Einfallstellen (englisch: sink marks) gehören zu den hartnäckigsten Qualitätsproblemen im Spritzguss. Sie zeigen sich als lokale Einsenkungen auf der Formteiloberfläche — sichtbar als Vertiefungen, die besonders bei glänzenden Oberflächen und unter Streiflicht auffallen. Während viele Einfallstellen durch Prozessoptimierung reduziert werden können, gibt es Fälle, in denen das Werkzeug selbst die Ursache ist. In diesem Artikel analysieren wir die werkzeugseitigen Ursachen, zeigen Diagnosemethoden und stellen professionelle Lösungen vor.
Wie entstehen Einfallstellen?
Einfallstellen entstehen durch ungleichmäßige Schwindung während der Abkühlung des Formteils. Wenn ein Bereich des Teils dicker ist als seine Umgebung — etwa gegenüber einer Rippe, einem Dom oder einer Schraubaufnahme — kühlt dieser Bereich langsamer ab. Die äußere Schicht erstarrt zuerst und bildet eine Haut, während das Material im Inneren noch flüssig ist und schwindet. Da der Nachdruck dieses Volumendefizit nicht mehr ausgleichen kann, zieht sich die erstarrte Oberfläche nach innen — eine Einfallstelle entsteht.
Die kritische Größe ist das Verhältnis von Rippenstärke zu Wandstärke. Als Faustregel gilt: Die Rippendicke sollte maximal 50-60% der angrenzenden Wandstärke betragen. Bei einem Verhältnis über 60% sind Einfallstellen ohne zusätzliche Maßnahmen kaum zu vermeiden.
Werkzeugseitige Ursachen im Detail
1. Unzureichende oder defekte Kühlung
Die Kühlung ist der wichtigste werkzeugseitige Einflussfaktor auf Einfallstellen. Wenn die Kühlkanäle nicht optimal positioniert sind, zu weit von der Formfläche entfernt liegen oder durch Kalk und Korrosion verstopft sind, kühlt das Teil ungleichmäßig ab — und Einfallstellen werden unvermeidbar. Eine regelmäßige Kühlkanalwartung ist daher essentiell.
Diagnose: Kühlwasser-Durchflussmessung an jedem Kreislauf. Thermografie-Aufnahme des Werkzeugs während der Produktion. Vergleich der Soll- und Ist-Temperaturverteilung.
Lösung: Kühlkanäle chemisch reinigen (800-2.000 Euro). Bei Designmängeln: Zusätzliche Kühlkanäle einbringen oder konturnahe Kühlung durch Einsätze mit 3D-gedruckten Kühlkanälen (2.000-6.000 Euro).
2. Ungünstige Anschnittposition oder -größe
Der Anschnitt (Gate) ist die Verbindung zwischen Angusskanal und Kavität. Wenn der Anschnitt zu klein ist, friert er zu früh ein — der Nachdruck kann nicht mehr wirken und Einfallstellen im entfernten Bereich des Teils werden nicht kompensiert. Wenn der Anschnitt ungünstig positioniert ist, muss die Schmelze weite Wege zurücklegen und der Nachdruck kommt nicht bis zu den kritischen Stellen.
Lösung: Anschnitt vergrößern (Laserschweißen + Fräsen, 500-2.000 Euro) oder zusätzliche Anschnitte anbringen. Bei Heißkanalwerkzeugen: Düsengröße anpassen oder nadelverschlussgesteuerten Anguss einsetzen für längere Nachdruckwirkung.
3. Ungleichmäßige Wandstärkenverteilung
Wenn die Kavität nicht dem optimalen Bauteildesign entspricht — z.B. durch Materialanhäufungen, zu dicke Rippen oder ungleichmäßige Wandstärken — sind Einfallstellen konstruktionsbedingt. In vielen Fällen lässt sich das Werkzeug nachträglich anpassen, ohne das Formteil komplett umzukonstruieren.
Lösung: Rippen an der Werkzeuginnenseite dünner gestalten (Material abtragen durch CNC-Fräsen), Materialanhäufungen durch lokale Kernvertiefungen reduzieren oder Gasinjektionskanäle einbringen. Kosten: 1.500-5.000 Euro je nach Umfang.
| Ursache | Diagnose | Werkzeuglösung | Kosten |
|---|---|---|---|
| Kühlung mangelhaft | Durchflussmessung, Thermografie | Reinigung oder neue Kühlkanäle | 800-6.000 € |
| Anschnitt zu klein | Angussrest-Analyse, Simulation | Anschnitt vergrößern | 500-2.000 € |
| Wandstärke ungleich | CT-Scan des Formteils | Kavität nacharbeiten | 1.500-5.000 € |
| Entlüftung fehlt | Kurzschuss-Analyse | Entlüftungskanäle fräsen | 300-1.000 € |
Prozess vs. Werkzeug: Wo liegt die Ursache?
Bevor Sie eine Werkzeuganpassung beauftragen, sollten Sie sicherstellen, dass die Prozessparameter ausgeschöpft sind. Folgende Maßnahmen helfen, prozessbedingte Einfallstellen zu eliminieren: Nachdruck erhöhen (schrittweise, um Überpackung zu vermeiden), Nachdruckzeit verlängern bis zum Siegelpunkt, Kühlzeit verlängern, Schmelzetemperatur anpassen (kühler = weniger Schwindung, aber höherer Druck nötig).
Wenn trotz optimierter Parameter Einfallstellen bestehen bleiben, ist das Werkzeug die Ursache — und eine professionelle Analyse und Werkzeuganpassung ist der richtige Weg. Bei Geschwendtner moulds & parts GmbH & Co. KG erhalten Sie eine ehrliche Einschätzung, ob eine Werkzeugreparatur oder -modifikation sinnvoll ist. Lesen Sie auch unseren Artikel über Gratbildung im Spritzguss für ein verwandtes Qualitätsproblem.