Spritzgussfehler - Identifikation, Ursachen und Lösungen 2025

Einführung - Kosten von Defekten in der Produktion

Spritzgussfehler gehören zu den größten versteckten Kosten in der kunststoffverarbeitenden Industrie. Ein typischer Produktionsbetrieb in Polen verzeichnet eine Ausschussrate von 3-8% in der Serienfertigung, was bei einem jährlichen Produktionswert von 5 Millionen PLN einen Verlust von 150.000-400.000 PLN pro Jahr bedeutet.

Das Problem endet nicht bei den Materialkosten - jedes fehlerhafte Teil bedeutet auch verschwendete Energie, Maschinenzeit, Kosten für die Qualitätskontrolle und potenzielle Reklamationen. In der Automobilindustrie, wo die Qualitätsanforderungen bei Cpk mindestens 1,67 liegen, kann selbst ein geringfügiger Anstieg der Ausschussrate den Verlust eines Auftrags im Wert von Millionen bedeuten.

Die gute Nachricht? Unternehmen, die einen systematischen Ansatz zur Qualitätskontrolle auf Tederic-Spritzgussmaschinen implementiert haben, berichten von einer Reduzierung des Ausschusses um 60-80% innerhalb von 6-12 Monaten. Laut Branchendaten machen die 6 häufigsten Defekte 91% aller Fehler aus - durch deren Eliminierung erreichen Sie eine dramatische Verbesserung der Qualität.

In diesem Leitfaden stellen wir diese 6 Defekte vor, ihre Ursachen und konkrete Lösungen mit Parametern für Tederic-Maschinen, zusammen mit einer realen Fallstudie eines polnischen Unternehmens, das den Ausschuss um 82% reduziert hat.

Flash (Grat) - 35% aller Defekte

Flash (Grat, Auslauf) ist eine dünne Materialschicht (0,01-0,5 mm), die über die Trennlinie des Werkzeugs hinausläuft. Dies ist der häufigste Defekt in der Spritzgussproduktion.

Identifikation

• Dünne Materialkante entlang der Werkzeugtrennlinie oder Auswerfer
• Kann durchgehend oder lokal auftreten
• Scharfe Kanten können Verletzungsgefahr darstellen

Hauptursachen

1. Unzureichende Schließkraft

Wenn der Einspritzdruck im Verhältnis zur Schließkraft zu hoch ist, öffnen sich die Werkzeugplatten während der Einspritzung.

Test: Erforderliche Kraft [T] = Projizierte Fläche [cm²] × Einspritzdruck [bar] / 100

2. Werkzeugverschleiß

Mechanischer Verschleiß der Kontaktflächen nach 300k-1M Zyklen oder Dellen durch Verunreinigungen.

3. Zu hoher Einspritzdruck/-geschwindigkeit

Übermäßiger Druck drückt Material durch mikroskopische Spalten.

Tederic-Lösungen

Schritt 1: Schließkraft erhöhen

• Um 10-20% erhöhen (z.B. von 80% auf 95% der maximalen Kraft)
• Achtung: Nicht über 100% - Risiko von Werkzeugschäden

Schritt 2: Einspritzdruck/-geschwindigkeit reduzieren

• Einspritzdruck: Um 10-15% reduzieren (z.B. von 1200 bar → 1050 bar)
• Einspritzgeschwindigkeit: Um 15-20% reduzieren (z.B. von 120 mm/s → 95 mm/s)

Schritt 3: Materialviskosität erhöhen

• Zylindertemperatur um 10-15°C senken
• Düsentemperatur um 5-10°C senken

Schritt 4: Werkzeugwartung

• Gründliche Reinigung der Trennlinie
• Inspektion der Oberflächen auf Dellen
• Bei starkem Verschleiß: Werkzeugüberholung (Schleifen)

Kurzschüsse - 18% aller Defekte

Short Shot (Kurzschuss) ist ein unvollständiges Füllen des Werkzeugnests - das Teil ist unvollständig, es fehlen Geometriefragmente.

