8 Tipps für kostengünstiges Spritzgießen

Spritzgießen ist ein Herstellungsverfahren, bei dem eine unter Druck stehende Düse verwendet wird, um geschmolzenes Material in eine haltbare Metallform einzuspritzen, das Teil nach dem Abbinden auszuwerfen und die Form in schneller Folge wieder zu füllen. Dies ermöglicht die wirtschaftliche Produktion identischer Teile mit wiederholbaren Toleranzen in hohen Stückzahlen, darunter Produkte wie Kunststoffflaschenkomponenten, medizinische Geräte, Elektronikgehäuse und Automobilteile.

Das Spritzgießen ist ein äußerst anpassungsfähiges Verfahren, das mit einer Vielzahl von Materialien kompatibel ist und eine gute Designflexibilität in Bezug auf die Teilegeometrie ermöglicht. Aber wie viel kostet Spritzgießen? Es kann eine ziemlich teure Produktionsmethode sein, da Zeit und Geld investiert werden müssen, um die gehärteten Stahlformen richtig zu bearbeiten und zu testen. Daher können Produktteams davon profitieren, einige effektive Wege zu finden, um die Kosten während des gesamten Produktentwicklungsprozesses zu senken . Hier sind ein paar Ansatzpunkte.

1. Unterschnitte vermeiden

Hinterschneidungen sind überhängende Konstruktionsmerkmale (z. B. Schnapplaschen), die verhindern, dass ein Teil ohne Beschädigung aus der Form ausgeworfen wird. In vielen Fällen können Hinterschnitte vermieden werden, indem die Merkmale des Teils so ausgerichtet werden, dass sie bei geöffneter Form parallel zur Zuglinie verlaufen. Wenn Hinterschnitte jedoch unvermeidbar sind, wird sich die Einbeziehung von Seitenbewegungen langfristig als vorteilhaft erweisen, aber die Spritzgusskosten erhöhen.

2. Entwerfen Sie Teile (und Formen) effizient

Das Ziel effizienter Spritzgusskonstruktionen sollte es sein, vordefinierte Anforderungen bei minimalem Materialeinsatz und ohne Qualitätseinbußen zu erfüllen. Das Entfernen unnötiger kundenspezifischer Spritzgussmerkmale wie Branding, strukturierte Oberflächen und Teilenummern aus Formkonstruktionen ist der Schlüssel zur Kostensenkung.

Das Integrieren von zusätzlichem Material in das Teiledesign kann die strukturelle Integrität eines Teils beeinträchtigen. Denn große Teile und dicke Profile neigen nicht nur zu Verzug und Einfall, sondern treiben auch Materialkosten und Kühlzeiten in die Höhe. Darüber hinaus kann die Optimierung der Teileausrichtung innerhalb einer Form die Füllraten verbessern, Ausschussmaterial minimieren und Kosten senken.

3. Verwenden Sie Formen mit mehreren Kavitäten

Wenn Material und Geometrie dies zulassen, ist das Einbeziehen zusätzlicher Teilekavitäten in eine Formkonstruktion eine ziemlich einfache Möglichkeit, die Produktionseffizienz zu steigern. Während die zusätzlichen Hohlräume die Kosten für das Schneiden einzelner Formen erhöhen, sind sie weitaus wirtschaftlicher herzustellen als separate Formen und Werkzeuge für jedes Teil. Mehrkavitätenwerkzeuge erhöhen die Produktionsgeschwindigkeit und helfen auch, die Produktionskosten pro Einheit im Laufe der Zeit erheblich zu senken.

4. Konsolidieren Sie ähnliche Teile in derselben Form

Wenn Teilefamilien oder mehrere Kunststoffspritzgussprojekte Komponenten umfassen, die dasselbe Material verwenden und ungefähr dieselbe Größe haben, ist es möglich, dass sie in einer einzigen Form zusammengefasst werden, eine weitere Möglichkeit, die Werkzeugkosten zu senken. Dies wird als „Familienform“ bezeichnet.

Das Verbinden von Teilkomponenten mit einem lebenden Scharnier oder selbstzusammenfügenden Merkmalen ist eine weitere Möglichkeit, Nachbearbeitungsschritte zu eliminieren (obwohl dies praktikable Materialoptionen auf solche wie Polypropylen beschränken kann, das sowohl eine gute Haltbarkeit als auch Flexibilität bietet).

