Eintrag vom 27.08.2026
Es gibt einen Zustand, den jeder Werkzeugbauer kennt: Das Werkzeug läuft, die Kavität füllt sauber, die Oberfläche ist einwandfrei, und trotzdem liegt eine Fügefläche zwei Zehntel außerhalb der Zeichnung. Kein Prozessfehler, kein Werkzeugmangel im klassischen Sinn, sondern Verzug. Ab diesem Punkt entscheidet sich, ob das Projekt in eine kontrollierte Korrekturschleife geht oder in eine Reihe von Versuchen, deren Ergebnis niemand vorhersagen kann.
Diese Unterscheidung wird häufig verwischt, sie ist aber die Grundlage für alles Weitere. Die Volumenschwindung ist die gleichmäßige Volumenabnahme beim Abkühlen. Sie wird über ein Schwindungsaufmaß auf die gesamte Kavität abgebildet, werkstoffbezogen und in der Regel gut beherrschbar. Verzug ist das, was übrig bleibt: die ungleichmäßige, richtungsabhängige Formabweichung. Sie entsteht, wenn Bereiche eines Bauteils unterschiedlich stark oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten schwinden. Typische Ursachen sind Temperaturdifferenzen zwischen beiden Werkzeughälften, Wanddickenunterschiede, eingefrorene Molekülorientierungen und bei glasfaserverstärkten Werkstoffen die Faserorientierung, die längs zur Fließrichtung eine deutlich geringere Schwindung erzeugt als quer dazu. Ein Schwindungsaufmaß korrigiert Maße. Eine Bombierung korrigiert Formen. Wer beides vermischt, skaliert ein Bauteil, das eigentlich entzerrt werden müsste.
Kompensierbar ist nur, was reproduzierbar ist. Bevor eine Vorhaltung abgeleitet wird, muss belegt sein, dass die Abweichung über mehrere Schüsse, mehrere Kavitäten und mehrere Chargen in gleicher Richtung und Größe auftritt. Deshalb steht am Anfang jeder Bombierung nicht die Messung, sondern die Dokumentation des Prozesspunkts: Werkzeugtemperaturen beider Hälften, Einspritzprofil, Nachdruckhöhe und -zeit, Kühlzeit, Zykluszeit, Materialcharge, Trocknungszustand. Wer eine schwankende Größe bombiert, friert einen Zufallszustand dauerhaft in den Stahl ein und verschiebt das Problem nur.
Eine Vorhaltung, auch Bombierung genannt, ist eine bewusst verzerrte Kavitätsgeometrie. Das Werkzeug bildet nicht mehr die Sollform ab, sondern eine gegenläufig verformte Geometrie, damit sich das Bauteil beim Abkühlen in die Sollform hineinverzieht. Das ist ein wirkungsvolles Verfahren und gleichzeitig eines, das Freiheitsgrade verbraucht: Die Kavität ist danach nur noch für diesen einen Prozesspunkt und dieses eine Material richtig. Vor der Vorhaltung stehen deshalb die Maßnahmen, die die Ursache angehen:
Erst wenn diese Wege ausgeschöpft sind und der verbleibende Verzug systematisch ist, wird bombiert.
Bei der industriellen Computertomographie rotiert das Bauteil zwischen Röntgenquelle und Detektor. Aus mehreren hundert bis mehreren tausend Durchstrahlungsbildern wird ein Voxelvolumen rekonstruiert, aus dem sich Oberflächendaten ableiten lassen. Der entscheidende Unterschied zu optischer und taktiler Messtechnik: Es ist keine Sichtlinie erforderlich. Rippenhinterseiten, innenliegende Kanäle, Hinterschneidungen, Domgründe und komplette montierte Baugruppen werden erfasst, ohne das Bauteil zu zerschneiden. Kunststoff ist dafür der günstige Fall, weil er röntgentechnisch gut durchstrahlbar ist.
Für eine taktile Messung muss ein Bauteil aufgespannt werden. Genau das verfälscht bei dünnwandigen, verzugsanfälligen Teilen das Ergebnis, weil die Spannvorrichtung einen Teil des Verzugs herausdrückt, den man messen möchte. Beim CT-Scan entfällt diese Krafteinleitung. Kraftfrei heißt allerdings nicht beliebig: Die Auflage muss definiert und reproduzierbar sein, und großflächige dünnwandige Teile können unter Eigengewicht durchhängen. Bei solchen Bauteilen gehört die Lagerung mit ins Messprotokoll, sonst misst die zweite Bemusterung gegen andere Randbedingungen als die erste.
