C-Muster aus Serienwerkzeugen

Zu dieser Zeit warten alle an der Entwicklung beteiligten Personen auf diese Teile. Die Versuchsabteilung braucht händeringend Testmuster zur Erprobung und Qualifizierung. Die Fertigung kann endlich Vorrichtungen und Prüfmittel abstimmen. Die Entwickler wollen sehen, ob alles funktioniert. Die Zeit drängt zum Serienstart und der Kunde auch.

C-Muster werden mit Serienwerkzeugen hergestellt

Erste C-Muster – auch „erste werkzeugfallende Teile“ genannt – sind ungeprüft und ohne Korrekturen. Es sind Spritzteile, die bei der ersten erfolgreichen Abmusterung mit der Spritzgussmaschine „aus dem Werkzeug gefallen“ sind, so wie das später in der Serienfertigung auch sein wird. Sie sind meist noch mit kleinen Fehlern und Maßabweichungen behaftet, liefern aber schon wertvolle Aussagen darüber, ob alles funktionieren und zusammenpassen könnte, wie geplant.

Letzte Korrekturen vor der Serie

Korrekturen und Abstimmungen mit anderen Teilen kommen in der C-Musterphase – nicht mehr so häufig – aber doch noch vor. Konzeptänderungen wären allerdings fatal und kritisch für den Serienstarttermin.

C-Muster durchlaufen alle für die Serie geplanten Prüfungen, sie müssen sich damit für die Serie qualifizieren. Erst wenn diese umfangreiche Qualifizierung bestanden ist, dürfen die Teile in Serie verbaut werden. Sie sind dann keine Musterteile mehr, sondern Serienteile.

Feinheiten & Reifegrade

Manche Unternehmen definieren für ihre Prozesse weitere Musterbezeichnungen. Da kann die Rede sein von D-Mustern und E-Mustern. Gemeint sind dann höhere Reifegrade, die beispielsweise komplett ausgemessen und korrigiert sind. Solche Feinheiten werden in den Unternehmen unterschiedlich gehandhabt.

Serienwerkzeuge verursachen hohe Investitionen und benötigen viel Zeit für die Herstellung. Diese Zeit bis zur Fertigstellung der Betriebsmittel macht in den Entwicklungsprozessen einen Großteil der Projektlaufzeit aus.

 

Warum müssen Spritzguss-Werkzeuge korrigiert werden?

Bei einem komplexen technischen Bauteil müssen hunderte von Maßen mit genau definierten Toleranzen eingehalten werden. Wichtige Funktionsmaße werden einzeln gekennzeichnet und mit engeren Toleranzen versehen. Für eine sichere Funktion der Spritzgussteile innerhalb der Baugruppe müssen alle Maßtoleranzen eingehalten werden.

Maßhaltigkeit ist ein wichtiges Thema bei Spritzgussteilen, denn der Fertigungsprozess „Spritzgießen“ ist grundsätzlich ungenau. Das liegt an den Eigenschaften des Materials Kunststoff. Hohe Wärmedehnung, Volumenänderung bei Feuchtigkeitsaufnahme und Formverzug führen häufig zu leicht „krummen“ Bauteilen.

Die Gestaltung von Bauteilen hat großen Einfluss auf Verzugsneigung. Ungleiche Wandstärken, Materialanhäufungen oder unzureichende Entformungsschrägen können die Verzugsneigung erhöhen. Ein Konstrukteur hat auch nicht immer die Freiheit, Teile optimal für Spritzguss zu gestalten. Aus Kostengründen wird hohe Funktionalität verlangt, also weniger Einzelteile um Montage zu sparen. Das kann dann zu sehr komplexen Teilen führen, die spritztechnisch anspruchsvoll werden.

Für den Fertigungsprozess „Spritzgießen“ lassen sich Verzug und Schwindung der Bauteile beim Abkühlen und Erstarren in der Form meist nicht exakt vorhersagen. In der Regel sind die Teile bei der ersten Abmusterung eines Werkzeugs nicht maßhaltig. Sie werden daher genau vermessen, um den tatsächlichen Verzug an relevanten Stellen zu ermitteln. Die Maßabweichungen lassen sich dann im Werkzeug korrigieren. Nach der ersten Korrektur wird erneut abgemustert, wieder vermessen und erneut korrigiert, bis alle Toleranzvorgaben eingehalten sind. Dieser Vorgang kann sehr aufwändig sein.

Bei Präzisionsteilen mit sehr engen Toleranzen sollten die Teile nach dem Spritzvorgang zunächst bei definierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Erst danach sollten sie vermessen werden, um exakte Messwerte zu erreichen.