Der Hohlraum zwischen den beiden Werkzeughälften, welche mit Schmelze gefüllt werden soll, wird als Kavität bezeichnet.
Um maßhaltige Teile zu erzielen ist die Schwindung des Materials bei der Herstellung der Kavität zu berücksichtigen.
In der Spritzgusssimulation ist für die Verzugsberechnung darauf zu achten, dass das Kavitätsmaß verwendet wird.

In dickwandigen Bereichen und gegenüber von Rippen kann es zu Vertiefungen an der Formteiloberfläche kommen.
Teilweise sind diese auch nur durch einen Glanzunterschied zu erkennen.
Durch Masseanhäufungen kommt es in diesen Bereichen zu einer erhöhten volumetrischen Schwindung, die durch den Nachdruck nicht ausreichend ausgeglichen wird.
Die Oberfläche wird beim Abkühlen nach Innen gezogen und eine Einfallstelle entsteht.
Geringere Wandstärken und höherer Nachdruck im kritischen Bereich reduzieren das Risiko von Einfallstellen.

In der Kavität befindet sich Luft, welche durch die hereinströmende Schmelze verdrängt wird.
Um einer Kompression der Luft und damit einem Temperaturanstieg (Dieseleffekt) entgegen zu wirken werden Entlüftungen vorgesehen über welche die Luft aus der Kavität entweichen kann.
Entlüftungen besteht aus kleinen Spalten, die unter anderem an der Trennebene, an den Schiebern und Auswerfern eingebracht werden.
Die Höhe der Spalte richtet sich auch nach dem zum Einsatz kommenden Kunststoffmaterial. Da ein zu kleiner Spalt das Entweichen der Luft verhindert, ein zu hoher Spalt zur Gratbildung am Formteil führt.

Wenn Luft in der Kavität nicht entweichen kann, wird diese durch die Schmelze komprimiert und erhitzt sich.
Dadurch entstehen Verbrennungen (Schwarzfärbung des Kunststoffs).
Diese werden als Dieseleffekte oder Brenner bezeichnet.
Durch eine bessere Entlüftung oder langsameres Einspritzen bei niedrigeren Temperaturen kann dies meistens behoben werden.

Teile, die aus Formmassen durch spanlose Formung (z. B. durch Pressen, Preß-spritzen oder Spritzgießen) in allseitig geschlossenen Werkzeugen hergestellt worden sind" werden
laut DIN 7708, Blatt 1 als Formteile bezeichnet.
Somit ist beim Spritzgießen das Endprodukt, welches durch die Füllung des Formnests (Kavität) mit Kunststoffschmelze entsteht, ein Formteil.
Es ist zu beachten, dass ein eventuell vorhandener Kaltkanal-Anguss nicht zum Formteil zählt.

Wenn mindestens zwei Schmelzefronten aufeinander treffen entsteht eine Bindenaht.
Bindenähte stellen zum einen eine Reduktion der mechanischen Festigkeit und zum anderen einen Schönheitsfehler im Bauteil dar.
Bei geringen Schmelzefronttemperaturen wird es für die Schmelzefronten schwerer miteinander zu verschmelzen.
Je kleiner der Auftreffwinkel ist (Schmelzefronten treffen frontal aufeinander), desto kritischer die Bindenaht.
Bei fasergefüllten Materialien wird an der Bindenaht die Orientierung der Fasern der Art geändert, dass diese meist senkrecht zur Fließrichtung orientiert sind.
Um Bindenähte zu vermeiden kann entweder mit Kaskade oder mit Überlaufkavitäten gearbeitet werden.

Eine Gruppe von Kunststoffexperten hat die Firma PLEXPERT 2006 in Deutschland gegründet, um wertvolle Ressourcen einzusparen und damit einen positiven Beitrag hinsichtlich Kosten und Umwelt zu leisten.
Innerhalb der Firma gibt es zwei Hauptbereiche. Der erste konzentriert sich auf die Durchführung von Finite Elemente Berechnungen (FEM) als Dienstleistung. Darunter fallen die Analyse des Spritzgießprozesses, sowie die Durchführung von Strukturanalysen.
Basierend auf jahrzentelanger praktischer Erfahrung werden hier DFM konforme Ergebnisse in Dienstleistung für Kunden erstellt.
Der zweite Bereich umfasst die Entwicklung und Lieferung von Soft- und Hardware für die Kunststoff-Industrie. Mit neuesten Produkten liefert PLEXPERT einen wichtigen Beitrag für eine sichere Produktion und die Einsparung wertvoller Ressourcen.
Heute hat PLEXPERT Niederlassungen in Kanada, Deutschland, Thailand und China, um Kunden vor Ort schnell und effektiv zu unterstützen.
Über ein enges Netzwerk aus Experten der Kunststoffbranche in anderen Ländern werden PLEXPERT Produkte und Dienstleistungen auch dort angeboten.

