Spritzguss: Kleinserien und mehr durch Rapid Tooling

Mit dem Thermoplast-Spritzgießen oder Spritzguss können Kleinserien zwischen 20 und mehr als 1000 Teilen gefertigt werden. Bei diesen Spritzgussteilen handelt es sich um Serienteile. Ihre Robustheit, die mechanischen Eigenschaften und Produktionsvoraussetzungen sind identisch. Eine Prototypenform wird gefertigt, um die Kunststoff-Materialien unter Hochdruck einspritzen zu können.

Die Verwendung einer Gussform aus Aluminium (statt aus Stahl, der üblicherweise benutzt wird) ermöglicht die Senkung der Investitionskosten. Diese Rapid-Prototyping-Technologie ist die kostspieligste und langsamste, aber auch die effizienteste, sofern Kunststoff-Prototypenteilen aus dem tatsächlichen späteren Material gefertigt werden sollen, was beispielsweise für mechanische oder funktionale Tests wichtig ist. Die erhaltenen Teile sind identisch zu den in Serie gefertigten Spritzteilen. Sie können vermarktet, für eine Übergangsfertigung oder Nullserie verwendet werden.

Spritzguss und Kleinserien: die wichtigsten technischen Details

Bei diesem Verfahren (auch „thermoplastisches Spritzgießen“) wird ein geschmolzenes thermoplastisches Material (ein Polymer) unter Hochdruck in eine Gussform eingespritzt. Die Verwendung von Aluminium (im Gegensatz zum Stahl, der üblicherweise verwendet wird) ermöglicht die Reduzierung der Investitionskosten, da das Leichtmetall einfacher bearbeitet werden kann. Die Kosten für die Gussform hängen dabei von der Komplexität der Form des zu gießenden Teiles ab. Nach der Herstellung der Gussform wird das Kunststoffmaterial unter Hochdruck eingespritzt. Mittels Spritzguss können dementsprechend Kleinserien oder einzelne Teile produziert werden.

Thermoplast-Spritzgießen: Anwendungsbereiche

Dieses Verfahren ermöglicht die Fertigung in Kleinserien aus dem späteren Serienmaterial. Das Thermoplast-Spritzgießen wird in der Kunststoffindustrie sehr vielfältig verwendet und erstreckt sich über zahlreiche Sektoren: Automobil, Verpackung, Medizin und Elektrotechnik. In einer Industrie, die zahlreiche Materialtests und Zertifizierungen erfordert, wie zum Beispiel im Medizinsektor, kann das Spritzgießen aufgrund der Vielzahl an möglichen Materialien helfen, die regulatorischen Anforderungen und Einschränkungen zu erfüllen. Die gefertigten Teile sind der Serienfertigung mechanisch sehr ähnlich. Darüber hinaus wird Spritzguss neben Kleinserien zur Fertigung von sehr kleinen Bauteilen wie in der Elektrotechnik oder sehr großen Teilen wie Karosserieteilen von Fahrzeugen verwendet. Des Weiteren kommt dieses Verfahren oftmals zum Einsatz, wenn Prototypen von verschiedenen Bauteilen gefertigt werden sollen. Diese können dann zusammengesetzt und als Musterprodukt präsentiert werden, bevor dieses in Serie geht.

Die Vorteile des Spritzgusses

Das Spritzgießen mit einer Prototypenform ist das teuerste und langsamste Rapid-Prototyping-Verfahren, da das Herstellen der Gussform lange Zeit benötigt. Es ist aber auch das effizienteste, wenn es zur Fertigung von Kunststoff-Prototypenteilen aus dem „richtigen Material“ verwendet werden soll. Die Robustheit, die mechanischen Eigenschaften und Fertigungsindikationen sind identisch zu denen eines spritzgegossenen Serienteils, da das Fertigungsverfahren das gleiche ist. Die Teile können daher vermarktet oder zur Übergangsfertigung verwendet werden. Die Produktionsgeschwindigkeit und die Kosten pro Einheit sind nach dem Formenguss niedriger als die anderer Technologien. Hier erfahren Sie mehr über das Spritzgießen:

Spritzguss-Kleinserien für diverse Branchen von Prototech Asia

Prototech Asia ist spezialisiert auf Rapid Prototyping und die Fertigung von Kleinserien zwischen 100 und mit über 1.000 Werkstücken. Mit unseren Prototypen können Sie das Design und die Funktionalität Ihrer Entwicklung validieren, vielfältige Fertigungstests durchführen oder diese Produkte nutzen, um die Einführung eines neuen Produkts einzuleiten. Aufgrund dieser Vielseitigkeit bauen Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen auf unsere hohe Fertigungsqualität und Zuverlässigkeit. Zu nennen sind hier beispielsweise die Automobilindustrie, die Elektroindustrie sowie die Lebensmittel- oder Konsumgüterindustrie. Vor allem die Vorteile der Spritzguss-Kleinserien werden von unseren Kunden immer häufiger in Anspruch genommen. So kann schnell eine passende Kleinserie in höchster Qualität entwickelt werden.

