Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

5 Tipps, um das Spritzgießen weniger zu erschrecken

Sie haben Monate (wahrscheinlich Jahre) damit verbracht, ein Produktkonzept zu entwickeln, Ihre Crowdfunding-Kampagne wurde vollständig finanziert, und es ist an der Zeit, Ihren Kunden ein Produkt zu liefern. Was jetzt?

Den Sprung in die Produktion zu machen, kann einschüchternd sein. Es erfordert nicht nur große finanzielle Verpflichtungen, sondern viele Hersteller können, um es leicht auszudrücken, frustrierend sein, damit zu arbeiten. Aber mit dem richtigen Wissen im Vorfeld können Sie die Produktion auf den richtigen Fuß bringen.

Während der 3D-Druck eine beliebte Fertigungslösung ist, ist er bei Produktionsvolumen in der Regel nicht wirtschaftlich - das gleiche gilt für die CNC-Bearbeitung. In den Proto Labs bieten wir neben dem 3D-Druck und der CNC-Bearbeitung auch das schnelle Spritzgießen an, das oft die effektivste Möglichkeit ist, Fertigungsprozesse für Kunststoffteile zu skalieren. Da Spritzgießen ein so großer Teil unseres Geschäfts ist, bittet uns Make:, Ihnen einige Tipps mitzuteilen, die Ihnen dabei helfen, Ihre Erfahrung zu verbessern, unabhängig davon, wen Sie verwenden.

Kurz gesagt, der Prozess besteht darin, heißes Kunststoffharz in eine Form zu spritzen, wo es sich abkühlt und zu einem Kunststoffteil erstarrt. Es gibt viele Faktoren, die beim Spritzgießen eine Rolle spielen. Um den Prozess besser verdaulich zu machen, haben wir ihn in diese fünf Überlegungen unterteilt.

Wählen Sie das richtige Werkzeug für den Job

Wenn Sie den Begriff Spritzgießen hören, ist Ihr erster Gedanke wahrscheinlich die Massenfertigung. Bei Teilemengen in Millionenhöhe werden Formen typischerweise aus Stahl hergestellt. Die Erstellung eines Stahlwerkzeugs dauert in der Regel Monate und die finanziellen Investitionen sind beträchtlich - mindestens 20.000 US-Dollar, oft aber viel mehr. Die Vorteile von Stahlwerkzeugen gehen jedoch über große Stückzahlen hinaus. Stahlwerkzeuge können mehr Hohlräume (dh mehr Teile pro Schuss) aufnehmen und komplexere Geometrien und Oberflächen verarbeiten.

Der 3D-Druck ist eine andere Methode zur Herstellung von Formen. 3D-gedruckte Formen sind kostengünstig und lassen sich im Vergleich zu Formen aus Metall schnell erstellen. Denken Sie jedoch daran, dass die rauen Oberflächen, die 3D-gedruckten Teilen innewohnen, einige Nachbearbeitungen erfordern, um sie zu glätten. Die Idee von kostengünstigen Werkzeugen ist verführerisch, spart aber nur in sehr geringen Auflagen. Nach ungefähr 100 Schüssen nimmt die Form ab und muss ersetzt werden.

Aluminiumwerkzeuge sind ein solider Mittelweg zwischen 3D-gedruckten und Stahlformen. Obwohl Aluminiumformen die gleichen Volumina wie Stahl nicht bewältigen können, können sie für 10.000 bis 50.000 Schüsse und in einigen Fällen sogar bis zu 100.000 oder mehr geeignet sein. Durch die Optimierung Ihres Spritzgussdesigns können Sie die Lebensdauer des Aluminiumwerkzeugs verbessern.

Wählen Sie das richtige Material aus

Ein weiterer wichtiger Faktor beim Spritzgussdesign ist die Materialauswahl. Es ist wichtig, zuerst zu bestimmen, welche mechanischen Eigenschaften für die Funktion Ihres Teils von entscheidender Bedeutung sind. Beginnen Sie mit der Frage: Muss mein Teil Gewicht tragen? Muss es hohen Temperaturen standhalten? Ist Transparenz eine Anforderung? Die Beantwortung solcher Fragen hilft Ihnen dabei, Ihre Möglichkeiten einzuschränken - von denen es Tausende gibt - und Sie durch den Materialauswahlprozess führen.

Lassen Sie uns zu unseren Zwecken einige der häufigsten thermoplastischen Kunststoffe ansprechen:

  • Acrylnitril-Butadien-Styrol, im Allgemeinen als ABS bezeichnet, funktioniert für viele Kunststoffteile. Die Kosten sind nicht zu steil, es ist ziemlich stark und zäh und sieht auch mit seinen glänzenden Oberflächen gut aus. Legos sind ein hervorragendes Beispiel für ABS-Kunststoffkomponenten. Ein weiterer Vorteil ist, dass es leicht lackiert werden kann. Zu den Einschränkungen zählen eine schlechte UV- und Chemikalienbeständigkeit.
  • Polypropylen oder PP ist ein erschwinglicher Kunststoff. Es wird in vielen Konsumgütern wie Automobilinnenausstattung, Gartenmöbeln und Lagerbehältern für Lebensmittel verwendet. PP ist nützlich für Designs mit lebenden Scharnieren. Es hat auch eine anständige Steifigkeit, Hitzebeständigkeit und Klarheit.
  • Acryl ist das Material für Anwendungen, bei denen ein transparentes Kunststoffteil wie ein LED-Gehäuse erforderlich ist. Aufgrund seiner UV-Stabilität ist es auch für Produkte geeignet, die sich im Außenbereich befinden. Dies bedeutet, dass sein Aussehen bei längerer Sonneneinstrahlung nicht abnimmt.