5. Teiletoleranzen optimieren

Während ein gewisses Maß an Abweichungen bei der Herstellung unvermeidbar ist, ermöglichen es Toleranzen – oder die akzeptable Schwankungsbreite zwischen Komponenten und Serien – den Produktteams, sicherzustellen, dass brauchbare Teile von einheitlicher Größe, Form und Qualität sind.

Engere Toleranzen erfordern eine bessere Formdefinition, und die Kosten für die CNC-Bearbeitung im Zusammenhang mit Werkzeugen mit engen Toleranzen steigen schnell. Wenn es Spielraum für Flexibilität bei der Toleranz eines Teils gibt, können Produktteams möglicherweise die Werkzeugkosten reduzieren, indem sie nur kritische Toleranzen angeben.

6. Modifizieren Sie Formen, statt neue Werkzeuge zu bauen

Wenn ein Teil mehrere Iterationen durchläuft, bevor ein funktionsfähiges Design fertiggestellt ist, können Produktteams möglicherweise Kosten senken, indem sie ihre vorhandenen Formen modifizieren, anstatt neue Werkzeuge zu erstellen. Das Entwerfen von Werkzeugeinsätzen oder das schrittweise Nachbearbeiten einer Form mit zusätzlichen Merkmalen macht mehrere Werkzeugrunden überflüssig. Dadurch werden die Entwicklungskosten oft drastisch reduziert.

7. Profitieren Sie von Werkzeugfüllungsanalyse-Tools

Spritzgusswerkzeuge wie Formfüllsimulationssoftware können sich als hilfreich bei der Verfeinerung des Formdesigns erweisen, bevor die Werkzeugerstellung beginnt. Mit digitalen Formprototypen können Teams die Kühleffizienz verbessern, Zykluszeiten optimieren und auf Probleme wie ungleichmäßige Füllraten, Lufteinschlüsse und Verzug testen. Richtig implementiert, tragen diese Tools zu hochwertigeren Formen bei und verhindern kostspielige Revisionen.

8. Zykluszeit überwachen

Schnellere Zykluszeiten reduzieren die Produktionskosten pro Einheit. Im Allgemeinen übertrifft die Spritzguss-Zykluszeit die anderer Herstellungsverfahren, was eine schnelle und kostengünstige Produktion von Teilen in großen Mengen ermöglicht.

Teilematerial, Teilegeometrie und Formzusammensetzung wirken sich alle darauf aus, wie schnell das thermoplastische Harz abkühlt – was einer der Hauptfaktoren für die Zykluszeit ist. Aluminium bietet bessere Wärmeübertragungsraten als fortschrittliche hochfeste Stähle – was schnellere Zykluszeiten ermöglicht – ist aber auch weitaus weniger haltbar und kann daher nicht so viele Teile produzieren.

Formen aus gehärtetem Stahl brauchen länger für die Bearbeitung, werden aber weniger wahrscheinlich durch komplizierte Komponentengeometrien oder schwierige Materialien beschädigt. Formen, die beheizt und gekühlt werden müssen, sollten mit Wasserkreisläufen ausgestattet werden, um die Zykluszeit zu verbessern.

Beginnen Sie noch heute mit der Verbesserung der Kosteneffizienz

Betriebseffizienz ist der Schlüssel zur Reduzierung der Produktionskosten beim Spritzgießen und kann durch eine Kombination von Schritten erreicht werden, darunter die Rationalisierung des Teiledesigns für optimale Zykluszeiten, die Begrenzung teurer Werkzeugzeiten und das Hinzufügen mehrerer ähnlicher Teile zu derselben Form. Schließlich ist eine der zuverlässigsten Möglichkeiten, die Kosten niedrig zu halten, die Partnerschaft mit einem erfahrenen Hersteller wie Fast Radius.

Fast Radius bietet hochflexible und effiziente On-Demand-Fertigungslösungen, vom Spritzguss und Urethanguss bis hin zu additiven Fertigungsdiensten in Industriequalität. Unser Team ist auf die Optimierung von End-to-End-Prozessen spezialisiert, um Produktentwicklung, Produktion und Fulfillment effizienter und kostengünstiger zu gestalten. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr zu erfahren.

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