Kunststoffbearbeitung VS Kunststoffspritzguss, welche Methode ist die beste?

Beim Übergang vom Design zur Teileerstellung müssen Sie entscheiden, wie das Teil hergestellt werden soll. Im besten Fall haben Sie dies während des Designprozesses berücksichtigt und Ihr Design wurde für einen der Prozesse optimiert. Denken Sie daran, dass sich die richtige Wahl im Entwicklungslebenszyklus tatsächlich ändern kann. Zwei gängige Verfahren sind die CNC-Bearbeitung und das Spritzgießen. Bei der Wahl zwischen den beiden hat jedes seine Vor- und Nachteile.

In diesem Blog werden wir die Faktoren erörtern, die Ihre Entscheidung für den Kunststoffspritzguss oder die Kunststoff-Präzisionsbearbeitung beeinflussen.

Prozess der präzisen Kunststoffbearbeitung und des Spritzgusses

CNC-Bearbeitung:

Die CNC-Bearbeitung beginnt normalerweise mit einem Stück des erforderlichen Materials und entfernt die Materialschicht genau eine nach der anderen. Dieses Verfahren erlaubt den Einsatz vieler unterschiedlicher Materialien nahezu ohne Einschränkungen. Da es außerdem von einem Computer gesteuert wird, können sehr genaue Toleranzen erreicht werden.

Spritzguss:

Wie der Name schon sagt, wird bei diesem Verfahren Material in die Form gespritzt. Dazu wird das Rohmaterial geschmolzen und unter hohem Druck in die Form gepresst. Das Teil wird dann in der Form abkühlen gelassen und dann aus der Form ausgeworfen. Wiederholen Sie den Vorgang im nächsten Abschnitt.

Vor- und Nachteile des Spritzgießens.

Um Spritzgießen und CNC-Bearbeitung zu vergleichen und gegenüberzustellen, müssen wir zunächst die Vor- und Nachteile des Spritzgießens verstehen. Das Folgende ist eine detaillierte Einführung in die Vor- und Nachteile der CNC-Bearbeitung und des Spritzgusses, um Ihnen zu helfen, die beste Wahl für die nächste Prototypen- oder Teileproduktion zu treffen.

Vorteile des Spritzgießens

Bei der Herstellung einer großen Anzahl nahezu identischer Teile entscheiden sich die meisten Hersteller für das Spritzgießen. Dieser Prozess unterstützt alles, von Spielzeug bis hin zu Automotorteilen – alles, was mit formbaren Kunststoffen in Massenproduktion hergestellt werden muss.

Spritzguss bietet eine Vielzahl von Materialien, und es werden regelmäßig weitere Materialien entwickelt, um die Nachfrage nach Hochleistungskunststoffteilen zu befriedigen. Obwohl die CNC-Bearbeitung keine weichen Teile verarbeiten kann, die TPE- oder Gummimaterialien erfordern, kann das Spritzgießen dies tun.

Nachteile des Spritzgussverfahrens

Bei großen Chargen ist der Preis für ein einzelnes Spritzgussteil niedriger. Die mit der Herstellung der eigentlichen Formen für das Spritzgießen verbundenen Kosten treiben die Anlaufkosten in die Höhe. Bestimmte Materialien, wie zum Beispiel glasfaserverstärkte Kunststoffe, erfordern Formen aus gehärtetem Werkzeugstahl, um dem erhöhten Druck standzuhalten.

Ein weiterer Nachteil des Spritzgießens sind die mit dem Austausch von Teilen verbundenen Kosten, die normalerweise die Herstellung neuer Werkzeuge oder Formen erfordern. Außerdem besteht die Form aus zwei Hälften, die zum Spritzen zusammengesetzt werden müssen, was zu möglichen Oberflächenfehlern führen kann. Das Injektionssystem bringt Luftblasen in das Material ein und verursacht weitere Defekte.

Gerade in der Massenfertigung von Teilen gibt es viele gute Gründe, Spritzguss einzusetzen. Abhängig von Ihrer Produktnutzung, den Materialspezifikationen und der erforderlichen Menge kann die CNC-Bearbeitung eine bessere Lösung für den Kauf hochwertiger Kunststoffteile darstellen.

Welcher Prozess ist der richtige für Sie?

Im Allgemeinen kann dies als ein Kompromiss zwischen mehreren unterschiedlichen Merkmalen angesehen werden; Geschwindigkeit, Volumen, Material, Toleranz/Oberflächenbeschaffenheit und Design. Bei jedem dieser Prozesse kann es sich um eine Gate-Herstellung unter Verwendung eines Prozesses oder eines anderen handeln, und es können sogar Teileänderungen erforderlich sein, um hergestellt zu werden.

Geschwindigkeit:

Das ist am einfachsten. Bei einer kleinen Anzahl von Teilen ist die CNC-Bearbeitung am schnellsten. Wenn Sie 10 Teile in 2 Wochen benötigen, ist die CNC-Bearbeitung möglicherweise Ihre einzige Lösung. Wenn Sie 50.000 Teile in 4 Monaten benötigen, ist Spritzguss die beste Wahl. Das Spritzgießen braucht Zeit, um die Form herzustellen und sicherzustellen, dass die Teile innerhalb der Toleranzen liegen. Dies kann mehrere Wochen bis mehrere Monate dauern. Danach ist die Erstellung eines Teils mit einer Form ein sehr schneller Prozess. Die Vorabinvestition in das Spritzgießen wird sich erheblich auszahlen.