In dickwandigen Bereichen und gegenüber von Rippen kann es zu "Löchern" im Inneren des Formteils kommen.
Durch Masseanhäufungen kommt es in diesen Bereichen zu einer erhöhten volumetrischen Schwindung, die durch den Nachdruck nicht ausreichend ausgeglichen wird.
Die Schmelze wird in der Abkühlphase zur Oberfläche gezogen, so dass im Inneren ein Hohlraum entsteht.
Mit Hilfe eines CT-Scans oder dem Aufschneiden eines Formteils können diese entdeckt werden.
Geringere Wandstärken und höherer Nachdruck im kritischen Bereich reduziert das Risiko auf Vakuolen.

Da Wärme physikalisch eine Schwingungsbewegung der Moleküle ist, kann eine übermäßige Schwingung die Moleküle von Kunststoffen erheblich beanspruchen.
Die Auswirkung daraus nennt man thermische Belastung.
Im schlimmsten Fall können die Moleküle zerreißen: Es kommt zum Molekül-Abbau.
Das ist eine Schädigung des Kunststoffs, die um so stärker sein wird, je höher die Temperatur ist, der er ausgesetzt ist.
Aber auch die Dauer der Temperatureinwirkung – beim Spritzgießen "Verweilzeit" genannt – spielt eine wichtige Rolle.
Ein Beispiel aus dem Alltag ist der Sonnenbrand.
Auch hier sind für die thermische Belastung die zwei Faktoren Temperatur und Verweilzeit ausschlaggebend.

Die Fließgeschwindigkeit der Schmelze variiert bei der Formfüllung über die Wandstärke.
Es entstehen Reibungskräfte zwischen den Schichten unterschiedlicher Geschwindigkeiten.
Dadurch erfährt ein gedachtes Volumenelement eine Deformation (Raute im Bild).
Die zeitabhängige Änderung des Winkels (Gamma) wird als Schergeschwindigkeit bezeichnet.
Hohe Schergeschwindigkeiten führen zu einer Schererwärmung, die molekularen Ketten werden deformiert und können brechen.
Die Qualität des Produkts sinkt.

Der Spritzgießprozess ist stark von der Temperatur abhängig.
Wenn die Schmelze in die Kavität eintritt steigt die Temperatur stark an und fällt über die Zeit ab.
Der Temperaturabfall basiert auf der gegebenen Temperierung des Werkzeugs und den gewählten Prozessparametern.
Die Temperaturverteilung von Formteil und Werkzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt zeigt die Simulation im Ergebnis "Temperatur".
Dies Ergebnis kann hilfreich sein um temperaturabhängige Aspekte des Prozesses zu evaluieren, z.B. Hot Spots.

Das heute am häufigsten zum Einsatz kommende Urformverfahren in der Kunststoffverarbeitung ist der Spritzguss.
Mit Hilfe der Spritzgießmaschine wird der Kunststoff unter Einwirkung von Wärme in einen zähflüssigen Zustand überführt.
Anschließend wird die Schmelze unter Druck in einen Hohlraum (Kavität) des Werkzeugs eingespritzt.
Die Form und Oberflächenstruktur wird durch die Geometrie der Kavität festgelegt.
Durch Abkühlen oder eine Vernetzungsreaktion (bei Elastomeren) wird das Formteil fest und kann nach dem Öffnen der beiden Werkzeughälften ausgeworfen werden.

Das Spritzgussverfahren bietet sich besonders bei großen Stückzahlen an, da in diesem Fall die Herstellkosten für das Spritzgießwerkzeug anteilig aufgeteilt werden können.
Die durch Spritzguss hergestellten Formteile können nach dem Auswerfen direkt verwendet werden.