Identifikation

• Unvollständiges Teil - fehlende Abschnitte, meist am weitesten vom Anspritzpunkt entfernt
• Unvollständige Rippen, Montagezapfen, dünne Wände
• Teil nicht verwendbar

Hauptursachen

1. Zu kleine Materialdosis - die Spritzgussmaschine plastifiziert nicht genug.

2. Zu niedrige Temperatur - Material erstarrt vor dem vollständigen Füllen des Nests.

3. Zu niedrige Geschwindigkeit/Druck - Material erreicht das Ende des Werkzeugs nicht.

4. Verstopfte Düse - Verkohlungen oder erstarrtes Material.

Tederic-Lösungen

Schritt 1: Dosiergröße erhöhen

• Um 5-10% erhöhen (z.B. von 45mm → 48mm Schneckenposition)
• Regel: Dosiergröße sollte 40-80% der Schneckenkapazität betragen

Schritt 2: Materialtemperatur erhöhen

• Zylinderzonen: +10-20°C alle Zonen
• Düse: +10-15°C
• Beispiel für PP: von 200-210-220-230°C → 210-220-230-240°C

Schritt 3: Geschwindigkeit und Druck erhöhen

• Einspritzgeschwindigkeit: +15-25% (z.B. 80 mm/s → 100 mm/s)
• Einspritzdruck: +10-20% (z.B. 900 bar → 1050 bar)

Schritt 4: Düsenreinigung

• Spritzgussmaschine mit Reinigungsmaterial spülen
• Ansammlungen von erstarrtem Material aus der Düse entfernen

Verzug - 12% aller Defekte

Verzug (Warpage, Verformung) ist ein Defekt, bei dem sich das Teil nach der Entnahme aus dem Werkzeug verbiegt, krümmt oder verdreht. Einer der schwierigsten zu eliminierenden Defekte.

Identifikation

• Gekrümmte Oberflächen, wo sie flach sein sollten
• Ebenheitstest: Teil auf dem Tisch - berühren alle Punkte?
• Automotive erfordert typischerweise <2mm Verzug für große Teile

Hauptursachen

Mechanismus: Verzug resultiert aus ungleichmäßiger Materialschrumpfung während der Abkühlung.

1. Ungleichmäßige Kühlung - eine Seite kühlt schneller ab → unterschiedliche Schrumpfung → Verbiegung

2. Innere Spannungen - zu hoher Nachdruck "friert" Spannungen ein

3. Molekulare Orientierung - Moleküle orientieren sich in Fließrichtung → anisotropische Schrumpfung

Tederic-Lösungen

Strategie 1: Kühloptimierung

• Werkzeugtemperatur: Um 10-20°C erhöhen (langsamere, gleichmäßigere Abkühlung)
• Beispiel PP: von 40°C → 55°C
• Kühlzeit: Um 20-30% verlängern (vollständigere Kristallisation ermöglichen)

Strategie 2: Nachdruckreduktion

• Holding pressure: Um 15-25% reduzieren (z.B. von 750 bar → 600 bar)
• Reduziert innere Spannungen
• Kompromiss: Vorsicht bei Einfallstellen

Strategie 3: Materialtemperaturkontrolle

• Gradienten zwischen Zylinderzonen reduzieren
• Statt 200-210-220-230°C → 215-215-220-220°C (flacheres Profil)

Hinweis: Verzug erfordert oft einen Kompromiss zwischen Parametern. Verwenden Sie DOE (Design of Experiments), um optimale Einstellungen zu finden.

Sink Marks (Einfallstellen) - 25% aller Defekte

Sink Marks (Einfallstellen, Einziehungen) sind lokale Vertiefungen auf der Teiloberfläche, meist in Bereichen mit dicken Querschnitten oder bei Rippen.

Identifikation

• Flache Vertiefungen (0,1-2mm) auf der Außenfläche
• Lage: gegenüber dicken Abschnitten, Montagezapfen, Rippen
• Bei Class-A-Teilen: inakzeptabler Defekt

Hauptursachen

Mechanismus: Wenn sich ein dicker Teilabschnitt im Inneren zusammenzieht, wird die erstarrte Außenschicht "nach innen gesaugt" → Sink Mark.

