Multi-Kavitäten-Spritzguss: Die beste Wahl für Ihr Projekt?

Wenn Sie Kunststoffteile fertigen müssen, werden Sie wahrscheinlich auf Spritzguss setzen. Da dieses präzise Fertigungsverfahren eine kosteneffiziente Möglichkeit bietet, mittlere und große Stückzahlen identischer Kunststoffteile herzustellen, ist es oft die bessere Wahl gegenüber Verfahren wie CNC-Bearbeitung oder Urethan-Guss.

Die Formherstellung ist jedoch langwierig und teuer, daher wollen Sie von Anfang an die richtige Form. In manchen Fällen sind Einkavitätenformen (ein Teil pro Zyklus) der richtige Weg. In anderen sind Mehrkavitätenformen, die mehrere Teile pro Zyklus produzieren, vorzuziehen.

In diesem Artikel gehen wir auf die Grundlagen des Mehrkavitäten-Spritzgusses ein – einschließlich Vor- und Nachteile sowie Anwendungsfälle – damit Sie entscheiden können, ob eine Mehrkavitätenform für Ihre Projektanforderungen optimal ist.

Was ist Mehrkavitäten-Spritzguss?

Mehrkavitäten-Spritzguss ist eine Form des Spritzgusses, bei der zwei oder mehr identische Teile pro Zyklus geformt werden. Mehrkavitätenformen können zwischen zwei und 164 Kavitäten enthalten und steigen typischerweise in Schritten (2, 4, 8, 16, 24, 32 etc.). Stapelformen – Formen mit gespiegelter Werkzeugausführung – werden als Mehrkavitätenformen klassifiziert, da sie letztlich identische Teile produzieren. Familienformen – Formen, die mehrere ähnliche, aber nicht identische Teile produzieren – zählen nicht als Mehrkavitätenformen.

Unternehmen nutzen Mehrkavitäten-Spritzgussformen für viele Produkte in verschiedenen Branchen wie Konsumgüter, Medizintechnik und Automobil.

Produktteams beginnen oft mit einer Einkavitätenform zur Designvalidierung, bevor sie auf eine Mehrkavitätenform wechseln. Einkavitätenformen sind günstiger und schneller herzustellen. In manchen Fällen ergibt es jedoch mehr Sinn, direkt mit einer Mehrkavitätenform zu starten. Die Fertigung derselben großen Stückzahl mit einer Einkavitätenform statt einer Mehrkavitätenform bedeutet mehr Zyklen, mehr Maschinenzeit und höhere Kosten. Mehrkavitätenformen ermöglichen mehr Teile in kürzerer Zeit und zu geringeren Stückkosten.

Bei Fast Radius empfehlen wir generell zwei Kavitäten für Produkte mit über 10.000 geschätzten jährlichen Einheiten (EAU), vier Kavitäten bei EAU über 50.000 und acht Kavitäten bei über 100.000 EAU.

Vor- und Nachteile des Mehrkavitäten-Spritzgusses

Mehrkavitätenformen nutzen Zykluszeiten effizienter, sodass Sie mehr Teile pro Stunde produzieren können. Diese gesteigerte Produktionseffizienz ermöglicht es, hohe Nachfrage schneller zu bedienen. Trotz hoher Anfangskosten können Mehrkavitätenformen die Stückkosten senken und bei Großserien Geld sparen.

Verschiedene Anguss-Systeme werden beim Design von Ein- und Mehrkavitätenformen eingesetzt. Kaltkanäle kommen typischerweise im Prototypenwerkzeug zum Einsatz, um die Anfangsinvestition zu reduzieren. Dies erhöht jedoch den Materialabfall, und das Wiederaufbereiten oder Entsorgen des Überschusses kostet. Heißkanalsysteme werden typischerweise bei validierten Designs eingesetzt, um Materialabfall pro Zyklus zu reduzieren. Die meisten Mehrkavitätenformen nutzen solche Technologien.

Mehrkavitäten-Spritzguss hat jedoch auch Nachteile, beginnend mit den Formkosten. Mehrkavitätenformen erfordern höhere Vorabinvestitionen als Einkavitätenformen, da sie mehr Material, Energie, Zeit und Arbeit erfordern. Bei begrenztem Budget oder geringeren Stückzahlen kann eine Einkavitätenform praktischer sein.

