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Schließkraft & Tonnage berechnen

Formel: F [kN] = A [cm²] × p [bar] × 0,01 × S FORMEL F [kN] = A [cm²] × p [bar] × 0,01 × S F = SchließkraftA = Projektionsflächep = Werkzeug-InnendruckS = Sicherheitsfaktor
Formel · F = Schließkraft · A = Projektionsfläche · p = Werkzeug-Innendruck · S = Sicherheitsfaktor F [kN] = A [cm²] × p [bar] × 0,01 × S Standard-Tonnage-Formel der Spritzgießtechnik. Werkzeug-Innendruck typisch 300–700 bar je Polymer/Wandstärke; Sicherheitsfaktor 1,1–1,3.

Online-Kalkulator

Hinweis: Richtwert aus Projektionsfläche und angenommenem Innendruck. Der reale Innendruck hängt von Material, Wandstärke, Fließweg und Anschnitt ab und kann erheblich abweichen. Für die finale Maschinenauswahl Füllsimulation oder Maschinenhersteller heranziehen. Angaben ohne Gewähr.

Was die Schließkraft leisten muss

Beim Einspritzen baut die Schmelze in der Kavität einen hohen Innendruck auf. Dieser Druck wirkt auf die gesamte in Schließrichtung projizierte Fläche des Formteils und drückt die beiden Werkzeughälften auseinander. Die Schließkraft der Maschine muss dieser aufdrückenden Kraft mit Reserve entgegenhalten – sonst öffnet das Werkzeug an der Trennebene einen Spalt, und es entsteht Grat (Flash).

Der Rechner oben ermittelt die dafür nötige Kraft aus drei Größen: der Projektionsfläche, dem angenommenen Werkzeug-Innendruck und einem Sicherheitsfaktor. Zu knapp ausgelegt, gratet das Teil; massiv überdimensioniert, verschenkt man Maschinenstundensatz und verlängert Trockenlaufzeiten. Ziel ist die passende Tonnage, nicht die größtmögliche.

Die Formel und der Werkzeug-Innendruck

Es gilt F [kN] = A [cm²] × p [bar] × 0,01 × S: Projektionsfläche mal spezifischem Innendruck mal Sicherheitsfaktor. Der kritische Eingabewert ist der Werkzeug-Innendruck p – er ist keine Materialkonstante, sondern ein Prozesswert. Richtwerte aus der Verarbeitungspraxis:

  • leichtfließende Standardthermoplaste (PE, PP): 300–400 bar,
  • ABS, PS: 400–500 bar,
  • technische und gefüllte Polymere (PA, PC, PA-GF): 500–700 bar und mehr.

Lange Fließwege, dünne Wände und niedrige Massetemperatur erhöhen den nötigen Druck. Der Sicherheitsfaktor (typisch 1,1–1,3) deckt Schwankungen von Charge und Prozess ab.

Rechenbeispiel

Ein ABS-Gehäuse mit 300 cm² Projektionsfläche (alle Kavitäten plus Anguss), angenommenem Innendruck 450 bar und Sicherheitsfaktor 1,25:

F = 300 × 450 × 0,01 × 1,25 = 1.688 kN ≈ 172 t.

Man wählt also mindestens eine 180-t- oder 200-t-Maschine. Zur Umrechnung: 1 metrische Tonne Schließkraft = 9,80665 kN, also t = kN ÷ 9,81; 1 US ton (short) ≈ 8,896 kN. Maschinen werden in der EU meist in kN oder t, in den USA in US ton beworben – der Rechner gibt alle drei Einheiten aus, damit Angebote vergleichbar werden.

Was die benötigte Tonnage treibt

  • Projektionsfläche: der direkte Hebel – große flache Teile brauchen viel Tonnage, tiefe schmale Teile wenig. Mehrkavitäten-Werkzeuge summieren die Flächen.
  • Wandstärke und Fließweg: dünne Wände und lange Fließwege erzwingen höheren Einspritz- und damit Innendruck – siehe Fließweg-Rechner.
  • Material: gefüllte und hochviskose Typen bauen mehr Innendruck auf als leichtfließende Commodities.
  • Anschnittlage: ein zentraler Anschnitt verkürzt den maximalen Fließweg und senkt den nötigen Druck.

Grenzen und verwandte Werkzeuge

Das Ergebnis ist ein Richtwert aus Projektionsfläche und angenommenem Innendruck; der reale Innendruck hängt von Material, Wandstärke, Fließweg und Anschnitt ab und kann erheblich abweichen. Für die finale Maschinenauswahl gehören eine Füllsimulation (Moldflow, Cadmould) oder die Auslegung des Maschinenherstellers dazu. Passend zur Auslegung sind der Schussgewicht-Rechner (Schneckenvolumen) und die Grundlagen unter Spritzguss-Verfahren.

FAQ — häufige Fragen

Wie berechne ich die Schließkraft für den Spritzguss?
Schließkraft F = Projektionsfläche A × Werkzeug-Innendruck p × Sicherheitsfaktor S. Mit A in cm² und p in bar: F[kN] = A × p × 0,01 × S. Beispiel: 200 cm² × 500 bar × 0,01 × 1,2 = 1.200 kN ≈ 122 t. Die Projektionsfläche ist die in Schließrichtung projizierte Fläche aller Kavitäten samt Anguss.
Welchen Werkzeug-Innendruck soll ich ansetzen?
Richtwerte: leichtfließende Standardthermoplaste (PE, PP) 300–400 bar, ABS/PS 400–500 bar, technische und gefüllte Polymere (PA, PC, PA-GF) 500–700 bar und mehr. Lange Fließwege, dünne Wände und niedrige Massetemperatur erhöhen den nötigen Druck. Im Zweifel höher ansetzen oder per Füllsimulation bestimmen.
Warum ein Sicherheitsfaktor?
Der Sicherheitsfaktor (typisch 1,1–1,3) deckt Schwankungen von Innendruck, Materialcharge und Prozess ab. Ist die Maschinen-Schließkraft zu knapp, drückt die Schmelze das Werkzeug auf und es entsteht Grat an der Trennebene. Lieber etwas Reserve einplanen — aber nicht massiv überdimensionieren (höhere Maschinenkosten, längere Trockenlaufzeiten).
Wie rechne ich kN in Tonnen um?
1 metrische Tonne Schließkraft = 9,80665 kN, also t = kN ÷ 9,81. 1 US ton (short) ≈ 8,896 kN. Maschinen werden in EU meist in kN oder t, in den USA in US ton beworben. Der Rechner gibt alle drei Einheiten aus.
Quellen & Methodik: Standard-Schließkraftformel (Projektionsfläche × spezifischer Werkzeug-Innendruck × Sicherheit). Innendruck-Richtwerte aus Verarbeitungspraxis.

Weiterführend: Schussgewicht berechnen · Alle Rechner & Tools · Spritzguss-Verfahren