Dies ist nur ein kurzer Überblick über thermoplastische Materialien. Es gibt viele andere, auf die Sie routinemäßig stoßen, wie Nylon, Polyethylen, Polystyrol und flüssiger Silikonkautschuk. Daher wird zusätzliches Googlen dringend empfohlen.

Design für die Formbarkeit

Wenn Ihr Entwurf zuerst mit dem Ziel erstellt wurde, im 3D-Druck hergestellt zu werden, müssen Sie möglicherweise einige Anpassungen vornehmen, um sicherzustellen, dass er geformt werden kann. Während der 3D-Druck komplexe Geometrien beherrscht, sind beim Spritzgießen einige Anforderungen zu beachten, um gleichbleibende Qualitätsergebnisse zu gewährleisten.

Durch das Anpassen der Eigenschaften für das Formen kann das Harz gut in die Form fließen, gleichmäßig abkühlen und die Gefahr kosmetischer Defekte wie Senken, Stricklinien, Grate und Verwerfungen verringern.

Im Folgenden wird kurz beschrieben, wie Sie mit gängigen Funktionen in Spritzgussdesigns umgehen:

  • Wandstärke: Eine gleichmäßige Wandstärke verringert die Gefahr von verzogenen Teilen, verhindert das Senken und hilft, das Material gleichmäßig abzukühlen, so dass sich unansehnliche Stricklinien nicht bilden oder weniger hervorstechen. Eine gute Faustregel ist, Wände zu entwerfen, die nicht weniger als 40 bis 60 Prozent der angrenzenden Wände sind.
  • Abgerundete Eigenschaften: Vermeiden Sie scharfe Kanten und Ecken, um das Fließen des Harzes durch die Form zu unterstützen, die Belastung zu reduzieren und Ihrem Bauteil Festigkeit zu verleihen. Wenn scharfe Ecken für die Funktion Ihres Teils entscheidend sind, gibt es Materialien, die scharfe Merkmale besser unterstützen als andere.
  • Entwurf: In einem ähnlichen Hinweis sollten Sie den Entwurf auf senkrechten Wänden anwenden. Entwurf ist der Winkel, der auf die Oberflächen eines Teils angewendet wird, die parallel zur Bewegung der Formöffnung verlaufen. Unsere Anleitung lautet normalerweise 1 Grad Zug pro 1 Zoll Tiefe. Durch den Entwurf wird sichergestellt, dass Ihr Teil sauber aus der Form austritt.

Finden Sie einen Fertigungspartner

Die Art des Werkzeugs, das Ihr Produkt benötigt, ist der Hauptfaktor für die Bestimmung Ihres idealen Fertigungspartners. So wie Sie beim Kauf eines neuen Autos vorgehen, ist es gut, viele Lieferanten zu erkunden.

Die Auswahl eines Spritzgussherstellers ist eine wichtige Geschäftsentscheidung, daher spielen mehr Faktoren eine Rolle als der Preis. Einige der wichtigsten Punkte, die zu berücksichtigen sind, sind Vorlaufzeit, Mindestbestellmenge und Gesamtkosten für Werkzeuge und Teile.

Es ist auch wichtig, den Erfahrungsstand des Herstellers zu beachten, da das Spritzgießen ein komplexer Prozess ist. Es gibt zahlreiche Aspekte, die sich auf die Fertigungsqualität auswirken, wie z. B. Materialhandhabung, Qualitätskontrollen, Bearbeitungsmöglichkeiten und mehr. Der Kundenservice ist ein weiteres Element, das nicht übersehen werden sollte. Es ist von unschätzbarem Wert, einen Fertigungspartner zu haben, der aufgeschlossen reagiert, aktiv kommuniziert und schnell im Auftrag Ihrer Anfragen handelt.

Verwenden Sie Spritzguss für das Prototyping

Eine letzte Sache, bevor wir gehen. Spritzgießen wird oft als ein für die Produktion reservierter Prozess betrachtet. Viele glauben, dass der 3D-Druck oder in einigen Fällen die maschinelle Bearbeitung der einzige Weg ist, um Kunststoffteile kostengünstig zu prototypieren. Für spritzgegossene Prototypen gibt es jedoch ein erhebliches Geschäftsfeld.

Wenn Sie beispielsweise Markttests durchführen müssen, schleichen sich Prototyp-Volumina oft in die Hunderte, und 3D-Druck oder Bearbeitung bei diesen Volumina kann teuer werden. Mit dem kostengünstigen, schnellen Spritzgussverfahren mit Aluminiumwerkzeug können Sie Prototypen mit Produktionsmaterialien herstellen. Außerdem macht sich das Aluminium-Werkzeug manchmal sogar für einige Prototypenteile bezahlt, da es die Gewissheit gibt, dass Ihr Formdesign einmal in der Produktion wie beabsichtigt funktioniert.

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