Risikofaktoren:

• Große Wanddicke (>3mm für PP, >4mm für PA)
• Ungleichmäßige Wanddicke
• Rippen dicker als 60% der nominalen Wanddicke
• Unzureichender Nachdruck

Tederic-Lösungen

Schritt 1: Nachdruck und -zeit erhöhen

• Holding pressure: Um 15-30% erhöhen (z.B. 500 → 650 bar)
• Holding time: Um 3-8 Sekunden verlängern
• Nachdruck fortsetzen bis zum Einfrieren des Anspritzpunkts

Schritt 2: Shot Size erhöhen

• Mehr Material für die Nachdruckphase verfügbar
• Um 3-7% erhöhen

Schritt 3: Werkzeugtemperatur senken

• Schnellere Erstarrung der Außenschicht → bessere Stützung
• Um 5-15°C senken
• Kompromiss: Kann Verzugsrisiko erhöhen

⚠️ Hinweis: Sink Marks und Warpage haben entgegengesetzte Lösungen. Finden Sie Kompromisseinstellungen - Priorität hängt von der Anwendung ab (Class-A-Oberflächen vs. präzise Passteile).

Burn Marks (Materialverbrennungen)

Burn Marks (Verbrennungen, schwarze Flecken) sind dunkle Verfärbungen oder verkohlte Bereiche, die aus lokaler Überhitzung des Materials resultieren.

Identifikation

• Dunkle Flecken (braun, schwarz), meist in den letzten Füllbereichen
• Charakteristischer Geruch nach Verbrennung
• Material kann spröde, geschwächt sein

Hauptursachen

Diesel-Effekt: Eingeschlossene Luft im Werkzeug komprimiert sich während der Einspritzung, Temperatur steigt auf 400-600°C und entzündet das Material.

Zusätzliche Ursachen: Übermäßige Zylindertemperatur, zu lange Verweilzeit, Scherwärme bei hohen Geschwindigkeiten.

Tederic-Lösungen

Schritt 1: Entlüftung verbessern (Werkzeugmodifikation)

• Effektivste Lösung
• Entlüftungsschlitze 0,02-0,05mm an der Trennlinie hinzufügen
• Vorübergehende Lösung: Schließkraft leicht reduzieren (Gratrisiko!)

Schritt 2: Einspritzgeschwindigkeit reduzieren

• Langsamere Einspritzung → geringere Luftkompression
• Um 20-40% reduzieren
• Besonders in der Endfüllphase

Schritt 3: Temperaturen senken

• Zylindertemperatur: -10-20°C
• Niedrigere Temperatur = weniger anfällig für Degradation

Schritt 4: Materialhandhabung

• Material richtig trocknen (Feuchtigkeit → Dämpfe → Burn Marks)
• PA, PET, PC: Trocknung 80-100°C, 4-6h
• Recyclat auf max. 20-30% begrenzen

Weld Lines (Bindenähte) - 8% aller Defekte

Weld Lines (Bindenähte, Schweißnähte) sind sichtbare Linien, die entstehen, wo zwei Fließfronten des Materials aufeinandertreffen und verschmelzen.

Identifikation

• Dünne Linie auf der Teiloberfläche (0,01-0,1mm)
• Lage: unterhalb von Bohrungen, hinter Säulen, bei mehreren Anspritzpunkten
• Bei transparenten Materialien: sehr sichtbar
• Festigkeit der Bindenaht: typischerweise 60-90% der ursprünglichen Festigkeit

Hauptursachen

Mechanismus: Zwei Fronten treffen bei niedriger Temperatur aufeinander → schwache molekulare Verbindung → sichtbare Linie, niedrige Festigkeit.

Tederic-Lösungen

Strategie 1: Materialtemperatur erhöhen

• Zylindertemperatur: +15-25°C alle Zonen
• Düsentemperatur: +10-15°C
• Werkzeugtemperatur: +10-20°C (Fronten bleiben länger heiß)

Strategie 2: Einspritzgeschwindigkeit erhöhen

• Schnellere Einspritzung → weniger Abkühlung vor Verschmelzung
• Um 20-40% erhöhen

Strategie 3: Nachdruck erhöhen

• Höherer Druck zwingt Fronten zu besserer Verschmelzung
• Um 15-25% erhöhen

Hinweis: Weld Lines lassen sich nicht immer eliminieren - Akzeptanz hängt von der Anwendung ab (Class-A-Oberflächen vs. versteckte Oberflächen vs. Strukturteile).

