Schwindung und Verzug beim Spritzgießen – Leitfaden 2026

Einführung: Schwindung und Verzug beim Spritzgießen

Schwindung und Verzug entscheiden darüber, ob ein Formteil innerhalb der Toleranz bleibt oder zu Ausschuss wird. Gleichmäßige Schwindung lässt sich meist über Kavitätskorrekturen kompensieren, Verzug dagegen entsteht aus ungleichmäßiger Schwindung in Geometrie, Faserorientierung oder Kühlung.

Mechanismus der Kunststoffschwindung

Schwindung ist die Volumenabnahme der Schmelze beim Abkühlen. Bei teilkristallinen Werkstoffen kommt zusätzlich Kristallisationsschwindung hinzu, weshalb PP, PA oder POM deutlich stärker reagieren als ABS oder PC.

Arten der Schwindung

Thermische Schwindung tritt in allen Thermoplasten auf. Kristallisationsschwindung betrifft vor allem teilkristalline Materialien, und differenzielle Schwindung beschreibt die zonalen oder richtungsabhängigen Unterschiede, aus denen Verzug entsteht.

Tabelle typischer Schwindungswerte

Die folgenden Werte sind Startwerte für Konstruktion und Werkzeugbemusterung. Die reale Schwindung hängt immer von Werkzeugtemperatur, Nachdruck, Wanddicke und dem Zeitpunkt der Messung ab.

Material	Typical range	Note
ABS	0.4-0.7%	amorphous / stable
PC	0.5-0.7%	good dimensional repeatability
PP	1.5-2.5%	semi-crystalline / high sensitivity
PA66	1.0-2.0%	affected by conditioning
POM	1.8-2.2%	needs solid mold compensation

Einfluss der Prozessparameter

Höhere Werkzeugtemperaturen und zu geringer Nachdruck erhöhen die Schwindung in vielen Anwendungen. Ein stabiler Druckverlauf und eine gleichmäßige Kühlung reduzieren Dichteschwankungen im Bauteil.

Verzug: Mechanismus und Ursachen

Verzug entsteht, wenn einzelne Bereiche des Teils unterschiedlich stark schrumpfen. Nach dem Entformen bauen sich die inneren Spannungen ab, wodurch sich das Bauteil biegt, schüsselt oder verdreht.

Einflussfaktoren für den Verzug

Häufige Ursachen sind ungleichmäßige Wanddicken, asymmetrische Anschnitte, schlechte Entlüftung, unbalancierte Kühlung, frühes Entformen und eine ausgeprägte Faserorientierung.

Werkzeugauslegung zur Schwindungskontrolle

Eine gute Werkzeugauslegung kombiniert ausgeglichene Fließwege, realistische Schwindungszugaben und eine symmetrische Temperierung. Kritische Bereiche müssen durch die Anschnittlage noch wirksam gepackt werden können.

Kühlsystem gegen Verzug

Das Kühlsystem ist oft der stärkste Hebel gegen Verzug. Konturnahe Kühlung, ausreichend Durchfluss und geringe Temperaturdifferenzen zwischen Ein- und Austritt helfen, lokale Hotspots zu vermeiden.

Nachdruck und Angussverschluss

Nachdruck wirkt nur so lange, wie der Anguss noch offen ist. Friert der Anguss früh ein oder ist das Druckniveau zu niedrig, sinken Formteilmasse und Maßhaltigkeit.

Schwindungsberechnung

Ein einfacher Startansatz lautet: Kavitätsmaß = Sollmaß × (1 + Schwindung). Bei 100 mm Sollmaß und 1,5 % Schwindung ergibt sich ein Werkzeugmaß von 101,5 mm.

Tool size = Nominal size × (1 + shrinkage)

Messmethoden und Qualitätskontrolle

Gemessen werden sollte erst nach definierter Konditionierung, weil viele Werkstoffe nach dem Entformen weiter nachschrumpfen. Feste Messpunkte, gleiche Messkräfte und eine saubere Dokumentation sind Pflicht.

Tabelle zur Fehleranalyse

Wenn Teile generell zu klein sind, fehlen meist Nachdruck oder Werkzeugzugabe. Wenn sich Teile verziehen, liegt die Ursache häufiger in ungleichmäßiger Kühlung, Wanddickenunterschieden oder einer ungünstigen Anschnittposition.

Symptom	Wahrscheinliche Ursache	Empfohlene Maßnahme
Teil zu klein	zu wenig Nachdruck oder zu kleine Kavitätszugabe	Nachdruck erhöhen und Schwindungszuschlag prüfen
Lokaler Verzug	ungleiche Kühlung	Temperierung ausgleichen und Kühlkreise prüfen
Verdrehung nach Entformung	asymmetrische Geometrie oder Anschnittlage	Anschnitt und Wanddickenverlauf überprüfen

CAE-Simulation zur Vorhersage

CAE-Tools koppeln Füllung, Nachdruck, Kühlung und Verzugsvorhersage. Sie ersetzen die Bemusterung nicht, reduzieren aber Werkzeugkorrekturen und machen kritische Bereiche früh sichtbar.

