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Eintrag vom 01.04.2026
Das Thermoplast-Schaumspritzgießen (TSG) ist kein Ersatz für den klassischen Spritzguss, sondern ein gezielt eingesetztes Sonderverfahren. Seine Stärken spielt es dort aus, wo konventionelle Prozesse bei dickwandigen, verrippten oder großflächigen Kunststoffbauteilen an physikalische und wirtschaftliche Grenzen stoßen. Durch das kontrollierte Aufschäumen der Polymerschmelze lassen sich Gewicht, Schwindung und innere Spannungen reduzieren, vorausgesetzt, Bauteil, Werkzeug und Prozess sind konsequent aufeinander abgestimmt.
Im klassischen Spritzguss werden Einfallstellen und Schwindung oft über hohen Nachdruck versucht zu kompensieren. Bei Bauteilen mit Wanddickensprüngen, massiven Rippen oder großflächigen Geometrien führt dies häufig zu:
Diese Effekte begrenzen sowohl die Bauteilqualität als auch die wirtschaftliche Skalierbarkeit in der Serie.
Beim Thermoplast-Schaumspritzgießen wird dieser Nachdruck teilweise oder vollständig durch die Expansion einer gasbeladenen Schmelze ersetzt. Das entstehende Zellgefüge im Bauteilinneren wirkt wie ein „interner Druckspeicher“ und kompensiert Volumenschwankungen während der Abkühlung. Das Ergebnis sind spannungsärmere Bauteile mit deutlich reduzierter Einfallstellenneigung.
Die Grundlage des TSG ist eine homogene, mit Gas beladene Polymerschmelze. Je nach Verfahrensvariante erfolgt die Gaszugabe:
Ziel ist stets eine einphasige Schmelze, in der das Gas vollständig gelöst ist, bevor es zur Expansion kommt.
Im Gegensatz zum kompakten Spritzguss wird die Kavität häufig bewusst nicht vollständig gefüllt. Erst nach dem Einspritzen beginnt das gelöste Gas durch Druckabfall zu expandieren und füllt das Werkzeugvolumen. Der klassische Nachdruck entfällt dabei ganz oder wird deutlich reduziert.
An der kalten Werkzeugwand erstarrt die Schmelze frühzeitig und bildet eine kompakte Randschicht. Im Bauteilkern bleibt das Material länger schmelzefähig, sodass sich dort eine feinporige Zellstruktur ausbildet. Diese Integralschaumstruktur ist charakteristisch für TSG-Bauteile und maßgeblich für deren Eigenschaften.
Physikalische Treibmittel werden als superkritische Fluide in die Schmelze dosiert. Sie ermöglichen:
Der technische Aufwand ist höher, bietet dafür aber eine hohe Bauteilkonstanz.
Chemische Treibmittel sind einfacher in bestehende Spritzgussprozesse integrierbar. Die Gasfreisetzung ist jedoch stärker abhängig von Temperaturführung, Verweilzeit und Scherung. Sie eignen sich vor allem für Anwendungen, bei denen höchste Reproduzierbarkeit der Zellstruktur nicht im Vordergrund steht.
Die Wahl des Treibmittels beeinflusst:
Eine fundierte Auswahl ist daher immer anwendungs- und bauteilspezifisch zu treffen.
Je nach Geometrie und Schäumgrad sind Material- und Gewichtsreduzierungen von 10 bis 30 % realistisch. Besonders im Leichtbau verbessert sich die Steifigkeit pro Gewichtseinheit deutlich.
Durch niedrigere Kavitätsdrücke sinkt die erforderliche Schließkraft. Dies wirkt sich positiv auf Werkzeugstandzeiten aus und ermöglicht bei großflächigen Bauteilen wirtschaftlichere Maschinenkonzepte.
TSG reduziert Einfallstellen und Verzug signifikant, ersetzt jedoch keine saubere Bauteilkonstruktion. Eine durchdachte Wandstärkenverteilung bleibt auch hier entscheidend.
Je nach Prozessführung können Schlieren oder wolkige Strömungsbilder auftreten. Für hochglänzende Sichtteile ist TSG daher nur eingeschränkt geeignet.
Mit zunehmender Schaumausprägung sinken absolute Festigkeitswerte. Die Bauteilauslegung muss dies berücksichtigen und gezielt auf funktionale Lastfälle abgestimmt werden.
TSG stellt höhere Anforderungen an:
Ohne entsprechende Erfahrung lassen sich die Vorteile des Verfahrens nicht vollständig ausschöpfen.
Besonders bei funktionalen Gehäusen und Trägerstrukturen bietet TSG eine hohe Maßhaltigkeit bei reduziertem Gewicht.
Bauteile mit Materialanhäufungen oder großen Projektionsflächen profitieren überdurchschnittlich von der inneren Schaumstruktur.
Hier stehen Gewichtsreduzierung, Reproduzierbarkeit und Serienfähigkeit im Fokus – klassische Stärken des TSG.
TSG eignet sich besonders für:
Die Wirtschaftlichkeit ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Materialeinsparung, kürzeren Zykluszeiten und reduzierten Werkzeugbelastungen – nicht allein aus dem Teilepreis.
Kronen-Hansa-Werk verbindet TSG-Know-how mit moderner Spritzgusstechnik und prozesssicherer Serienfertigung „Made in Germany“.
Durch den eigenen Werkzeugbau und die Kombination verschiedener Verfahren entstehen robuste, wirtschaftliche Lösungen aus einer Hand.
Thermoplast-Schaumspritzgießen ist kein Allzweckverfahren, sondern eine präzise Antwort auf konkrete technische Herausforderungen. Richtig eingesetzt, ermöglicht es leichtere, spannungsärmere und wirtschaftlich herstellbare Kunststoffbauteile, insbesondere in anspruchsvollen Serienanwendungen.
Thermoplast-Schaumspritzgießen ist ein Spritzgussverfahren, bei dem die Polymerschmelze mit einem Treibmittel aufgeschäumt wird. Dadurch entsteht eine Integralschaumstruktur mit kompakter Oberfläche und geschäumtem Kern.
TSG ermöglicht Gewichts- und Materialeinsparungen, reduziert Einfallstellen und Verzug und senkt die erforderlichen Schließkräfte.
Zum Einsatz kommen physikalische Treibmittel wie Stickstoff oder CO₂ sowie chemische Treibmittel in Form von Additiven.
Das Verfahren eignet sich vor allem für dickwandige, verrippte oder großflächige Bauteile im Maschinenbau, Gerätebau und der Automobilindustrie.
Aufgrund möglicher Oberflächenartefakte ist TSG für hochglänzende Sichtteile nur eingeschränkt geeignet. Für funktionale Bauteile ist es jedoch sehr gut einsetzbar.
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