Schraubinsert-Auszugstests mit dokumentierten Geometrien vergleichen
09.10.2026
Auszugskraftwerte für Schraubinserts sind nur aussagekräftig, wenn Testgeometrie, Einbau und Prüfablauf mitdokumentiert werden. Der Beitrag zeigt, welche Maße und Versagensbilder in ein Vergleichsprotokoll gehören und warum Ergebnisse aus unterschiedlichen Boss-Geometrien nicht einfach übertragbar sind.
Eine Auszugskraft gehört zu einer Prüfkörper-Geometrie
Ein Inserttest misst nicht „die“ Festigkeit eines Inserts. Er misst, wie sich ein bestimmter Einsatz in einem bestimmten gedruckten Körper unter einem bestimmten Lastpfad verhält. Ein brauchbarer Vergleich beginnt deshalb mit einem maßstäblichen Querschnitt und nicht mit einer einzelnen Newtonzahl. Sculpteo beschreibt beispielsweise einen Prüfkörper mit einem Insert in einem verstärkten Boss, der nahezu axial auf Zug belastet wurde; die zugehörige Ergebnistabelle nennt außerdem Bohrungsdurchmesser und -tiefe, Boss-Außendurchmesser und Mindestwandstärke. [Sculpteos Prüfbericht](https://www.sculpteo.com/en/3d-learning-hub/design-guidelines/pull-out-resistance-of-threaded-inserts-testing-and-results/) zeigt damit den Kern: Testgeometrie ist Teil des Messwerts. Dokumentiere mindestens Insert-Typ und -Länge, Bohrungsmaß und -tiefe, Bossdurchmesser, verbleibende Wandstärke, Abstand zu Kanten sowie Prüfkörperhöhe und -auflage. Ergänze Druckverfahren, Material, Orientierung und die relevanten Slicerparameter. Bei FDM muss insbesondere ersichtlich sein, wie die Schichten zum Zugvektor liegen. Ohne diese Angaben kann ein größerer Spitzenwert auf einen kräftigeren Boss statt auf ein besseres Insert zurückgehen.
Nur gleiche Geometrien direkt gegeneinanderstellen
Ein Vergleich von Kandidaten sollte dieselbe Prüfkörper-CAD-Datei, dasselbe Material und dieselbe Druckorientierung verwenden. Ändere pro Versuchsreihe möglichst nur eine Zielgröße – etwa Insertlänge oder Bossdurchmesser – und halte Einbau, Abkühlzeit, Schraube, Einspanntiefe und Zuggeschwindigkeit konstant. Das ist kein formaler Normenanspruch, sondern die praktische Konsequenz aus der bekannten Empfindlichkeit von Kunststoff-Zugwerten gegenüber Probenvorbereitung, Geschwindigkeit und Umgebung, auf die [ASTM D638](https://store.astm.org/standards/d638) ausdrücklich hinweist. Sculpteos MJF-PA12-Tabelle nennt für eine M3-Short-Konfiguration 813 N bei den dazu angegebenen Gehäusemaßen. Das ist ein nützliches Beispiel für eine vollständig an Geometrie gekoppelte Zahl – aber kein Sollwert für ein FDM-Bauteil, anderes PA12 oder einen anders dimensionierten Boss. Ergebnisse sollten daher nicht durch einen pauschalen „Materialfaktor“ umgerechnet werden. Vergleiche sie nur innerhalb eines dokumentierten Versuchsaufbaus oder wiederhole den Vergleich mit deiner eigenen Bauteilgeometrie. [Die Messreihe](https://www.sculpteo.com/en/3d-learning-hub/design-guidelines/pull-out-resistance-of-threaded-inserts-testing-and-results/) ist eine Hersteller-/Dienstleisterkampagne, keine universelle Kennwerttabelle.