Lautstärke:

Mal sehen, dass dies nichts mit der Zeit zu tun hat. Stattdessen liegt das Hauptaugenmerk hier auf dem Preis der einzelnen Teile. Was günstiger ist, hängt von der Menge ab. Wenn Sie Hunderte von Teilen benötigen, ist CNC billiger. Obwohl Sie durch den Preis einige quantitative Vorteile erzielen, werden Sie normalerweise zwischen einigen und hundert Stück sehen. Bei größeren Volumina erhalten Sie keinen zusätzlichen Volumennutzen. Dies dient dazu, die Rüstkosten basierend auf der Anzahl der hergestellten Teile zuzuordnen.

Die tatsächlichen Kosten für jedes Teil von Spritzgussteilen sind viel niedriger als bei maschinell bearbeiteten Teilen. Leider kann die Erstellung einer Form beim Spritzgießen mit erheblichen Vorabkosten verbunden sein. Dieses Verhältnis wird über die Anzahl der hergestellten Teile verteilt, um die Kosten für jedes Teil zu bestimmen. Selbst wenn die Anschaffungskosten der Form hoch sind, sind die Spritzgussteile bei einer bestimmten Menge billiger als die bearbeiteten Teile. Je mehr Teile hergestellt werden, desto größer wird die Kostenlücke. Diese Kreuzung kann zwischen 100 Teilen und ungefähr 5000 Teilen auftreten.

Material:

Die CNC-Bearbeitung bietet mehr Materialauswahlmöglichkeiten, die zur Herstellung von Teilen verwendet werden können. Wenn Hochleistungskunststoffe oder spezielle Kunststoffe benötigt werden, kann dies ein sehr wichtiges Entscheidungskriterium sein. Generell lassen sich härtere Kunststoffe leichter verarbeiten als weichere Materialien

Bei Spritzgussteilen kann die Materialauswahl eingeschränkter sein. Immer mehr Hochleistungsmaterialien werden für den Spritzguss in Betracht gezogen. Solvay ist eines der Unternehmen mit einer Vielzahl formbarer Kunststoffe. Manche Materialien lassen sich nicht bearbeiten, aber man kann sie formen. Gummi und andere flexible Materialien fallen in diese Kategorie.

Toleranz/Oberflächenbeschaffenheit:

Der Vorteil zeigt sich einmal mehr in der CNC-Bearbeitung. Bei den meisten Materialien können engere Toleranzen eingehalten und eine bessere Oberflächengüte erzielt werden. Ein Vorteil des Spritzgießens ist die Wiederholbarkeit zwischen Chargen. Die Form kann Millionen von Teilen bei minimalem Verschleiß standhalten. Dadurch können die Teile von einer Charge zur nächsten nahezu gleich sein. Bei der CNC-Bearbeitung wird jedes Teil auf der zu erstellenden Maschine platziert, und es wird mehr Variabilität sichtbar.

Design

Wenn sich das Design Ihrer kundenspezifischen Kunststoffteile in naher Zukunft ändern wird, ist es wirtschaftlich ineffizient, in teure Formen zu investieren. Wenn Sie Ihr Design ändern möchten, ist es am besten, die Teile maschinell zu bearbeiten. Sie können nicht nur vermeiden, Tausende von Dollar für Formen auszugeben, die nicht mehr verwendet werden; Sie profitieren von der Möglichkeit, das Design jederzeit zu ändern. Wie wir alle wissen, ist die Kunststoffverarbeitung ein flexiblerer Herstellungsprozess.

Es ist erwähnenswert, dass diese beiden Prozesse in einigen Fällen in Reihe verwendet werden können. Wenn die Teileanwendung eine Lagerkomponente enthält, muss die Komponente auch zusätzliche oder alternative Funktionen bereitstellen (z. B. kann die aufgerüstete Autooption der Fall sein). Eine Technik zur Minimierung der Kosten der Form besteht darin, die Benchmark-Form zu verarbeiten und als solche herzustellen viel Basis wie möglich Die Teile werden dann überarbeitet, um zusätzliche Funktionen aufzunehmen. Die Überarbeitung bestehender Formen ist kostengünstiger als die Erstellung neuer Formen, und Formeinsätze können problemlos verwendet werden, um das Teiledesign nach Bedarf zu ändern.

Wie Sie sehen, ist die Entscheidung zwischen Zerspanung und Spritzguss nicht einfach. Wenn Sie bestimmte Vorteile in Bezug auf Toleranzen, Preis und Designmerkmale benötigen, müssen Sie möglicherweise einen zweistufigen Vorgang in Betracht ziehen, bei dem das Hauptmerkmal des Teils das Spritzgießen ist, und die sekundäre Bearbeitungsoption ausführen, um den letzten Schritt durchzuführen. Dies ist eine gängige Technik, die die Vorteile der beiden Prozesse kombiniert.