Aluminium-Spritzguss VS Stahl-Spritzguss VS 3D-gedruckte Form

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Gepostet am 18. Januar 2020, | Von Candy, WayKen-Projektmanager

Als Ihr kreativer Produktionsanbieter sind wir bestrebt, kostengünstige Kunststoffspritzgussformen und Formteile für jeden Kunden herzustellen. Außerdem verbessern wir kontinuierlich unsere Prozesse der Aluminiumform, um Ihnen ein hochwertiges Erlebnis zu bieten.

Etwa 80 % der Kunststoffteile werden im Kunststoffspritzguss hergestellt. Spritzgießen galt lange Zeit als reines Massenproduktionsverfahren. Mit der Innovation von Industrietechniken ist das schnelle Spritzgießen nicht die einzige Möglichkeit der Formenentwicklung. CNC-Bearbeitungszentren haben die Werkzeugbearbeitungszeit erheblich verkürzt. CAD/CAM/CAE-Systeme haben verkürzte Konstruktions- und Verifizierungszeiten. Außerdem sind neue Schimmelpilzsorten entstanden. Aluminium-Spritzgussformen und 3D-gedruckte Formen konkurrieren mit Formen aus gehärtetem Stahl um den Fertigungsmarkt. Aber was ist der Unterschied zwischen ihnen? Welche Form kann Ihr Produkt effizienter machen?

Natürlich möchten Sie, dass Ihr Prototyp schneller und zu einem günstigeren Preis hergestellt wird und so gut wie möglich aussieht. Lassen Sie uns Aluminium-, Stahl- und 3D-gedruckte Spritzgussformen vergleichen und feststellen, welche in welcher Situation nützlicher ist.

1. Bearbeitungszeit

Die Durchlaufzeit ist das Intervall zwischen dem Beginn der Formentwicklung und der Fertigstellung der Teile. Die Entwurfsmethoden und Berechnungen für die drei Arten von Formen sind praktisch unterschiedlich, aber in der Herstellungsphase treten die wesentlichen Änderungen auf.

Aluminium-Spritzgussformen werden aus Aluminiumrohlingen durch CNC-Bearbeitung und Endbearbeitung hergestellt. In einigen Fällen ist eine zusätzliche Elektroerosionsbearbeitung (EDM) erforderlich, wenn Hohlräume scharfe Ecken haben müssen, die durch Fräsen nicht erhältlich sind. Im Allgemeinen ist die Bearbeitung hauptsächlich mechanisch, es ist keine thermische Bearbeitung erforderlich und es sind fast keine Spezialwerkzeuge erforderlich. Eine durchschnittliche Aluminiumkavität wird in 10-15 Tagen hergestellt.

Stahlformen werden auf ähnliche Weise hergestellt, jedoch mit einigen Unterschieden. Erstens ist das Material viel härter und braucht viel länger für eine Maschine, verschleißt Schneidwerkzeuge und erfordert Spezialwerkzeuge. Zweitens sind eine Reihe von thermischen Verarbeitungsvorgängen erforderlich, um die Lebensdauer der Form zu verlängern. All das braucht Zeit. Daher dauert die Fertigstellung von Stahlspritzgussformen 2–5 Monate.

3D-gedruckte Formen werden mithilfe von Metallsinter-Additive-Manufacturing-Verfahren erstellt. Viele feine Metallpulver werden Schicht für Schicht zusammengesintert, um die Kavität einer Spritzgussform zu bilden. Der Hauptvorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass praktisch keine Fertigungsvorbereitung und überhaupt keine Werkzeuge erforderlich sind. Die durchschnittliche Zeit zum Erstellen einer solchen Form beträgt nur 2-3 Tage.

2.Robustheit

Robustheit ist im Grunde die Anzahl der Teile, die eine Form produzieren kann, bevor sie zu stark abgenutzt ist. Ein wichtiger Parameter, den Sie berücksichtigen sollten, wenn Sie eine Charge von Produkten herstellen.

Stahlspritzgussformen werden durch Wärmebehandlung gehärtet und sind speziell auf Langlebigkeit ausgelegt. Sie haben ein Minimum an Gelenken und sind aus dem haltbarsten Stahl gefertigt. Deshalb halten sie Millionen von Teilen.

Aluminiumwerkzeuge bestehen aus einem weicheren Material, einige Aluminiumlegierungen haben jedoch eine herausragende Festigkeit. Dadurch halten die Formen bis zu 5.000 Teilen in einer Charge stand. Der Durchschnitt liegt bei 100-2000 Teilen.

3D-gedruckte Formen sind am schlechtesten, wenn wir ihre Robustheit betrachten. Der gesinterte Hohlraum hat viele Probleme. Es ist porös und nicht so stark wie das aus massiven Rohlingen. Derzeit kann der 3D-gedruckte Hohlraum 50 bis zu 200 Teilen in einer Charge standhalten.

