Der Begriff Kavität leitet sich ab vom lateinischen cavum (Höhle). Kavität bezeichnet im Werkzeug- und Formenbau den Frei- bzw. Hohlraum zwischen dem Unter- und Oberteil des Umformwerkzeugs, in den der flüssige oder fließfähige Werkstoff (Schmelze) hineinfließt oder hineingepresst wird. Die Kavität wird auch als Formnest bezeichnet. Damit maßgenaue Formteile hergestellt werden können, ist bei der Konstruktion der Kavität der Faktor Materialschwund mit einzuberechnen. Bei der Verzugsberechnung im Rahmen der Spritzgieß-Simulation ist das Kavitätsmaß zu verwenden.
Anzahl der Kavitäten
Die Anzahl der Kavitäten im Werkzeug kann variieren.
- Eine Kavität = 1‑fach Werkzeug
- Zwei Kavitäten = 2‑fach Werkzeug
- Vier Kavitäten = 4‑fach Werkzeug
- Achte Kavitäten = 8‑fach Werkzeug
Dabei ist zu unterscheiden, ob die Kavitäten immer gleich sind oder unterschiedliche Formen haben.
Positionierung der Kavitäten im Werkzeug
Bei einem 1‑fach Werkzeug wird die Kavität meistens in der Mitte des Werkzeugs eingeplant. Der Anguss wird dabei direkt auf das Formteil platziert. Andere Platzierungen sind möglich, führen aber zu einem größeren Werkzeug.
Ab einem 2‑fach Werkzeug ist bei der Positionierung der Kavitäten wichtig, dass die Schmelze vom Anguss zu allen Hohlräumen den gleichen Weg hat. Sonst füllen sich die Kavitäten versetzt mit der Schmelze. Dadurch kann es zu Überspritzung der zu früh gefüllten Kavitäten kommen oder die zu spät gefüllten Kavitäten werden nicht vollständig ausgefüllt.
Wieso werden mehr Kavitäten in einem Werkzeug eingeplant?
Je mehr Kavitäten ein Werkzeug hat, desto mehr einzelne Teile können in einem Spritzgusszyklus hergestellt werden. Das ermöglicht eine schnelle Senkung der Kosten pro gespritztes Formteil. Auf der anderen Seite steht der größere Aufwand das Werkzeug zu konstruieren und ist zudem durch die Maschinengröße limitiert.
Schwund ist immer
Der Materialschwund muss beim Erstellen der Kavität beachtet und eingeplant werden. Um das Kunststoff passgenau in die Kavität einzubringen wird es geschmolzen. Dadurch kann sich die Schmelze leicht in jede Form einfinden. Beim Abkühlen im Zielort zieht sich das Bauteil minimal zurück, es wird somit kleiner. Dieser Prozess wird Schwindung genannt und ist bei jedem Material anders.
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