Guss vs. Spritzguss

Produktdesigner, die die Materialauswahl für ein Produkt oder Komponenten erwägen, müssen bei ihrer Auswahl die Herstellungsprozesse im Auge behalten. Zwei gängige Herstellungsverfahren sind Spritzgießen und Gießen. Spritzgießen ist das Verfahren, bei dem ein Material in flüssigem Zustand unter hohem Druck in eine Form eingebracht wird. Beim Gießformen dagegen wird die Schwerkraft genutzt, um das Material in die Form einzubringen. Jeder dieser Prozesse spielt eine wichtige Rolle in der Fertigung, aber es gibt Unterschiede, die bei Designentscheidungen berücksichtigt werden müssen. Unten sind einige der wichtigsten Unterschiede zwischen gegossenem Urethan und Spritzguss aufgeführt.

Materialkompatibilität

Jeder dieser Herstellungsprozesse ist für eine Reihe von Materialien optimiert. Beim Spritzgießen, das Materialien mit sehr niedrigen Viskositäten im flüssigen Zustand erfordert, werden üblicherweise auch thermoplastische Materialien wie ABS, Polypropylen, TPU und Polyethylen verwendet. Ihre niedrige Viskosität lässt das Material Form annehmen. Beim Gießformen werden am häufigsten duroplastische Materialien verwendet, die irreversibel geformt werden, wenn das Material aushärtet, wie es bei duroplastischen Polyurethanen der Fall ist.

Bedingt durch ihre Chemie weisen duroplastische und thermoplastische Elastomere große Unterschiede in den Materialeigenschaften auf. Beispielsweise haben duroplastische Polyurethane eine viel größere Auswahl an Härtegraden, eine verbesserte Abriebfestigkeit und eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Chemikalien als ihr thermoplastischer Cousin TPU. Die physikalischen Eigenschaften, die für den Betrieb des zu entwickelnden Produkts oder Bauteils erforderlich sind, helfen dabei, das richtige Material für die Anwendung und damit den geeigneten Herstellungsprozess zu bestimmen.

Werkzeug- und Herstellungskosten

Aufgrund der hohen Drücke und Temperaturunterschiede beim Spritzgießen können die Werkzeugkosten teilweise höher sein. Werkzeuge für den Spritzguss sind meist geschlossene Metallformen, die komplexe Systeme zur Temperatur- und Materialflussregelung beinhalten. Diese Formen erfordern normalerweise teure Bearbeitungs- und Endbearbeitungsschritte. Aufgrund ihrer Kosten kann es lange dauern, bis sich die Kosten für Spritzgusswerkzeuge amortisieren, die oft sehr hohe Produktionsmengen erfordern.

Beim Gussformen werden in der Regel viel einfachere Formwerkzeuge verwendet, und diese Einfachheit geht normalerweise mit viel geringeren Werkzeugkosten einher. Das Gießformen kann offene Formen, geschlossene Formen, Kompressionsformen und viele andere Arten von Formkonstruktionen verwenden. Dies bietet viel Flexibilität bei der Gestaltung des richtigen Formprozesses für ein Produkt. Daher ist Gussformen oft eine großartige Lösung für Produkte mit geringen bis hohen Stückzahlen.

Rapid Prototyping

Das schnelle und kostengünstige Prototyping von Produkten und Komponenten aus dem vorgesehenen Material kann Ihren Produktentwicklungsprozess beschleunigen; Je schneller Sie das Material in der Anwendung validieren können, desto schneller können Sie das Produkt auf den Markt bringen. Der Spritzgussprozess erfordert harte Werkzeuge für das Prototyping, was mit höheren Kosten und längeren Vorlaufzeiten einhergeht. Wenn das Material die Anforderungen der Anwendung nicht erfüllt, stehen Sie möglicherweise vor einer teuren Form, die Sie nicht verwenden können, oder es ist möglicherweise kostspielig, sie nachzurüsten. Die geringe Komplexität des Gussformens bietet die Möglichkeit, Prototypen mit weichen Formen aus verschiedenen Materialien herzustellen. Prototypformen zum Gießen können einfach und schnell hergestellt werden, was ein schnelles und iteratives Prototyping ermöglicht.

Ein Wort über RIM

Infolgedessen ermöglicht dieser Prozess Produktdesignern, mit verschiedenen Materialien, Geometrien und Merkmalen zu experimentieren. Darüber hinaus ermöglicht es Ihnen, das Formkonzept zu validieren, bevor Sie in kostspielige Werkzeuge in Produktionsqualität investieren. Reaktionsspritzguss RIM verwendet ein ähnliches Verfahren wie das Spritzgießen, indem Material unter hohem Druck in eine geschlossene Form eingebracht wird. RIM wird jedoch in Kombination mit duroplastischen Polyurethanen verwendet, wodurch die chemische Reaktion im Formhohlraum stattfinden kann. Diese Technologie ermöglicht es Produktdesignern, einen viel robusteren Materialsatz zu nutzen und gleichzeitig einige der Vorteile des Spritzgießens zu genießen. RIM wird am häufigsten für die Herstellung größerer Teile, komplizierter Geometrien oder einzigartiger Oberflächengüten verwendet, die mit einem Gießverfahren möglicherweise nur schwer zu erreichen sind.

Ziehen Sie Reaction Injection Moulding RIM in Betracht, um Ihr Produkt herzustellen? Sehen Sie sich unseren aktuellen Blog-Beitrag „5 Designtipps für ein erfolgreiches RIM-Design“ an.

Fazit

Bei der Bewertung verschiedener Herstellungsmethoden ist es wichtig, die Materialanforderungen für ein Produkt, die Werkzeug- und Produktionskosten sowie die Einpassung des Herstellungsprozesses in Ihren Produktentwicklungszyklus zu berücksichtigen. Spritzgießen und Gießen haben beide ihre eigenen Vor- und Nachteile, und das Verständnis dieser Herstellungsmethoden kann einem Produktdesigner bei Material- und Designentscheidungen helfen. Die frühzeitige Identifizierung des richtigen Herstellungsprozesses im Designprozess kann den Unterschied zwischen einer pünktlichen Markteinführung und kostspieligen Verzögerungen ausmachen.