Diagnosematrix - schnelle Problemlösung

Die folgende Tabelle enthält Quick Fixes für die 6 häufigsten Defekte:

Defekt	Erster Versuch	Zweiter Versuch	Grundlegende Lösung
Flash	↑ Schließkraft +15%	↓ Einspritzdruck -15%	Werkzeugwartung
Short Shot	↑ Dosiergröße +10%	↑ Zylindertemperatur +15°C	Düsenreinigung, Entlüftung
Verzug	↑ Werkzeugtemperatur +15°C	↓ Holding Pressure -20%	Kühloptimierung
Sink Marks	↑ Holding Pressure +20%	↑ Holding Time +5 Sek	Design: Wanddicke reduzieren
Burn Marks	↓ Einspritzgeschwindigkeit -30%	↓ Zylindertemperatur -15°C	Entlüftungsschlitze hinzufügen
Weld Lines	↑ Schmelztemperatur +20°C	↑ Einspritzgeschwindigkeit +30%	Anspritzpunkt verlegen

Systematischer Ansatz: Testen Sie Parameter schrittweise, ändern Sie eine Variable nach der anderen, dokumentieren Sie Ergebnisse. Verwenden Sie DOE (Design of Experiments) für komplexe Fälle.

Fallstudie - Reduzierung von Ausschuss um 82%

PP-Verpackungshersteller - umfassende Optimierung

Unternehmen: Hersteller von PP-Einwegbechern, Masowien, 80 Mitarbeiter

Produktion: 200ml Becher dünnwandig, 8-fach-Werkzeug, 350k Stück/Tag

Maschine: Tederic TRX-M.260

Ausgangsproblem:

• Ausschussrate: 6,8% (23.800 fehlerhafte Becher/Tag)
• Defektmix: Kurzschüsse 38%, Verzug 29%, Flash 18%, Verbrennungen 15%
• Verlust: ~420k PLN/Jahr

6-Monats-Programm - systematischer Ansatz:

Monat 1-2: Datenerfassung, Pareto-Analyse → Kurzschüsse = Priorität #1

Monat 3: Eliminierung von Kurzschüssen

• Ursache: Dosiergröße 42% (zu niedrig)
• Lösung: Erhöht auf 55%, Temperatur +12°C
• Ergebnis: 2,6% → 0,3% (-88%) ✅

Monat 4: Reduzierung von Verzug

• Ursache: Ungleichmäßige Kühlung
• Lösung: Werkzeugtemperatur 40°C → 58°C, +8 Sek Kühlung
• Ergebnis: 2,0% → 0,6% (-70%) ✅

Monat 5: Eliminierung von Flash

• Ursache: Werkzeugverschleiß (350M Zyklen)
• Lösung: Werkzeugüberholung (Schleifen der Trennlinie)
• Ergebnis: 1,2% → 0,1% (-92%) ✅

Endergebnisse nach 6 Monaten:

• Ausschussrate: 6,8% → 1,2% ✅ (-82% Reduzierung)
• Gutteile: 326k → 346k täglich (+6% Effizienz!)
• Einsparungen: ~360k PLN/Jahr zurückgewonnen
• Investition: 45k PLN (Überholung + SPC-Software)
• ROI: 1,5 Monate ✅

ROI der Investition in Qualität

Qualität ist kein Kostencenter - es ist ein Profitcenter!

Beispiel für Einsparungsberechnung

Annahmen: 5M Teile/Jahr, Kosten 3,60 PLN/Teil (Material + Energie + Arbeit)

Szenario A: Ausschussrate 5% (aktueller Zustand - schlecht)

• Fehlerhafte Teile: 250.000/Jahr
• Verschwendete Kosten: 900.000 PLN/Jahr ❌

Szenario B: Ausschussrate 2% (Verbesserung auf Durchschnitt)

• Fehlerhafte Teile: 100.000/Jahr
• Verschwendete Kosten: 360.000 PLN/Jahr
• Einsparungen: 540.000 PLN/Jahr ✅

Szenario C: Ausschussrate 0,5% (Weltklasse)