Mehrkavitätenformen dauern auch länger in der Herstellung. Wenn Sie schnell auf den Markt müssen, ist eine Einkavitätenform oder ein anderes Verfahren mit kürzerer Lieferzeit besser. Zudem haben Mehrkavitätenformen höhere Wartungskosten und -risiken, was die Time-to-Market erhöhen kann. Entwickelt eine Kavität einen Fehler oder bricht, kann die gesamte Form weniger effizient oder unbrauchbar werden.

Zudem erfordert Mehrkavitäten-Spritzguss ein tiefes Verständnis der Füllbalance für reproduzierbare Teile. Hersteller, die nur mit Einkavitätenformen arbeiten, stehen beim Wechsel vor einer Lernkurve. Sie müssen sicherstellen, dass alle Komponenten extrem präzise sind und vergleichbare Angussgrößen haben, um beste Ergebnisse zu erzielen.

Wichtige Überlegungen für Mehrkavitäten-Spritzguss

Bei der Entscheidung zwischen Ein- und Mehrkavitätenform müssen Sie gewünschte Produktionsmenge, Budget und Lieferzeit bedenken. Da Mehrkavitätenformen teurer sind und länger dauern, eignen sie sich nicht für kleine Serien und begrenzte Budgets. Sie produzieren jedoch mehr Teile in derselben Zeit, weshalb sie für mittlere bis große Serien optimal sind.

Weitere Designmodifikationen können umfassen:

• Bestimmung der Kavitätenanzahl, da das Kühlsystem die mögliche Kavitätenzahl für die gegebene Maschine und Teilgeometrie beeinflussen kann
• Symmetrische Designs, da sie bessere Kühl- und Fließeffizienz bieten
• Besondere Aufmerksamkeit auf Angusstypen und -platzierung, Entlüftung und Schmelzefluss, da die Form größer und komplexer wird

Der Kostenaspekt des Mehrkavitäten-Spritzgusses

Alles von Teilgröße und -komplexität über Formmaterial bis zur Kavitätenzahl beeinflusst den Preis einer Mehrkavitätenform. Es gibt keinen pauschalen Preisleitfaden, aber generell gilt: Je mehr Kavitäten, desto mehr Ressourcen und höhere Produktionskosten. Auch Wartungskosten steigen, da Ihr Fertigungspartner mehrere Kavitäten statt einer warten muss.

Bei Großserien bieten Mehrkavitätenformen jedoch einen großen Return on Investment. Sie sparen Bearbeitungs-, Arbeits- und Rüstzeit, erreichen geringere Stückkosten und maximieren Gewinne, da höhere Kavitation mehr Teile in kürzerer Zeit ermöglicht. Während Mehrkavitätenformen erhebliche Vorabinvestitionen erfordern, sparen Sie langfristig Zeit und Geld.

Kosten lassen sich weiter durch Robotik oder Automatisierung senken, sowie durch klares Verständnis der benötigten Stückzahlen. Wenn Sie wissen, dass die Nachfrage steigen wird, ist es sinnvoll, direkt mit höherer Kavitation zu starten, statt erst eine Einkavitätenform und dann eine Mehrkavitätenform zu bauen.

Mehrkavitäten-Spritzguss mit Fast Radius

Mehrkavitätenformen können Zeit und Geld sparen, sind aber nicht für jedes Projekt die beste Wahl. Da die Formherstellung erhebliche Zeit- und Geldeinsätze erfordert, müssen Sie Ihre erwartete Nachfrage kennen, um zu entscheiden, ob eine Ein- oder Mehrkavitätenform sinnvoll ist. Andernfalls geben Sie möglicherweise Geld für eine Einkavitätenform aus, nur um schnell auf Mehrkavitäten umzusteigen, oder investieren in eine teure Mehrkavitätenform, obwohl eine Einkavitätenform ausgereicht hätte.

Wenn Sie Ihre EAU kennen, kann ein erfahrener Design- und Fertigungspartner wie Fast Radius bestimmen, welcher Formtyp für Ihr Projekt am besten geeignet ist. Wir bringen Ihre Ideen zum Leben und beraten Sie zu Formmaterial, Teilmaterial, Formdesign und mehr, damit Sie hochwertige Teile so kosteneffizient wie möglich fertigen können. Wir helfen Ihnen auch, die größten Spritzguss-Fehler zu vermeiden. Kontaktieren Sie uns noch heute!

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