Spritzgießen von Kleinserien: Verfahren und Tipps erklärt

In Branchen, die mit Kunststoffprodukten arbeiten, herrscht ein starker Wettbewerb, und die rechtzeitige Markteinführung eines Produkts kann über Ihren Erfolg entscheiden. Daher nutzen viele Unternehmen die Spritzgusstechnik für Kleinserien, um eine kleine Anzahl von Kunststoffprodukten in kürzester Zeit herzustellen.

Das Kunststoffspritzgießen in kleinen Stückzahlen ist in verschiedenen Branchen weit verbreitet. Es ist jedoch wichtig zu verstehen, was es bedeutet und wann es eingesetzt werden sollte. In diesem Artikel wird erörtert, wie Spritzgießen funktioniert, welche Vorteile sie bietet und welche Tipps für einen reibungslosen Ablauf nötig sind.

Was ist Low Volume Injection Molding?

Das Kleinserien-Spritzgießen ist ein schnelles Fertigungsverfahren, bei dem eine kleine Anzahl von Kunststoffteilen in einem einzigen Produktionslauf hergestellt wird. Es folgt dem typischen Spritzgießverfahren, d. h. Schmelzen des Kunststoffs, Einspritzen in eine Form, Abkühlen, damit der geschmolzene Kunststoff die Form annimmt, und Ausstoßen.

Es wird häufig für das Rapid Prototyping und die Herstellung von Kleinserien verwendet. Einerseits werden beim Rapid Prototyping Kunststoffteile in kleinen Stückzahlen hergestellt, um die Funktionalität und den ästhetischen Wert des Endprodukts zu testen. Andererseits werden bei der Kleinserienfertigung Kunststoffteile in kleinen Stückzahlen hergestellt, um sie schneller auf den Markt zu bringen.

Wie funktioniert das Spritzgießen von Kleinserien?

Das Verfahren des Kleinserien-Spritzgießens ähnelt dem des traditionellen Spritzgießens. Er umfasst die unten erläuterten Schritte:

Konstruktion und Herstellung von Formen

Der erste Schritt beim Kleinserien-Spritzgießen ist die Konstruktion der Form. Danach werden die Form und ihre Komponenten mithilfe von 3D-Druck oder CNC-Bearbeitung. Nach der Herstellung der Form werden Teile wie das Auswerfersystem installiert und die Form wird in eine Spritzgießmaschine geladen.

Einspannen der Form

Verwenden Sie nun das Klemmsystem Ihrer Wahl, um die Form in Position zu halten. Schließen Sie den Spalt zwischen den Formhälften.

Hinweis: Die Schließkraft sollte gleich der Einspritzkraft für die Form sein, um störende Bewegungen zu vermeiden.

Einspritzung und Kühlung

Der Bediener legt Kunststoffgranulat in den Einspritzzylinder ein. Wenn der Kunststoff im Zylinder schmilzt, wird er mechanisch in den Formhohlraum gedrückt. Das Kunststoffmaterial kühlt ab und verfestigt sich je nach Art des Kunststoffs im Formhohlraum.

Entformung und Endbearbeitung

Wenn sich die Aufspannplatte zurückbewegt, öffnen sich die Formhälften und der Auswerferstift drückt das fertige Teil heraus. Sie können Trennmittel anwenden in Fällen von Hinterschnitt-Spritzgießen. Schneiden Sie überschüssigen Kunststoff ab und wenden Sie bei Bedarf geeignete Nachbearbeitungsverfahren an.

Vorteile des Kunststoffspritzgießens in kleinen Stückzahlen

Im Folgenden werden einige der vielen Vorteile des Spritzgießens von Kleinserien für die Fertigung genannt.

Günstigere Formkosten

Die Werkzeugkosten beim Kleinserien-Spritzgießen sind vergleichsweise niedriger. Im Gegensatz zum traditionellen Spritzgießverfahren, bei dem gehärteter Stahl verwendet wird, wird beim Kleinserien-Spritzgießen Aluminium verwendet, was ein wirtschaftlicherer Ansatz ist.

Schnelle Durchlaufzeit

Das Spritzgießen von Kleinserien gewährleistet eine schnelle Durchlaufzeit. Mit diesem Verfahren können Sie einen Auftrag pünktlich abschließen und sofort mit dem Verkauf beginnen.

Flexibilität

Das Spritzgießen von Kleinserien bietet Flexibilität in der Fertigung. Maschinenbauer können Entwürfe ohne großen finanziellen Aufwand anpassen, um komplexere Teile herzustellen. Außerdem kann man ein Produkt vor der Massenproduktion testen. Man kann nämlich Rückmeldungen darüber erhalten, wie die Funktionalität eines Teils verbessert werden kann.

Hochwertige Teile

Der Einsatz dieser Technik ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung hochwertiger Teile mit glänzender Oberfläche. Aluminiumformen, die für das Kunststoffspritzgießen in kleinen Stückzahlen geeignet sind, leiten die Wärme schneller ab als Stahlformen. Infolgedessen weisen Kunststoffteile in kleinen Stückzahlen aufgrund ihrer schnellen Abkühlung weniger Fehler auf.