Software	Anbieter	Stärken	Typischer Einsatz
Autodesk Moldflow	Autodesk, USA	Große Materialdatenbank (>10.000 Werkstoffe), Integration mit SolidWorks/NX, gute Verzugsvorhersage	Serienproduktion, Prototyping, Optimierung von Anschnitt und Angusssystem
Sigmasoft	Sigma Engineering, Deutschland	Vollständige 3D-Mehrzyklus-Thermalsimulation, berücksichtigt Werkzeugtemperaturhistorie, hohe Genauigkeit	Technische Teile, Elektronikgehäuse, hochpräzise Automobilkomponenten
Moldex3D	CoreTech System, Taiwan	Schnelle Berechnung, starke Schwindungssimulation für teilkristalline Polymere	Asiatische Hersteller, elektrische Spritzgießmaschinen, leichte PP/PA-Teile

Tederic-Maschinen für Maßhaltigkeit

Tederic-Maschinen unterstützen die Maßhaltigkeit durch reproduzierbare Umschaltung, stabile Druckprofile und präzise Temperaturführung. Diese Prozessstabilität ist besonders bei engen Toleranzen entscheidend.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie hoch ist die typische Schwindung von PP, ABS und PC?

Die Schwindung hängt von Werkstoff und Verarbeitungsbedingungen ab: PP (Polypropylen) schwindet um 1,5–2,2 % (Norm ISO 294-4:2018) – einer der höchsten Werte unter Standardthermoplasten. ABS zeigt aufgrund seiner amorphen Struktur eine geringe Schwindung von 0,4–0,8 %. PC (Polycarbonat) schwindet um 0,5–0,8 %. Überprüfen Sie stets das Technische Datenblatt (TDS) des jeweiligen Materials, da die Schwindung stark von Wanddicke, Werkzeugtemperatur und Nachdruck abhängt.

Warum verzieht sich ein Spritzgussbauteil?

Verzug entsteht durch differentielle Schwindung – verschiedene Zonen des Bauteils schrumpfen unterschiedlich stark und erzeugen innere Spannungen. Hauptursachen: (1) Ungleichmäßige Kühlung – Temperaturunterschied >10°C zwischen fester und beweglicher Werkzeughälfte; (2) Ungleichmäßige Wanddicke – dünne Bereiche erstarren schneller als dicke; (3) Zu kurze Nachdruckzeit – unzureichende Kompensation der Volumenschwindung; (4) Materialanisotropie – besonders bei PP und glasfaserverstärkten Polymeren. Tederic NE1-Maschinen mit einer Nachdruckgenauigkeit von ±1 MPa minimieren Prozessschwankungen.

Wie messe ich die Schwindung gemäß ISO 294?

Die Schwindungsmessung erfolgt nach ISO 294-4:2018 an genormten Prüfplatten (60×60×2 mm oder 150×150×3 mm) unter definierten Bedingungen: Werkzeugtemperatur gemäß TDS, Einspritzdruck 100 MPa, Nachdruckzeit aus 95 % der Schussgewichtsplateau-Methode. Messung nach 24 h Konditionierung bei 23°C/50 % rF. Fließ- und Querrichtung werden getrennt angegeben – bei faserverstärkten Werkstoffen beträgt der Unterschied typisch 0,5–1,5 %.

Wie hoch ist der Nachdruck für PP und wie berechnet man ihn?

Der Nachdruck für PP beträgt typischerweise 40–70 % des Einspritzdrucks, was ca. 50–100 MPa in der Kavität entspricht. Startpunkt: Nachdruck = 0,5–0,7 × Einspritzdruck. Die Nachdruckzeit ermittelt man per Gate-Freeze-Analyse: Probeschüsse mit schrittweise steigender Nachdruckzeit (0,5-s-Schritte), bis das Schussgewicht ein Plateau erreicht. Tederic NE-Maschinen mit Servoventilen ermöglichen mehrstufige Nachdruckprofile, die für die Schwindungskontrolle bei dünnwandigen Teilen entscheidend sind.

Wann lohnt sich eine CAE-Simulation für Schwindung und Verzug?

CAE-Simulation (Moldflow, Sigmasoft, Moldex3D) ist wirtschaftlich sinnvoll, wenn: (1) Das Bauteil eine komplexe Geometrie oder ungleichmäßige Wanddicke aufweist (Verhältnis >2:1); (2) Maßanforderungen eng sind (Toleranzen <0,2 mm); (3) Das Material verzugsempfindlich ist (PA/GF, POM, verstärktes PP); (4) Das Werkzeug teuer ist (>50.000 €) und Änderungen kostspielig wären. Die Simulationskosten (typisch 2.000–10.000 €) sind stets geringer als eine Werkzeugkorrektur (>10.000 €). Kunden mit Tederic-Maschinen mit Euromap/OPC-UA-Integration können Prozessdaten direkt in CAE-Tools exportieren.

Zusammenfassung

Schwindung ist unvermeidbar, Verzug jedoch beherrschbar. Wer Materialdaten, Werkzeugauslegung, Kühlung und Nachdruck als gemeinsames System betrachtet, erreicht schneller ein stabiles Maßbild.