Versuchsplan: Variablen, Wiederholungen, Messgrößen
Für einen kleinen, aussagekräftigen Versuchsplan bietet sich eine Referenzgeometrie plus gezielt veränderte Varianten an. Beispiel: drei Boss-Außendurchmesser bei gleicher Wandstärke-Definition; danach eine eigene Reihe mit zwei Einsetztiefen. Das ist ein vorgeschlagener Prüfplan, kein hier durchgeführter Test. Wenn mehrere Faktoren gemeinsam verändert werden, sollten die Kombinationen systematisch geplant und nicht nachträglich aus Einzelstücken zusammengesucht werden. Eine Studie zu M3-Messing-Wärmeeinsätzen in FDM-Z-PETG-Bossen variierte Schichthöhe, Boss-Außendurchmesser und Konuswinkel in 31 Auszugstests. Der Außendurchmesser war dort der einzige statistisch signifikante einzelne Modellterm; zugleich bezeichneten die Autoren das Gesamtmodell als schwach vorhersagefähig. Das spricht für eine vorsichtige Lesart: Ein statistischer Zusammenhang innerhalb eines begrenzten Parameterbereichs ist keine allgemeine Designformel. [Die Studienangaben](https://siarcongress.eu/index.php/car/2026/paper/view/833) begründen weder eine sichere Kraft für andere Materialien noch eine Rangfolge beliebiger Insertmarken. Erfasse nicht nur die maximale Auszugskraft. Notiere zusätzlich den Weg bis zum Kraftmaximum oder zum Versagen, soweit dein Prüfgerät ihn zuverlässig liefert, und fotografiere die Bruchstelle. Gib Wiederholungszahl und Streuung an. Einzelne Prüfkörper können Fehlstellen oder ungewöhnliche Einbauzustände abbilden; daraus entsteht keine robuste typische Belastbarkeit.
Versagensbild und Lastpfad richtig deuten
Der Kraftverlauf allein verrät nicht, was zuerst versagt hat. In der PETG-Studie waren Rissbildung am Bossfuß und vollständige Ablösung des Bosses die dominanten Fälle; wenn sich das Insert direkt herauszog, war der Verlauf progressiver. Diese unterschiedlichen Bilder bedeuten unterschiedliche Schwachstellen: ein Bossbruch bewertet die umgebende Bauteilgeometrie mit, während ein direktes Herausziehen stärker die Verankerung im geprüften Material abbildet. [Der Abstract der Studie](https://siarcongress.eu/index.php/car/2026/paper/view/833) nennt deshalb neben der Spitzenkraft auch Weg und Versagensart als Interpretationshilfen. Achte außerdem auf die Einspannung. Eine große Auflage kann den Bossfuß abstützen und das Bauteil lokal versteifen; eine zu nahe oder unpassende Öffnung kann umgekehrt Biegung oder Kantenrisse erzwingen. Beschreibe daher, wo der Prüfkörper aufliegt und wie die Zugstange den Insert belastet. ASTM D638 ist ein Verfahren für hantelförmige Kunststoffproben, nicht automatisch eine Geometrienorm für Inserts. Wer an D638 angelehnte Maschinen oder Zuggeschwindigkeiten nutzt, sollte daraus nicht schließen, sein Auszugstest sei deshalb D638-konform.
Was ein belastbarer Vergleich am Ende aussagt
Ein guter Bericht kann eine begrenzte, aber nützliche Frage beantworten: Welche der getesteten Geometrien hielt in diesem Material, mit diesem Druck- und Einbauprozess, unter axialer Zugbelastung mehr aus – und auf welche Weise versagte sie? Ein Ergebnis überträgt sich nicht automatisch auf Scherlast, wechselnde Belastung, Temperatur, Alterung oder häufiges Montieren. Auch ein gemessener Spitzenwert ist keine zulässige Betriebslast. Für die Konstruktion braucht es einen passenden Sicherheitsabstand und gegebenenfalls Prüfungen der tatsächlichen Baugruppe und ihrer Einsatzbedingungen. Mache die Vergleichstabelle deshalb zu einem kleinen Prüfprotokoll: eindeutige Zeichnung oder CAD-Version, Maße, Material/Prozess, Installationsparameter, Zugrichtung und Einspannung, Prüfgeschwindigkeit, Zahl der Proben, Einzelwerte, Mittelwert/Streuung, Kraft-Weg-Verlauf und Versagensfoto. Wenn zwei Werte dann auseinanderliegen, lässt sich prüfen, ob Insert, Wandvolumen, Schichtverbund oder Prüfaufbau den Unterschied erklärt. Fehlt eine dieser Angaben, ist die ehrliche Schlussfolgerung nicht „Insert A ist stärker“, sondern „diese beiden veröffentlichten Prüfsituationen sind nicht sauber vergleichbar“.