Ein Scan liefert mehrere Auswertungen gleichzeitig: den Soll-Ist-Vergleich gegen das CAD-Modell, eine Wanddickenanalyse über das gesamte Volumen, den Nachweis von Lunkern und Poren im Inneren sowie Hinweise auf Bindenahtlagen. Für die Verzugsbewertung ist das besonders wertvoll, weil sich in einem Schritt klären lässt, ob eine Abweichung geometrisch oder durch einen inneren Materialfehler verursacht ist.
Die erreichbare Auflösung hängt von der Bauteilgröße ab. Je größer das Teil, desto größer der Abstand zur Quelle, desto grober die Voxelgröße. Ein handtellergroßes Bauteil lässt sich deutlich feiner auflösen als ein großflächiges Gehäuse. Metallische Einleger, Gewindebuchsen oder Kontaktelemente erzeugen Artefakte durch Strahlaufhärtung und Streuung. In der Umgebung solcher Einleger sinkt die Aussagekraft, was bei hybriden Bauteilen bei der Messplanung berücksichtigt werden muss.
Ein CT liefert zunächst Grauwerte, keine Oberfläche. Der genauigkeitskritische Schritt ist die Festlegung, bei welchem Grauwert die Materialgrenze angenommen wird. Diese Schwellwertbestimmung beeinflusst gemessene Wandstärken und Maße unmittelbar. Für eine belastbare Vorhaltungsableitung muss sie dokumentiert und über alle Messungen eines Projekts konstant gehalten werden, sonst vergleicht die zweite Bemusterung Äpfel mit Birnen.
Die Richtlinienreihe VDI/VDE 2630 bildet den Stand der Technik ab. Blatt 1.1 regelt Begriffe und Definitionen, Blatt 1.2 beschreibt die Einflussgrößen auf das Messergebnis und gibt Empfehlungen zur Qualitätssicherung dimensioneller CT-Messungen, Blatt 1.3 ist der Leitfaden zur Anwendung von DIN EN ISO 10360 auf Koordinatenmessgeräte mit CT-Sensoren. Wer CT-Daten als Grundlage für eine Werkzeugkorrektur nutzt, braucht diesen Rahmen, weil sonst die Messunsicherheit unbekannt bleibt und in die Vorhaltung einfließt.
Ein teilkristallines Bauteil ist unmittelbar nach der Entformung nicht fertig. Die Nachschwindung läuft über Stunden bis Tage weiter. Polyamid nimmt zusätzlich Feuchte aus der Umgebung auf und quillt dabei messbar, was sich bei engen Toleranzen deutlich niederschlägt. Wer ein Bauteil kurz nach dem Schuss vermisst und daraus eine Vorhaltung ableitet, kompensiert gegen einen Zustand, den das Bauteil in der Anwendung nie erreicht. Definierte Auslagerungszeit, klimatisierte Lagerung und dokumentierter Konditionierungszustand gehören deshalb genauso ins Messprotokoll wie die Prozessparameter.
Aus demselben Scan entstehen völlig unterschiedliche Abweichungsbilder, je nachdem wie das Ist-Modell auf das Soll-Modell gelegt wird. Ein Best-Fit verteilt die Abweichung gleichmäßig über das Bauteil und zeigt die Form. Eine Ausrichtung über definierte Bezugsstellen nach dem RPS- oder 3-2-1-Prinzip bildet die spätere Einbausituation ab und zeigt, was der Kunde tatsächlich merkt. Für eine Vorhaltung ist das keine Detailfrage. Die Ausrichtung bestimmt Richtung und Betrag der Korrekturvektoren. Sie muss vor dem ersten Scan festgelegt und über alle Iterationen beibehalten werden.
Der Vergleich der CT-Daten mit dem CAD-Datensatz liefert eine Farbabweichungsanalyse und ein Vektorfeld der Formabweichung. Ausgewertet wird in etablierten Umgebungen wie VGSTUDIO MAX, GOM Inspect oder PolyWorks. Vor der Ableitung steht die Interpretation. Ein gleichmäßiger Offset über das ganze Teil deutet auf ein falsch angesetztes Schwindungsaufmaß hin, nicht auf Verzug. Eine lokale Vertiefung an einer Rippenanbindung ist eine Einfallstelle und gehört über Wandstärke, Anschnitt oder Nachdruck gelöst, nicht über Materialauftrag in der Kavität. Nur die systematische, flächige Formabweichung ist ein Bombierungsfall.