Rapid Tooling für Ihr Unternehmen

Dank unserer Erfahrung in der Herstellung von Prototypen aus Kunststoff und unserer Produktionsstätte in Asien sind wir in der Lage, Ihnen Ihre benötigten Werkzeuge oder Werkzeugbestandteile in erstklassiger Qualität und zu fairen Preisen anbieten zu können. Beim Rapid Tooling können wir sowohl einzelne Prototypen als auch Spritzguss-Kleinserien nach Ihren Vorgaben fertigen. Dank höchster Materialqualität und einem von Ihnen im Vorfeld bestimmten Finish können die so gefertigten Werkstücke sofort eingesetzt werden.

Spritzgussverfahren: der Ablauf

Bei der Fertigung von Spritzguss-Kleinserien (Rapid Tooling) kommen spezielle Spritzgießmaschinen zum Einsatz. Am häufigsten wird dabei auf Kunststoffe und Elastomere zurückgegriffen. Es werden aber auch Metalle wie Aluminium oder Messing genutzt. Die wichtigsten Teile einer solchen Maschine sind neben der Düse eine bewegliche sowie eine fest montierte Aufspannplatte, die Schnecke, ein Einfülltrichter und die Auswerfereinheit. Ein Verriegelungsmechanismus und die Konsole runden das Gesamtpaket ab. Mithilfe des Trichters wird das gewünschte Material, meist in Granulatform, zugeführt. Hohe Temperaturen von bis zu 200 °C bringen dieses zum Schmelzen. Im sogenannten Barrel wird der flüssige Kunststoff unter Druck in die gewünschte Form gespritzt. Dem Spritzgussverfahren und seinem Ablauf gehen jedoch noch einige Punkte voraus, die im Vorfeld geklärt werden sollten: Während der Projektierungsphase sollten die Entwürfe noch einer eingehenden Analyse unterzogen werden, bei denen unterschiedliche Kriterien berücksichtigt werden. Zudem muss ein Formentwurf in 2D- und 3D-Dateien gemäß Projektanforderungen erstellt werden. Was den Formenbau betrifft, braucht es eine Aluminium- oder Stahlform, außerdem muss das Werkzeug in einer Spritzgusseinrichtung getestet und, wenn nötig, nachjustiert werden.

Vakuumgießen mit Thermoplast als alternatives Verfahren

Beim Vakuumgießen mit Thermoplast handelt es sich um ein weiteres Verfahren aus dem Bereich Rapid Prototyping. Der größte Unterschied zwischen dem thermoplastischen Spritzgießen und dem Vakuumguss ist, dass die Form für die Herstellung der Prototypen aus Silikon und nicht aus Stahl oder Aluminium hergestellt wird. Es ermöglicht die Fertigung von Kleinserienteilen aus Kunststoff innerhalb weniger Tage, da die Herstellung einer Silikonform vergleichsweise wenig Zeit in Anspruch nimmt. Oftmals ist es möglich die Shore-Härte individuell anzupassen und somit die Eigenschaften des Produkts zu beeinflussen. Dementsprechend eignet sich das Vakuumgießen mittels Thermoplast zur Herstellung flexibler Teile, die denen des Kunststoffspritzgusses ähneln. Der Hauptvorteil bei diesem alternativen Verfahren ist, dass die genutzten Formen deutlich günstiger sind als vergleichbare Varianten aus Stahl oder Aluminium.

Ihr Weg zu effektiven Spritguss-Kleinserien

Betrachtet man beim Spritzgussverfahren den genauen Ablauf, so wird – wie oben beschrieben – schnell klar, dass das zu den langsamsten Verfahren im Bereich Rapid Prototyping gehört. Allerdings bringt das Thermoplast-Spritzgießen auch einige Vorteile mit sich. Haben Sie beispielsweise bereits mittels anderer Rapid-Prototyping-Verfahren aus unserem Haus Ihren Prototypen verfeinert und verbessert, lohnt es sich in vielen Fällen, den finalen Prototypen per Thermoplast-Spritzguss fertigen zu lassen. Zum einen können Sie erstmals den Prototypen im endgültigen Material überprüfen und sämtliche Funktionen ausgiebig testen. Zum anderen ist der Schritt hin zu fertigen Spritzguss-Kleinserien sehr kurz. Betrachten Sie hierzu gerne unsere verschiedenen Produkte in unserem Showroom. Dort sehen Sie viele Prototypen, welche durch verschiedene von uns angebotenen Verfahren entstanden sind. Sie werden schnell erkennen, dass wir als Experten Ihren Herausforderungen gewachsen sind. Kontaktieren Sie uns jetzt! Unser erfahrenes Team meldet sich zeitnah bei Ihnen und hilft Ihnen mit umfassendem Know-how im Bereich Rapid Prototyping weiter.

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