Die Zeitspanne, die die Kunststoffschmelze von der Plastifiziereinheit bis zur Kavität eines Spritzgießwerkzeugs benötigt, wird Verweilzeit genannt.
Sie wird sowohl durch die Größe des Heißkanals im Verhältnis zum Formteil, als auch durch das Volumen des Zylinders und das Schussgewicht beeinflusst. Eine lange Verweilzeit entsteht beispielsweise, wenn ein großer Zylinder für geringe Schussgewichte verwendet wird, was zu thermischer Schädigung des Materials führen kann. Eine zu kurze Verweilzeit birgt das Risiko, dass ungleichmäßig aufgeschmolzenes oder unaufbereitetes Material in die Kavität gelangt. Eine optimale Verweilzeit ist entscheidend für die Bauteilqualität, da sie eine gleichmäßige Materialverarbeitung und eine stabile Prozessführung sicherstellt. Übermäßige Temperaturen und Scherbelastungen bei langer Verweilzeit können zu Materialabbau, Verfärbungen oder mechanischen Schwächungen führen. Die präzise Anpassung der Verweilzeit ist daher ein wichtiger Faktor für die Qualität und Langlebigkeit von Kunststoffbauteilen.

Die Reduktion des spezifischen Volumens des Formteils während des Abkühlens wird volumetrische Schwindung genannt.
Diese findet im Werkzeug zwischen Einspritzen und Auswerfen statt.
Hauptursache für die thermische Kontraktion ist die volumetrische Schwindung.
In teilkristallinen Kunststoffen kommt als Ursache zusätzlich die Kristallisation hinzu.
Große Wandstärkenunterschiede und unzureichender Nachdruck führen zu einer großen volumetrischen Schwindung.
Die Folge daraus sind hoher Verzug, Einfallstellen und Vakuolen.

Ein bildgebendes Verfahren in der Radiologie ist die Computertomographie, kurz CT.
Dabei wird das Prüfobjekt auf einen Drehteller zwischen einer Röntgenquelle und einem hochauflösenden Flächendetektor platziert. Von dem schrittweise um 360 Grad-drehenden Prüfobjekt wird für jede Winkelstellung ein 2D-Projektionsbild aufgenommen. Aus diesen Bildern berechnet eine leistungsfähige Software das Absorptionsverhalten für jeden Ort im Prüfobjekt und visualisiert dies an den einzelnen Volumenelementen (Voxel) mit Grauwerten. Jeder Grauwert repräsentiert dabei eine andere Materialdichte. Abschließens werden diese einzelnen Elemente zu einem 3D-Volumenmodell zusammengefügt.
Der CT-Scan wird in der Kunststoffbranche verwendet um die genauen Maße eines Teils zu ermitteln und somit leichter von der Soll-Geometrie abweichende Toleranzen zu erkennen.
Desweiteren ist es möglich durch das Teil zu schneiden um Defekte im Inneren (z.B. Vakuolen) zu erkennen.

Um die Schwindung zu kompensieren ist es notwendig nach 100% Formfüllung weiter Material in die Kavität zu bringen.
Die Länge der Nachdruckzeit (Grüne Linie im Zeit-Druck-Diagramm) muss so gewählt werden, dass der Siegelzeitpunkt des Anschnitts erreicht wird.
Bei einer zu geringen Nachdruckzeit steigt die Gefahr von Einfallstellen und Vakuolen.
Gleiches gilt, wenn nach Erreichen des Siegelzeitpunktes noch schmelzeflüssige Bereiche im Formteil vorhanden sind.

Im Spritzguss entstehen Verzögerungen da, wo die Schmelzefront mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf Grund von verschiedenen Fließwiderständen in der Kavität fließt. In Bereichen mit höheren Widerständen stagniert die Schmelzefront und die Geschwindigkeit verringert sich. Die Ursache können große Variationen der Wandstärke und geringe lokale Werkzeugwandtemperaturen sein.
Verzögerungen können zu Defekten wie unvollständiger Füllung, Dieseleffekt, Lufteinschluss und einer schlechten Oberflächenqualität führen.
Hinsichtlich Formteil- und Werkzeugdesign können Verzögerungen durch eine gleichmäßige Wandstärke und Kühllayout vermieden werden.
Auf der anderen Seite können höhere Schmelze- und Werkzeugwandtemperatur, sowie ein schnelleres Einspritzen die Verzögerungen während der Produktion reduzieren.

Spritzgießfehler: Werkzeughälften, welche nicht aufeinander ausgerichtet sind, weisen ungleichmäßigen Wandstärken auf und führen dadurch zu Verzögerungen.
Spritzgießfehler: An eng beieinander liegenden Linien der Füllkontur entstehen Verzögerungen.

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