Wärmedehnung-Rechner
Bestimmen Sie die Maßänderung eines beliebigen Elements (Bauteil, Werkzeug, Einsatz) bei Temperaturänderung. Der Rechner berechnet die lineare Ausdehnung auf Basis des Ausgangsmaßes, der Temperaturänderung und des Ausdehnungskoeffizienten des Materials.
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ARGUS berücksichtigt die Wärmedehnung automatisch in allen Maßberechnungen
Die Wärmedehnung beeinflusst die Maße von Bauteil, Werkzeug und Maschine — ARGUS gleicht diese Änderungen automatisch im Kontext des gesamten Prozesses ab.
Wie berechnen wir die Wärmedehnung?
Die Wärmedehnung (thermal expansion) beschreibt die Maßänderung eines Festkörpers unter dem Einfluss einer Temperaturänderung. Im Spritzgussprozess betrifft sie sowohl das Bauteil (Schwindung nach dem Abkühlen) als auch das Werkzeug (Ausdehnung beim Erwärmen) und die Maschinenkomponenten. Die korrekte Berücksichtigung der Wärmedehnung ist entscheidend für die Maßgenauigkeit.
Der Rechner verwendet das lineare Wärmedehnungsmodell — das einfachste und in der Ingenieurpraxis am häufigsten angewandte Modell.
Lfinal = L₀ + ΔL
ΔL — Maßänderung [mm]
L₀ — Ausgangsmaß [mm]
α — Ausdehnungskoeffizient [1/K]
ΔT — Temperaturänderung [°C = K]
Die Wärmeausdehnungskoeffizienten unterscheiden sich erheblich zwischen Metallen und Kunststoffen. Stahl: 11–12×10⁻⁶/K, Aluminium: 23×10⁻⁶/K, Thermoplaste: 50–200×10⁻⁶/K. Das bedeutet, dass sich Kunststoffe bei gleicher Temperaturänderung 5–20× stärker ausdehnen als Metalle.
Ausdehnungskoeffizienten
Aluminium — 23 × 10⁻⁶/K
PP — 100–150 × 10⁻⁶/K
ABS — 70–100 × 10⁻⁶/K
PA6 — 80–100 × 10⁻⁶/K
PC — 65–70 × 10⁻⁶/K
PA6-GF30 — 20–40 × 10⁻⁶/K (in GF-Richtung)
Glasfaserverstärkte Materialien weisen eine starke Anisotropie der Ausdehnung auf — in Richtung der Faserorientierung ist der Koeffizient 3–5× niedriger als in der Querrichtung. Dies verursacht Verzug (Warpage) beim Abkühlen und muss bei der Werkzeugkonstruktion berücksichtigt werden.
Anwendungen im Spritzgussprozess
Häufigste Anwendungen der Dehnungsberechnung: Maßkompensation des Werkzeugs (Kern/Kavität), Berechnung der Spielpassungen in Schiebermechanismen bei Betriebstemperatur, Überprüfung der Passung von Formeinsätzen, Analyse thermischer Spannungen in Werkzeugkomponenten, Berechnung der Bauteilschwindung nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur.
ARGUS berücksichtigt die Wärmedehnung in allen Maßberechnungen automatisch
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