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3. Herstellungszeit

Wenn ein Produkt als Charge hergestellt werden muss, wird die Fertigungszeit pro Teil zu einem wichtigen Faktor. Mit Fertigungszeit meine ich den Zeitraum zwischen dem Einspritzen des flüssigen Polymers und dem Auswerfen des fertigen Teils. Dieser Faktor ist je nach Formmaterial, Spritzdruck und Temperatur unterschiedlich.

Stahlformen können dem höchsten Einspritzdruck und der höchsten Temperatur standhalten, weshalb der Herstellungsprozess nur 5-10 Sekunden dauern kann.

Aluminium-Spritzgussformen sind nicht so stark, daher sind der Druck und die Temperatur für sie 20-30 % niedriger als für das Formen von Stahl. Die Herstellungszeit beträgt 44-70 Sekunden, was beachtlich ist, wenn wir von Tausenden von Teilen sprechen.

3D-gedruckte Formen schneiden bei hoher Temperatur und hohem Druck sogar noch schlechter ab. Sie brauchen also die meiste Zeit, um ein Teil herzustellen, nämlich 150-250 Sekunden.

4.Präzision und Oberflächengüte

Die Teilequalität ist einer der wichtigsten Faktoren. Schließlich dient dieser Teil als Element eines größeren Mechanismus und kann zukünftigen Investoren präsentiert werden. Das Teil muss professionell aussehen

Die Präzision von Stahl- und Aluminium-Spritzgussformen ist ähnlich und hängt nur von den Möglichkeiten der Bearbeitung und des Polierens ab. Die Präzision der 3D-gedruckten Form wird jedoch durch die additiven Fertigungsverfahren bestimmt. AM beinhaltet das Schmelzen und Abkühlen des Materials und der Wärmeverzug verringert die Präzision erheblich. Moderne Technologien können Hohlräume aus Stahl und Aluminium mit einer Toleranz von bis zu IT6 und 3D-gedruckte Formen mit einer Toleranz von bis zu IT9 herstellen.

5.Flexibilität

Flexibilität ist wichtig für Vorproduktionsprototypen, wenn Sie gerade testen, wie Ihr Endprodukt aussehen und funktionieren wird. Nachdem Sie den ersten Prototyp aus einigen Materialien erstellt haben, möchten Sie die Materialien testen, die Sie ursprünglich für das Produkt ausgewählt haben, und Sie möchten das Herstellungsprogramm testen. Meistens werden Sie auf einige Probleme stoßen, die Sie dazu bringen, Ihr Design zu ändern. Beispielsweise wurde während der Betriebstests ein Fehler gefunden oder der Einspritzvorgang führte zu einem porösen Teil. Dann möchten Sie das Design und damit auch die Form ändern. Unterschiedliche Formmaterialien haben unterschiedliche Flexibilität.

Stahlformen werden durch Wärmebehandlung gehärtet. Es wird normalerweise durchgeführt, nachdem alle wesentlichen Teile bearbeitet wurden und nur eine kleine Materialschicht zu schleifen ist. Wenn Sie einige Merkmale ändern müssen, kann dies schwierig sein, da die Härte des Hohlraums sehr hoch ist.

Aluminiumformen bestehen aus einem weicheren Material und ihre Kavität wird oft als separates Teil hergestellt, das in den Formboden eingebaut wird. Deshalb ist es viel einfacher, die Kavität zu entfernen und Anpassungen vorzunehmen.

3D-gedruckte Formen sind schwer zu modifizieren, da ein Teil des Hohlraums bearbeitet werden muss und die Oberflächenbeschaffenheit nicht gleichmäßig ist, da die Bearbeitung eine bessere Oberflächenbeschaffenheit ergibt. Es ist einfacher, die Form komplett neu zu fertigen, was nicht zu viel Zeit in Anspruch nimmt, aber zusätzliche Kosten verursacht, die beim Prototyping und bei Vorserientests unerwünscht sind.

Kundenspezifische Herstellung von Aluminiumformen

Bei WayKen haben wir über 20 Jahre Erfahrung im Bau von Aluminiumformen. Bereitstellung von Dienstleistungen aus einer Hand vom Prototyp bis zur Produktion. Als Ihr nach ISO 9001:2005 zertifizierter Werkzeuglieferant haben wir uns der Herstellung kostengünstiger Kunststoffspritzgussformen und Formteile verschrieben und die Werkzeugprozesse kontinuierlich verbessert, um unseren Kunden kostengünstigere und qualitativ hochwertigere Teile bereitzustellen. In Zusammenarbeit mit uns werden wir Ihre Projekte von Anfang bis Ende zum großen Erfolg machen.