Kunststoff-Formteile fehlerfrei entwickeln und tolerieren

Entwicklungs- und Fertigungskosten sowie Entwicklungszeiten reduzieren durch werkstoff- und spritzgießgerechtes Konstruieren von Kunststoff-Formteilen, einschließlich richtiger Anwendung von ISO 20457:2018

Zum Thema

Sie kennen sicherlich das Problem bei der Entwicklung von Kunststoff-Formteilen: Konstruktionsgrundsätze und Toleranzwerte aus dem Metall- werden in den Kunststoffbereich übertragen und somit technologisch und wirtschaftlich kaum herstellbare Formteile spezifiziert.

Spritzgegossene Kunststoff-Formteile unterscheiden sich dabei im Hinblick auf ihre Maßhaltigkeit erheblich von Bautei­len, die aus metalli­schen Werkstoffen gefertigt werden. Die Einflussfaktoren auf die Maß- und Gestaltabweichun­gen sind bei Kunststoffprodukten deutlich vielfältiger. So beeinflussen neben der Formteilgeometrie, ins­beson­dere auch der verwen­dete Werk­stoff, die Prozessparameter sowie die Werkzeugtechnologie und Werkzeugkon­struktion die Maßhaltigkeit der Formteile in entscheidender Weise.

Die Erfahrung zeigt, dass bei der Entwicklung von Kunststoff-Form­teilen mitunter elementare Konstrukti­onsre­geln, werkstofftypische Besonderhei­ten, wie zum Beispiel Maßänderungen oder Formabwei­chungen durch Schwinden, Wasseraufnahme (Quel­len) oder Temperatureinflüsse, Einflüsse der Verarbeitungs- und Fertigungs­bedingungen sowie die Werkzeugkonzeption auf die Maßhaltigkeit der Bauteile unterschätzt wer­den. Ein weiteres bekanntes Problem sind Toleranzfestlegungen (Genauigkei­ten), die wirtschaftlich oder technisch nicht reali­sierbar sind ("Angsttoleranzen") und sowohl im Werkzeugbau als auch bei der Bauteilfertigung zu über­höh­ten Kosten führen ohne jedoch die Quali­tät des Produkts nennenswert zu verbessern.

Viele Konstrukteure sind mit der optimalen Gestaltung von Kunststoff-Formteilen "überfordert". Daher werden zumeist Erfahrungen, Tolerie­rungsstra­tegien und Toleranzwerte vom Metall- in den Kunststoffbe­reich übertragen und feststehende Konstruktions- bzw. Gestaltungsregeln angewandt.

Ihr Nutzen - Sie lernen in diesem Seminar:

  • dass eine optimale Formteilentwicklung nur im Dialog mit Polymerhersteller, Werkzeugbau und Teilelieferant möglich ist. Nach dem Besuch des Seminars werden Sie mit diesen Bereichen optimal kommunizieren können,
  • die fundamentalen Zusammenhänge zwischen Werkstoffart, Verarbeitungs- und Fertigungsbedingungen sowie Werkzeugkonzeption auf die Maß- und Formabweichungen spritzgegossener Kunststoff-Formteile kennen,
  • Toleranzen für Kunststoff-Formteile funktionsgerecht, kostenbewusst sowie technologisch darstellbar zu wählen,
  • DIN 16742 detailliert zu verstehen und richtig anzuwenden sowie deren Anwendungsgrenzen und weiterführende Ansätze kennen.

Seminarziel

Ein wesentliches Ziel des Seminars ist das Aufzeigen der mitunter komplexen Zusammenhänge zwischen Formteilgestaltung, Werkstoffeigenschaften und -besonderheiten sowie Spritzgießprozess und Werkzeugtechnologie auf die Maßhaltigkeit von Spritzgussteilen, damit die funktionsbedingt erforderlichen Toleranzen bei kleinen als auch bei großen Stückzahlen wirtschaftlich eingehalten werden können.