Hier liegt der häufigste Irrtum zum Thema. Die naheliegende Annahme lautet: Wenn ein Bereich um 0,2 mm nach innen abweicht, wird die Kavität an dieser Stelle um 0,2 mm nach außen verzerrt. Das trifft nicht zu. Die vorverzerrte Geometrie hat eine andere Steifigkeitsverteilung als die Ausgangsgeometrie. Ein Bauteil mit veränderter Wölbung besitzt andere Flächenträgheitsmomente, kühlt anders ab und verzieht sich folglich anders als die Rechnung unterstellt. Die Wirkung einer Vorhaltung ist nicht linear zur eingebrachten Verzerrung. In der Praxis wird deshalb mit Skalierungsfaktoren gearbeitet und iterativ angenähert. Wie groß der Faktor anzusetzen ist, hängt von Geometrie, Werkstoff und Verzugsart ab und lässt sich pauschal nicht angeben. Eine simulationsgestützte Vorhaltungsberechnung verkürzt diese Annäherung, weil mehrere Verzerrungsvarianten rechnerisch bewertet werden, bevor Stahl bearbeitet wird. Sie ersetzt die messtechnische Verifikation am realen Bauteil allerdings nicht.
Die verzerrte Artikelgeometrie wird ins Werkzeugkoordinatensystem transformiert und bildet die Grundlage für die Nacharbeit oder Neufertigung der Formeinsätze. Danach folgt die zweite Bemusterung unter identischen Prozessparametern, identischer Konditionierung und identischem Ausrichtkonzept. Erst dieser zweite Datensatz zeigt, ob die Vorhaltung greift und in welchem Maß nachgesteuert werden muss. Wie die Datenkette von der Konstruktion bis in die Fertigung durchläuft, beschreibt unser Beitrag zu CAD/CAM im Werkzeugbau.
Aus einer Kavität lässt sich Material wegnehmen. Hinzufügen lässt sich keines, jedenfalls nicht ohne Auftragsschweißen oder einen neuen Einsatz. Diese Asymmetrie ist der Grund, warum die Frage nach der Bombierung nicht erst nach der Bemusterung gestellt werden sollte. Wenn bei der Werkzeugkonstruktion bekannt ist, in welche Richtung ein Verzug erwartet wird, lassen sich Formeinsätze mit entsprechendem Vorhaltestahl auslegen. Die Korrekturrichtung bleibt dann offen, und aus einem Einsatzneubau wird eine Nacharbeit von wenigen Stunden. Das setzt voraus, dass Bauteilgeometrie, Werkstoff und Verzugserwartung vor der Werkzeugkonstruktion gemeinsam bewertet wurden.
Nach einer Bombierung existieren zwei Geometrien: der Artikeldatensatz mit der Sollgeometrie und der bombierte Datensatz, der die Kavität beschreibt. Beide müssen über die gesamte Werkzeuglebensdauer eindeutig getrennt und nachvollziehbar dokumentiert bleiben. Wird diese Trennung nicht gepflegt, entsteht bei der nächsten Bauteiländerung oder beim Bau eines Folgewerkzeugs ein schwer auffindbarer Fehler, weil gegen den falschen Stand konstruiert wird. Ein durchgängiges Dokumentenmanagement mit lückenloser Änderungshistorie ist an dieser Stelle kein Verwaltungsthema, sondern Teil der technischen Absicherung.
Deutlich wirtschaftlich ist der messdatengestützte Weg bei:
Zwei weitere Anwendungsfälle werden oft übersehen. Der erste ist Reverse Engineering: Bei einem bestehenden Werkzeug ohne vollständige oder aktuelle CAD-Daten liefert der Scan die Grundlage, um überhaupt einen belastbaren Datenstand herzustellen, bevor korrigiert wird. Der zweite ist die serienbegleitende Prüfung: Wiederkehrende Scans über die Werkzeuglebensdauer zeigen Verschleiß an Trennkanten, Schiebern und Kernen, bevor er als Maßabweichung in der Serie auffällt. Nicht sinnvoll ist der Aufwand bei einfachen Geometrien mit weiten Toleranzen und bei Kleinserien, in denen eine klassische Werkzeugkorrektur nach Bemusterung schneller und günstiger zum Ziel führt. Auch das gehört zur Beratung.
