• nur Einspritzzeit betrachten

• Kühlzeit unterschätzen

• Materialeinfluss ignorieren

• Serien- und Anfahrphase verwechseln

Diese Fehler führen oft zu zu optimistischen Teilekosten.

Wie PolyProSolutions die Zykluszeit berücksichtigt

Die Zykluszeit ist ein zentraler Parameter in:

• PartCalc Pro – Berechnung realistischer Teilekosten

• MoldCalc Free – Abschätzung von Maschinen- und Werkzeugauslegung

Durch Kombination von:

• Material

• Wandstärke

• projizierter Fläche

• Kavitätenanzahl

lassen sich realistische Kostenbereiche bereits früh abschätzen.

Fazit

Die Zykluszeit ist einer der wichtigsten Kostentreiber im Spritzguss – und einer der am häufigsten unterschätzten.

Wer sie richtig bewertet:

• kalkuliert realistische Teilekosten

• vermeidet zu optimistische Business Cases

• erkennt Optimierungspotenziale früh

• trifft bessere Entscheidungen

Auch wenn MoldCalc Free keine exakte Zykluszeit berechnet, helfen die Ergebnisse bei der frühen Bewertung der Werkzeugkosten im Kontext der Zykluszeit.