Konstruktionsrichtlinien und Werkstoffwahl

Ein gutes Werkzeug beginnt mit einem fertigungsgerechten Teil. Für Spritzgießteile gelten gleichmäßige Wanddicken, Entformungsschrägen (Richtwert oft 0,5° bis 2°, bei Narbung mehr), Radien an Innenkanten und Rippen, die deutlich dünner sind als die Wand (Richtwert etwa 50 bis 70 % je nach Kunststoff), damit keine Einfallstellen entstehen. Hinterschnitte brauchen Schieber, Schrägauswerfer oder Kernzüge und verteuern das Werkzeug. Bei Stanzteilen sollen Stege und Lochabstände zum Rand als Richtwert mindestens etwa eine Blechdicke betragen. Vorrichtungen bestimmen das Werkstück nach dem 3-2-1-Prinzip, Spannkräfte wirken gegen feste Auflagen, Späne müssen frei abfallen.

Kunststoff schwindet beim Abkühlen. Die Kavität wird deshalb um die Verarbeitungsschwindung größer gefertigt als das Teil; sie liegt je nach Kunststoff, Füllstoff und Verarbeitung meist unter etwa 2 %. Nach DIN EN ISO 294-4 bezieht sich die Schwindung auf das Werkzeugmaß, das Kavitätenmaß ist also Formteilmaß geteilt durch (1 − S); Formteilmaß mal (1 + S) ist nur eine Näherung für kleine Schwindungen. Kritische Maße legt man so an, dass nach der Abmusterung noch Stahl abgetragen werden kann. Die Schließkraft muss die Kraft aus Werkzeuginnendruck und projizierter Fläche aller Kavitäten samt Verteiler aufnehmen, sonst öffnet die Trennebene und es entsteht Grat.

Bei der Werkstoffwahl unterscheidet man nach DIN EN ISO 4957 Kaltarbeitsstähle wie 1.2379 und 1.2842 für Schneid- und Umformteile, Warmarbeitsstähle wie 1.2343 für Druckgießformen, vorvergütete Stähle wie 1.2312 für Formrahmen und Schnellarbeitsstähle wie 1.3343 für hoch belastete Stempel. Verschleißschutz bieten Härten und Anlassen, Nitrieren oder PVD-Beschichtung. Säulengestelle, Führungen, Federn und Auswerfer kauft man als Normalien zu.