Überlegungen und Tipps für das Spritzgießen von Kleinserien

Obwohl das Spritzgießen von Kleinserien ein effizientes Herstellungsverfahren ist, ist es wichtig, es zu optimieren und das Beste aus Ihrer Investition herauszuholen. Im Folgenden finden Sie einige Tipps, die Sie beim Einsatz dieser Technik beachten sollten.

Wählen Sie das richtige Material für den Spritzguss

Um das Beste aus dem Kleinserien-Spritzgießen herauszuholen, muss der richtige Thermoplast verwendet werden. Sie sollten den Verwendungszweck des geplanten Teils berücksichtigen und anhand dessen ein Material mit den perfekten funktionellen Eigenschaften (wie Festigkeit, thermische/chemische Beständigkeit, Haltbarkeit) und ästhetischen Eigenschaften (z. B. Farbe) auswählen.

Wandstärken optimieren

Die Wandstärke sollte über das gesamte kleinvolumige Kunststoffteil gleichmäßig sein (0,04-0,14 Zoll). Dicke Wände können zu Verformungen, Senkungen oder anderen Defekten führen, während dünne Wände eine geringere strukturelle Integrität aufweisen, empfindlich auf Temperaturänderungen reagieren und anfällig für Defekte wie Verformungen sind.

Scharfe Innenecken entfernen

Scharfe Innenecken können die Integrität des Spritzgussteils beeinträchtigen. Daher ist es besser, Scheitelpunkte oder abgerundete Kanten (Radien) für eine bessere Formbarkeit zu verwenden.

Entwurfswinkel verwenden

Durch die Verwendung von Entformungswinkeln entstehen Spritzgussteile mit verjüngten Kanten, die Reibung bei der Entformung wird reduziert und eine Beschädigung von Form und Teil wird verhindert. Das Ergebnis ist eine einfachere Entnahme aus der Form.

Wie wählt man den richtigen Hersteller von Kleinserien-Spritzgießmaschinen?

Ein professioneller Hersteller von Kleinserien-Spritzgussteilen wird den gesamten Prozess rationalisieren und alles einfacher machen. Beachten Sie die folgenden Faktoren, bevor Sie sich für einen Fremdhersteller entscheiden.

Fachwissen

Der ideale Auftragsfertiger sollte über ausreichende Erfahrung und Branchenkenntnisse verfügen. Ein erfahrener Hersteller verfügt über einschlägige Fähigkeiten, fortgeschrittene Kenntnisse und die Fähigkeit, qualitativ hochwertige Teile herzustellen. Außerdem muss er die Einhaltung der Spritzgusstoleranzen nachweisen können.

Produktionskapazitäten

Der richtige Spritzgießdienst für Kleinserien sollte in der Lage sein, den höchstmöglichen Ausstoß für kleine oder mittlere Produktionsmengen zu erzielen. Außerdem sollte das Unternehmen über die richtige Ausrüstung verfügen und in der Lage sein, die Produktion bei Bedarf zu erweitern.

Kostenüberlegungen

Einer der Gründe, warum die meisten Menschen das Spritzgießen von Kleinserien nutzen, ist, dass sie Kosten sparen wollen. Vielleicht möchten Sie einen Auftragshersteller wählen, der in Ihr Budget passt. Verschiedene Unternehmen haben unterschiedliche Preise. Man sollte jedoch keine Kompromisse bei der Qualität eingehen, um die Spritzgießkosten.

Management der Lieferkette

Das Unternehmen, für das Sie sich entscheiden, muss alle Aspekte des Geschäfts, die die Beschaffung von Rohstoffen und anderen Ressourcen betreffen, sorgfältig verwalten. Eine ordnungsgemäß verwaltete Lieferkette verhindert Rückrufe und die damit verbundenen Kosten. Darüber hinaus hilft sie, Verzögerungen und eine Unter- oder Überversorgung mit Materialien zu vermeiden.

Kundenbetreuung und Kommunikation

Vergewissern Sie sich, dass das Spritzgießunternehmen einen 24/7-Kundendienst und -Unterstützung anbietet, auch wenn der Vertrag bereits abgelaufen ist. Außerdem muss das Unternehmen Sie während des gesamten Herstellungsprozesses auf dem Laufenden halten. Das Unternehmen sollte Ihre Entwürfe nicht ohne angemessene Kommunikation verändern.

Kleinserien-Spritzgießanwendungen

Von der Medizintechnik bis zur Automobilindustrie nutzen viele Branchen das Spritzgießen von Kleinserien aus unterschiedlichen Gründen. Die Technologie ist in den folgenden Bereichen anwendbar.