Messdaten lösen kein Verzugsproblem. Sie beschreiben es. Entscheidend ist, wie schnell aus einem Abweichungsfeld eine bewertete Vorhaltung, eine Änderung im Stahl und ein verifiziertes zweites Bemusterungsergebnis wird. Sind Messung, Werkzeugkonstruktion, Werkzeugbau und Serienfertigung auf verschiedene Unternehmen verteilt, dauert eine Iteration Wochen, und die Verantwortung für das Ergebnis verteilt sich mit. Bei Kronen-Hansa liegen Entwicklung, Werkzeugkonstruktion, Werkzeugbau, Bemusterung und Serienfertigung an einem Standort. Die Korrekturschleife läuft ohne externe Schnittstelle, die Prozessparameter der Bemusterung sind dokumentiert und reproduzierbar, und die Qualitätssicherung begleitet die Verifikation. Das gilt für neue Projekte, in denen sich Vorhaltestahl und Temperierkonzept von Beginn an mitdenken lassen. Es gilt genauso für bestehende Projekte, bei denen ein anderswo gebautes Werkzeug keine maßhaltigen Teile liefert und eine strukturierte Bewertung ansteht. Sprechen Sie uns an, wenn Sie einen solchen Fall auf dem Tisch haben.
Bombierung, auch Werkzeugvorhaltung genannt, bezeichnet eine gezielt verzerrte Kavitätsgeometrie. Das Werkzeug bildet nicht die Sollform des Bauteils ab, sondern eine gegenläufig verformte Geometrie, damit sich das Bauteil beim Abkühlen in die gewünschte Sollform hineinverzieht. Eingesetzt wird das Verfahren, wenn ein systematischer Verzug übrig bleibt, nachdem Bauteilgeometrie, Anschnittlage, Temperierung und Prozessfenster ausgereizt sind.
Die Schwindungskompensation berücksichtigt die gleichmäßige Volumenabnahme beim Abkühlen und wird über ein werkstoffbezogenes Schwindungsaufmaß auf die gesamte Kavität abgebildet. Die Bombierung behandelt den ungleichmäßigen, richtungsabhängigen Verzug, der danach übrig bleibt und aus unterschiedlicher Abkühlung, Wanddickenunterschieden oder Faserorientierung entsteht. Das Schwindungsaufmaß korrigiert Maße, die Bombierung korrigiert Formen.
Für die vollständige Erfassung von Bauteilgeometrien ohne Sichtlinie und ohne Zerstörung des Bauteils. Damit werden Innenkonturen, Rippenhinterseiten, Hinterschneidungen und montierte Baugruppen messbar. Ein Datensatz liefert gleichzeitig den Soll-Ist-Vergleich gegen das CAD-Modell, eine Wanddickenanalyse über das gesamte Volumen sowie den Nachweis innerer Lunker und Poren. Für verzugsanfällige dünnwandige Teile ist zusätzlich vorteilhaft, dass keine Spannkräfte eingeleitet werden.
Die erreichbare Genauigkeit hängt vor allem von der Bauteilgröße und damit der Voxelgröße ab, außerdem von der Festlegung des Grauwertschwellwerts bei der Oberflächenbestimmung und von Artefakten, die metallische Einleger verursachen. Belastbare Aussagen setzen eine Bewertung der Messunsicherheit nach der Richtlinienreihe VDI/VDE 2630 voraus, insbesondere nach Blatt 1.2 und Blatt 1.3. Wichtig ist zudem, Schwellwert und Ausrichtkonzept über alle Messungen eines Projekts konstant zu halten.
Bombiert wird, wenn der Verzug systematisch und über mehrere Schüsse, Kavitäten und Chargen reproduzierbar ist und die Ursachen nicht mehr über Geometrie, Anschnitt, Temperierung oder Prozessfenster beherrschbar sind. Nicht bombiert wird bei schwankenden Abweichungen, weil dann ein Zufallszustand im Stahl festgeschrieben wird, und nicht bei lokalen Einfallstellen, die aus Materialanhäufungen entstehen und über Wandstärke, Anschnitt oder Nachdruck gelöst werden. Bei einfachen Geometrien mit weiten Toleranzen ist die klassische Werkzeugkorrektur nach Bemusterung meist wirtschaftlicher.
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