Auswahl der idealen Fertigungsmethode für Kleinserienproduktion

Historisch war die Fertigung in kleinen Stückzahlen ein prohibitiv teures Unterfangen. Das Werkzeugen der langlebigen Formen, die in Massenproduktionsprozessen wie Spritzguss verwendet werden, ist teuer und kann Wochen oder Monate zu Produktionszeitplänen hinzufügen. Hersteller gleichen hohe Vorabinvestitionen mit Großaufträgen aus, was die Stückkosten senkt und höhere Gewinnmargen erzielt. Während dies die Herstellung identischer Teile in großen Mengen erleichtert, schränkt es die Fähigkeit ein, spezialisierte oder hochgradig angepasste Stücke wirtschaftlich zu fertigen.

Jedoch haben eine Reihe von Fertigungsmethoden, einschließlich Polyurethan-Gießen und CNC-Bearbeitung, die Machbarkeit erschwinglicher, kleinmaßstäblicher Produktion erhöht. Noch mehr haben jüngste Fortschritte in der additiven Fertigung es Ingenieuren ermöglicht, Teile mit komplexen Geometrien und einzigartigen Designmerkmalen ohne Formenherstellung zu erstellen, was die Kleinserienproduktion in vielerlei Hinsicht ökonomisiert.

Die Grenze, was als Kleinserienproduktion gilt, variiert branchenabhängig, wird aber allgemein als Läufe verstanden, die zwischen 50 und Zehntausenden Stück ergeben. Hochgradig angepasste Teile und Prototypen, Teile mit komplexen Geometrien und Brückenwerkzeuge sind einige Kategorien von Teilanwendungen, die typischerweise in geringeren Stückzahlen produziert werden.

Kleinserienproduktionsmethoden sind in der Regel schneller, was Unternehmen ermöglicht, ihr Produkt schnell auf den Markt zu bringen. Für Hersteller ist Effizienz oberstes Gebot, und es ist wichtig zu wissen, welcher Prozess für jedes Teil am meisten Sinn ergibt. Hier sind einige häufig für kleine Volumen verwendete Fertigungsmethoden.

Polyurethan-Gießen

Der Polyurethan-Gussprozess funktioniert, indem ein Mastermodell in eine Silikonform eingebettet wird, die dann verwendet wird, um extrem präzise Replikate des Teils herzustellen. Dies macht es zu einer tragfähigen Wahl für Teile, bei denen die Oberflächenqualität ein Anliegen ist. Diese Silikonformen können so bald in Produktion gehen, wie sie ausgehärtet sind.

Polyurethan-Gussteile erfordern minimale Nachbearbeitung und weisen Eigenschaften auf, die denen von Teilen ähneln, die durch Prozesse wie Spritzguss hergestellt werden, die für ihre Langlebigkeit bekannt sind. Im Allgemeinen sind Silikonformen nur für etwa 25 bis 50 Schüsse gut, bevor sie ausgemustert werden sollten, was den Prozess für Kleinserienproduktion kosteneffizient macht.

CNC-Bearbeitung

CNC-Bearbeitung ist ein subtraktiver Prozess, der computergesteuerte Werkzeuge verwendet, um dreidimensionale Teile durch Materialabtrag von einem massiven Werkstück zu formen. Dies ermöglicht Herstellern, wiederholbare, hochpräzise und komplexe Operationen zu programmieren, die manuell nicht oder nicht effizient durchgeführt werden können. Mit zunehmender Teilekomplexität steigt jedoch auch die Anzahl der mechanischen Operationen, was die Produktionskosten in die Höhe treibt.

Ein wesentlicher Vorteil der CNC-Bearbeitung ist, dass sie bei Fertigungsmaterialien nur wenige Einschränkungen hat. Andererseits sind bestimmte interne Merkmale durch CNC-Bearbeitung unmöglich herzustellen. In Fällen, in denen diese Merkmale notwendig sind, kann 3D-Druck eine effizientere Lösung darstellen.

Daher liegt es an Ingenieuren und Produktmanagern, ihre Sorgfaltspflicht zu erfüllen, um die geeignete Methode zur Erreichung ihrer gewünschten Ergebnisse auszuwählen. Während CNC-Bearbeitung typischerweise keine Durchlaufzeiten wie 3D-Druck und Polyurethan-Gießen bieten kann, bietet sie kürzere Lieferzeiten als Spritzguss.

Additive Fertigung

Additive Fertigung ist häufig eine großartige Wahl für Kleinserienproduktion. Additive Fertigung ermöglicht es Ihnen, Teile ohne die mit Werkzeugen verbundenen Vorabkosten zu erstellen. Teile können auch ohne Mindestbestellmengen produziert werden, was sowohl Produktions- als auch Lagerkosten spart. Hier sind einige additive Technologien, die für kleine Volumenproduktionsläufe in Betracht gezogen werden sollten.

Carbons Digital Light Synthesis (DLS)

Carbons Digital Light Synthesis™ (DLS) Technologie erstellt Teile, indem UV-Bilder in ein Reservoir mit UV-härtbarem Harz projiziert werden, während die Bauplattform ansteigt. Dies ermöglicht Herstellern, hochisotrope Teile mit überlegener Oberflächenqualität, Auflösung und mechanischen Eigenschaften zu erstellen. Es ist eine ausgezeichnete Wahl für die Herstellung kleiner Stückzahlen von Teilen mit komplexen Formen.

Selektives Lasersintern (SLS)

SLS-Technologie verwendet Laser, um pulverförmiges Material Schicht für Schicht zu schmelzen und das Teil vertikal aufzubauen. Der Prozess ist ideal für Teile, die gute Oberflächenqualität, Auflösung und Festigkeit erfordern, und kann mit einer Reihe von Basismaterialien verwendet werden.

Multi-Jet Fusion (MJF)

MJF ähnelt SLS, verwendet jedoch bewegte Druckköpfe, um Schichten aus Nylonpulvermaterial abzulagern und zu verschmelzen. MJF ergibt Teile mit konsistenten isotropen mechanischen Eigenschaften und feiner Merkmalsauflösung, von denen viele voll funktionsfähig und für den Endverbrauch geeignet sind. Der Prozess ermöglicht schnelle Produktion und ist eine ausgezeichnete Option für die Erstellung von Werkzeugen, die Festigkeit und Hitzebeständigkeit erfordern, wie Vorrichtungen und Spannvorrichtungen.

Den richtigen Produktionsprozess für Ihren Auftrag wählen

Letztendlich wird die Bestimmung der richtigen Methode für einen gegebenen Kleinserienauftrag auf einige wenige Schlüsselaspekte hinauslaufen: Teilanwendung, Material und Zeitplan. Um den besten Kurs zu bestimmen, ziehen Sie die Partnerschaft mit einem Full-Service-Fertigungsbetrieb wie Fast Radius in Betracht. Unser Team hochqualifizierter Designer und Ingenieure bietet umfassende Unterstützung beim gesamten Produktionsprozess. Kontaktieren Sie uns noch heute, wenn Sie bereit sind, Ihr nächstes Projekt zu starten.