Brückenbau

Der Kleinserien-Spritzguss ist ein Mittel zur Skalierung von Fertigung und Produktion. Es dient als Lücke zwischen dem Prototyping und der Großserienproduktion. Indem man mit kleinen Mengen beginnt, kann man prüfen, wie sich die Produkte bewähren. Wenn die Resonanz positiv ist und die Nachfrage steigt, ist es einfacher, mehr Teile herzustellen, da die wichtigsten Werkzeuge und Anlagen bereits vorhanden sind.

Herstellung kleinerer Serien von Produkten

Für Unternehmen, die neu in der Branche sind, ist das Spritzgießen von Kleinserien ideal für die Produktion von Kleinserien. Unternehmen verfügen möglicherweise nicht über genügend Kapital, um eine Großserienproduktion zu starten. In der Fertigung gilt: Je weniger man herstellt, desto weniger gibt man aus. Bei der Einführung eines neuen Produkts verkürzt diese Technik die Vorlaufzeiten und minimiert die Investitionen.

Herstellung von Spezialprodukten

Das Kunststoffspritzgießen von Kleinserien dient zur Herstellung von Sonderanfertigungen oder Spezialprodukten, d. h. von Produkten mit einzigartigem Design, die für ein Unternehmen typisch sind. Die Hersteller passen die Formen oft an, um zusätzliche Merkmale, Spezifikationen und Zeichnungen zu berücksichtigen. Der Einsatz von Kleinserien-Spritzgießen erhöht die Produktivität und verbessert die Qualität eines Produkts.

Spritzgießen von Kleinserien vs. Großserien: Was sind die Unterschiede?

Die Unterschiede zwischen Kleinserien- und Großserien-Spritzgießen sind einfach zu erkennen. Die beiden Verfahren unterscheiden sich durch folgende Faktoren

Produktionskapazität

Der Hauptunterschied zwischen Groß- und Kleinserien-Spritzgießen ist die Produktionsmenge. Beim Low-Volume-Spritzgießen wird eine begrenzte Menge produziert, die zwischen 100 und 10.000 Teilen liegen kann. Beim High-Volume-Spritzgießen hingegen werden 10.000 Teile und mehr produziert.

Form Typ

Auch die Art des Werkzeugs kann einen Unterschied ausmachen. Häufig werden für das Spritzgießen von Kunststoffen in großen Stückzahlen Stahlformen verwendet. Der Grund dafür ist, dass Stahl stabiler und wiederverwendbar ist. Aluminiumformen sind beim Spritzgießen von Kleinserien üblich. Aluminium ist weicher und preiswerter. Außerdem lässt sich Aluminium leichter bearbeiten, so dass die Produktion fast sofort beginnen kann.

Automatisierung

Ein wesentlicher Unterschied zwischen Groß- und Kleinserien-Spritzgießen ist der erforderliche Automatisierungsgrad. Der Großserien-Spritzguss muss hoch automatisiert sein. Es wird kontinuierlich gearbeitet, um die Produktion zu steigern.

Kosten pro Einheit

Spritzgießen in großen Stückzahlen senkt die Kosten für ein einzelnes Teil. Die meisten Hersteller gewähren Rabatte, wenn die Anzahl der Teile steigt. Die Produktion in großen Mengen ist günstiger wirtschaftlich und verhilft Ihnen langfristig zu mehr Gewinn.

XC Machining bietet Spritzgießdienstleistungen für kleine Stückzahlen

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Bei XC Machining arbeiten wir eng mit unseren Kunden zusammen, um ihre Spezifikationen und Designanforderungen zu verstehen. Außerdem bieten wir professionelle technische Unterstützung in jeder Phase der Kleinserien-Spritzgießfertigung für Ihre Projekte.

Schlussfolgerung

Das Kleinserien-Spritzgießen ist seit Jahren als Massenproduktionsverfahren bekannt. Diese Definition hat sich geändert, da jetzt auch kleine Mengen von Kunststoffteilen hergestellt werden können. Diese geringere Anzahl von Teilen erhöht die Effizienz und verkürzt die Vorlaufzeiten.

FAQs

Was ist die Mindestmenge für das Spritzgießen?

Die Standard-Mindestmenge für das Spritzgießen beträgt 500 Teile.

Wie viel kostet eine Kleinserien-Spritzgussform?

Die Kosten für eine Kleinserien-Spritzgießform variieren und können von der verwendeten Fertigungstechnik, der Größe und der Komplexität des Entwurfs abhängen. Sie können von $100 bis $100.000 reichen.

Was ist die Schusskapazität beim Spritzgießen?

Die Schussleistung, die auch als Einspritzleistung bezeichnet wird, ist das Gesamtvolumen des Kunststoffs, das die Schnecke in einem Zyklus in das Werkzeug einspritzt.

Welche Form wird für Arbeiten mit geringen Stückzahlen verwendet?

Sie können entweder eine ein- oder mehrkavitäre Aluminiumform für Aufträge mit geringen Stückzahlen verwenden. Das Einzelkavitäten-Spritzgießwerkzeug produziert eine einzige Einheit und wird bevorzugt. Ein Mehrkavitätenwerkzeug stellt mehr als ein Teil her und beschleunigt die Produktion.