Eine optimale Formteilentwicklung kann letztlich nur im Dialog mit Polymerhersteller, Werkzeugbau und Teilelie­ferant erfolgen. Daher ist es insbesondere für die Konstruktion und Entwicklung unverzichtbar, die grundlegenden Ein­flüsse von Formteilgestalt, Werkstoffeinfluss, Prozessparameter sowie Werkzeugkon­zeption und -konstruktion auf die Maßhaltigkeit zu kennen und zu verstehen, um "auf Augenhöhe" mit den anderen Bereichen kommunizieren zu können.

Nur durch ein ganzheitliches Verständnis dieser Zusammenhänge ist es möglich, dass die funktionsbedingt erforderlichen Toleranzen nicht nur bei kleinen, sondern auch bei großen Stückzahlen prozesssicher und wirtschaftlich eingehalten werden können.

Ein weiterer Schwerpunkt des Seminars soll Ihnen die Anwendung aber auch die Grenzen der neuen Allgemeintoleranznorm ISO 20457:2018 (Nachfolgenorm von DIN 16742:2013) aufzeigen.

Mit diesem Seminar wollen wir Ihnen weder die "Lehrbuchtheorie" noch feststehende Konstruktionsregeln vermitteln, sondern die wesentlichsten, die Toleranz beeinflussenden Zusammenhänge bei Spritzgussteilen aufzeigen.

Die im Seminar vermittelten Inhalte können unmittelbar in die Praxis umgesetzt werden, da wir sie an teilweise selbst entwickelten, gefertigten und geprüften Spritzgussteilen veranschaulichen. Nach dem Besuch des Seminars werden Sie in der Lage sein, sowohl das Design, als auch die Toleranzen und deren Spezifikation einer kritischen Betrachtung zu unterziehen und ggf. zu optimieren. "Echte" Praxisbeispiele runden das Seminar ab.

Seminarinhalte

  • Polymere verstehen
    - Werkstoffkundliche Grundlagen
    - Typische Eigenschaften wichtiger Kunststoffsorten
    - Kunststoffsorten, Art und Menge von Füll- und Verstärkungsstoffen, Einfärbung

  • Spritzgießprozess verstehen
    - Grundlagenwissen zum Spritzgießprozess
    - Spritzgusstechnologie und Sonderverfahren

  • Werkzeugtechnologie verstehen
    - Grundlagenwissen zu Spritzgießwerkzeugen
    - Einfluss von Werkzeugkonzeption und Werkzeugkonstruktion auf Maß- und Formabweichungen

  • Einfluss der Prozessparameter auf Teilequalität sowie Maß- und Formabweichungen
    - Einspritzdruck, Nachdruck und Temperaturen
    - Feuchtigkeitseinflüsse von Kunststoffgranulat

  • Merkmalsbezogene Spritzteilgestaltung

  • Werkstoff-, fertigungs- und belastungsgerechte Spritzteilgestaltung
    - Die wesentlichen Regeln zur spritzgießgerechten Bauteilgestaltung
    - Anforderungsgerechte Werkstoffauswahl

  • Fehler und Schwachstellen der Spitzteilgestaltung
    - Übersicht typischer Verarbeitungsfehler sowie die Ursachen und Auswirkungen kennen
    - Fehler richtig interpretieren und konstruktiv sinnvolle Abhilfemaßnahmen ergreifen
    - Werkstoffabhängige Einflussfaktoren auf Maß- und Formabweichungen von Kunststoff-Spritzgussteilen

  • Allgemeintoleranzen für Kunststoff-Formteile nach neuer ISO 20457:2018
    - Aufbau, Anwendung und Inhalte der Norm
    - Anwendungsbeispiele
    - Auswirkungen von ISO 20457:2018 in der Praxis
    - Anwendungsgrenzen und weiterführende Ansätze

  • Kunststoff-Formteile funktions- und kostenbewusst tolerieren
    - Zeichnungsangaben für Formteile nach ISO 10135:2009
    - Tolerierungsregeln für nicht formstabile Teile (ISO 10579)

  • Teilnehmerfragen, Abschlussdiskussion