• Fehlerhafte Teile: 25.000/Jahr
• Verschwendete Kosten: 90.000 PLN/Jahr
• Einsparungen: 810.000 PLN/Jahr ✅

Typische Investitionskosten

Prozessoptimierung: 15-25k PLN (DOE-Studien, Testmaterial)

• Erwartete Verbesserung: 30-50% Defektreduzierung
• ROI: <1 Monat

Werkzeugüberholung + Optimierung: 40-85k PLN

• Erwartete Verbesserung: 60-80% Defektreduzierung
• ROI: <2 Monate

Vollständiges SPC-System + Automatisierung: 110-215k PLN

• Erwartete Verbesserung: 70-90% Reduzierung + automatisches Tracking
• ROI: 2-4 Monate
• Zusätzliche Vorteile: Rückverfolgbarkeit, Echtzeit-Warnungen, vorausschauende Wartung

Zusammenfassung und nächste Schritte

Wichtigste Erkenntnisse

1. 6 Defekte = 91% der Probleme

Flash, Sink Marks, Short Shots, Warpage, Weld Lines, Burn Marks - durch deren Eliminierung erreichen Sie eine dramatische Verbesserung der Qualität.

2. Die meisten Defekte haben konkrete, erkennbare Ursachen

Ein systematischer Ansatz (5 Warum, Ishikawa, DOE) führt zu Lösungen. 80% können durch Anpassung der Maschinenparameter eliminiert werden.

3. Tederic-Spritzgussmaschinen ermöglichen Cpk>2,0

NEO-Serie: Wiederholgenauigkeit <0,5%, Temperaturkontrolle ±2°C. DREAM-Serie: <0,3% Wiederholgenauigkeit, ±1°C. Dies ist die Grundlage für Weltklasse-Qualität.

4. ROI der Investition in Qualität ist astronomisch

Typischerweise <3 Monate Amortisation für Prozessoptimierung, <6 Monate für Werkzeugverbesserungen. Einsparungen über Jahre hinweg.

5. Qualität = Wettbewerbsvorteil

In Automotive, Medizintechnik, Verpackung - Qualitätsanforderungen sind die Eintrittskarte. Lieferanten mit Cpk>2,0 und Ausschussraten <1% erhalten die Aufträge.

Was jetzt zu tun ist - Aktionsplan

1. Aktuellen Zustand messen

• Beginnen Sie mit der Verfolgung der Ausschussrate (auch einfaches Spreadsheet)
• Kategorisieren Sie Defekte nach Typ
• Berechnen Sie Qualitätskosten (Defekte × Kosten pro Teil)

2. Pareto-Analyse - Hauptprobleme identifizieren

• Welche 2-3 Defekte machen 70-80% der Probleme aus?
• Konzentrieren Sie Anstrengungen auf Hauptprioritäten

3. Grundursachenanalyse

• 5 Warum für jeden Hauptdefekt
• Zur Grundursache vordringen, nicht nur zu Symptomen

4. Lösungen systematisch implementieren

• Beginnen Sie mit Prozessoptimierung (Maschinenparameter) - niedrigste Kosten
• Verwenden Sie DOE - ändern Sie eine Variable nach der anderen, messen Sie Auswirkung
• Dokumentieren Sie erfolgreiche Parametersets

5. Verbesserungen verifizieren und aufrechterhalten

• Überwachen Sie Ausschussrate nach Änderungen
• Berechnen Sie Cpk (Ziel ≥1,67 für Automotive)
• Prozessparameter sperren, Bedienerschulung

6. Kontinuierliche Verbesserung

• Qualität ist eine kontinuierliche Reise, kein Ziel
• Setzen Sie zunehmend ehrgeizigere Ziele: 5% → 2% → 1% → 0,5%
• Feiern Sie Erfolge mit dem Team

Benötigen Sie Hilfe?

Das TEDESolutions-Team bietet:

• Qualitätsaudits: Vor-Ort-Bewertung, Grundursachenanalyse, Aktionsplan
• Prozessoptimierung: DOE-Studien für Tederic-Maschinen, Parameteroptimierung
• Schulungen: Bediener und Ingenieure in Problemlösung, SPC
• SPC-Implementierung: Software-Konfiguration, Dashboards, Datenintegration

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