Spritzgießen

Was bedeutet Spritzgießen?

Spritzgießen ist ein zyklisches Fertigungsverfahren zur Herstellung von Kunststoffbauteilen in hohen Stückzahlen. Dabei wird Kunststoffgranulat in einem beheizten Zylinder aufgeschmolzen, unter hohem Druck in eine geschlossene Form eingespritzt und nach dem Erstarren als fertiges Bauteil entnommen. Das Verfahren eignet sich für thermoplastische Kunststoffe, Duroplaste und Elastomere. Die englische Bezeichnung Injection Molding wird international verwendet.

Wie funktioniert Spritzgießen?

Der Prozess läuft in vier Phasen ab: Zunächst wird das Granulat durch eine rotierende Schnecke im Zylinder plastifiziert und homogenisiert. In der Einspritzphase presst die Schnecke die Schmelze mit Einspritzdrücken zwischen 1000 und 2500 bar in das Werkzeug. Während der Nachdruckphase wird Material nachgepresst, um Schwindung auszugleichen. Nach der Abkühlzeit öffnet sich das Werkzeug und das Bauteil wird ausgeworfen.

Die Zykluszeit setzt sich zusammen aus: Zykluszeit = Einspritzzeit + Kühlzeit + Entnahmezeit. Die Kühlzeit bestimmt meist die Taktzeit und hängt von der Wanddicke ab. Typische Zykluszeiten liegen je nach Bauteilgröße und Wanddicke zwischen 10 und 120 Sekunden.

Praxisbeispiel aus der Industrie

Ein Automobilzulieferer fertigt Gehäuse für Steuergeräte aus glasfaserverstärktem Polyamid. Das Bauteil wiegt 180 Gramm bei einer Wanddicke von 2,5 Millimetern. Bei einer Zykluszeit von 45 Sekunden produziert die Anlage 80 Teile pro Stunde. Das Werkzeug ist vierfach ausgelegt, sodass pro Zyklus vier Gehäuse entstehen. Die Schmelzetemperatur beträgt 280 Grad Celsius, die Werkzeugtemperatur 80 Grad Celsius.

Abgrenzung

Spritzgießen unterscheidet sich vom Extrudieren durch die diskontinuierliche Fertigung und geschlossene Formen. Beim Blasformen wird ein Vorformling aufgeblasen, nicht eingespritzt. Im Gegensatz zum Druckgießen für Metalle arbeitet Spritzgießen mit niedrigeren Temperaturen und Drücken. Gegenüber der Zerspanung ist Spritzgießen wirtschaftlicher ab Stückzahlen von etwa 1000 bis 5000 Teilen, abhängig von der Bauteilkomplexität, erfordert aber höhere Werkzeuginvestitionen.

Normen und Rechtsgrundlagen

Für Spritzgießmaschinen gilt die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG, ab 2027 abgelöst durch die Maschinenverordnung (EU) 2023/1230. Die DIN EN ISO 294 (Teile 1-5) regelt Prüfverfahren für Formteile aus Thermoplasten. Prozessparameter und Qualitätsmerkmale werden nach DIN EN ISO 12091 dokumentiert. Bei Lebensmittelkontakt sind die Vorgaben der Verordnung (EG) Nr. 1935/2004 zu beachten.