Das Spritzgießen ist eines der am häufigsten verwendeten Fertigungsverfahren, insbesondere für die Herstellung von Kunststoffteilen und -komponenten. Das äußerst vielseitige Verfahren ermöglicht die Herstellung einfacher und komplexer Teile mit hoher Präzision und unterstützt eine umfangreiche Materialauswahl.
Das Kunststoff-Spritzgießverfahren kann jedoch ziemlich teuer sein. Manche behaupten jedoch, das Spritzgießen sei kosteneffizient, insbesondere im Vergleich zu anderen Herstellungsverfahren. Was davon ist also wahr? Die Kosten des Spritzgießens können je nach einer Reihe von Produktionsfaktoren variieren.
Dieser Artikel gibt einen detaillierten Überblick über die verschiedenen Faktoren, die die Kosten des Kunststoffspritzgießens beeinflussen, und darüber, wie diese Kosten gesenkt werden können, einschließlich einer typischen Mengenanalyse der Kosten pro Teil eines Spritzgießprojekts.
Faktoren, die die Kosten des Spritzgießens beeinflussen
Die Kosten für das Spritzgießen hängen von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. den herzustellenden Teilen, den Werkzeugkosten, der Materialauswahl, der Oberflächenbehandlung und sogar den Kosten für den Bediener.
In diesem Abschnitt wird jeder Faktor, der sich auf die Kosten des Spritzgießens auswirkt, sorgfältig untersucht. Schauen wir nach.
1. Kosten des Teils
Die Kosten der Teile, die Sie gießen, hängen von verschiedenen Faktoren wie Größe und Komplexität des Designs ab. Daher kann ein klares Verständnis darüber, wie jeder einzelne Faktor die Kosten des Teils beeinflusst, Einblicke in die Optimierung der Gesamtkosten des Spritzgießens geben.
Entwurfskomplexität
Was die Kosten des Spritzgießens betrifft, so ist das einfache Konstruktionsprinzip ausschlaggebend. Die Regel ist einfach und gilt für alle Aspekte der Herstellung, einschließlich des Spritzgießens: Je komplizierter das Design, desto höher die Herstellungskosten. Bezogen auf das Spritzgießen bedeutet dies, dass der Hersteller für die Herstellung komplexer Teile auch komplexe Formen herstellen muss, die für diese Teile geeignet sind.
Daher empfehlen wir, vor dem Spritzgießen Ihre Designdetails und die entsprechenden Anforderungen an die Form sorgfältig zu prüfen. Alle Designdetails, die als unnötig erachtet werden, können entfernt werden, um eine kostengünstige Produktion zu ermöglichen.
Größe des Teils
Es ist auch wichtig zu verstehen, wie sich die Größe des Teils, das Sie spritzgießen, auf die Herstellungskosten auswirkt. In der Regel verursachen größere Bauteile höhere Spritzgießkosten. In der Regel erfordert das Spritzgießen größerer Bauteile anspruchsvollere Spritzgießvorrichtungen und -formen. Außerdem erfordern größere Teile längere Produktionszyklen, was die Kosten weiter erhöht.
2. Werkzeugkosten
Die Kosten für die beim Spritzgießen verwendeten Werkzeuge hängen von einer Reihe weiterer Faktoren ab. Dazu gehören die Wahl des Herstellungsverfahrens für die Formherstellung, das verwendete Material, die Formgröße und die Komplexität.
Wahl des Herstellungsverfahrens für die Form
Im Allgemeinen werden Spritzgießkosten durch eines dieser Verfahren erzeugt: CNC-Bearbeitung, 3D-Druck oder EDM-Bearbeitung.
- CNC-Bearbeitung von Formen: Die CNC-Bearbeitung ist eines der vielseitigsten Fertigungsverfahren, das sich für die Herstellung von Hochpräzisionsteilen eignet. Mit diesem Verfahren können Maschinenbauer langlebige Spritzgussformen aus Stahl oder Aluminium herstellen, unabhängig von der Komplexität des Designs.
- 3D-Druck-Formen: Der 3D-Druck eignet sich für die Herstellung fast aller Strukturen und Teile. Allerdings lassen sich damit weniger haltbare Spritzgussformen zu geringeren Kosten herstellen. Er eignet sich daher für Hersteller, die die Eignung eines Teils testen wollen, bevor sie mit der Produktion von Großserienteilen beginnen. Das gängigste Verfahren zur Herstellung von 3D-gedruckten Spritzgießwerkzeugen ist Stereolithographie (SLA).
- EDM-Formen: Die Funkenerosion (EDM) ist eine anspruchsvolle Technologie, die speziell für die Bearbeitung komplexer und feiner Merkmale entwickelt wurde. Es handelt sich um ein hochpräzises subtraktives Fertigungsverfahren, das die sorgfältige Herstellung der Form unter Berücksichtigung aller komplizierten Details gewährleistet. Es eignet sich zuverlässig für die Herstellung von Formen aus harten, leitfähigen Metallen und Legierungen, unabhängig von kompliziertem Design und engen Toleranzvorgaben.
Material der Form
In der Regel werden Spritzgussteile aus Stahl und Aluminium hergestellt. Wie sich das gewählte Material auf den Preis des Spritzgießens auswirkt, ist ziemlich einfach zu erklären. Beide Materialien sind für die Herstellung von Teilen hervorragend geeignet. Stahl hat jedoch bessere mechanische Eigenschaften, vor allem in Bezug auf Zähigkeit und Langlebigkeit, und ist daher die bessere Wahl für das Spritzgießen von Großserien.
Formenbau
Wie wir wissen, erfordert das Gießen komplexer Teile eine Präzisionsbearbeitung und ein hohes Maß an Fachwissen bei der Herstellung. Daher sind solche Formen teurer als solche für einfachere Details, Formen und Strukturen. Im Allgemeinen ziehen es die Hersteller vor, bei der Herstellung komplexer Teile mit einer Aluminiumform zu arbeiten, um Kosten zu sparen. Außerdem ist Aluminium einfacher zu bearbeiten und hat geringere Wartungskosten.
Form Größe
Die Größe des Formhohlraums ist ein weiterer Faktor, der die Kosten für Spritzgusswerkzeuge beeinflusst. Die Herstellungszeit und die Kosten steigen mit zunehmender Größe der Form. Auch die Anzahl der Kavitäten wirkt sich auf die Werkzeug- und schließlich auf die Spritzgießkosten aus. Auch hier gilt: Formen mit einer einzigen Kavität lassen sich leichter und mit weniger Zeitaufwand herstellen als solche mit mehreren Kavitäten.
3. Arbeitskosten
Wie andere Faktoren, die wir bisher erörtert haben, wirken sich die Arbeitskosten unterschiedlich auf das Spritzgießen aus.
Kosten für den Betreiber
Auch wenn der Spritzgießprozess nahezu automatisiert ist, benötigen Sie dennoch einen Experten, der den gesamten Prozess überwacht. Dieses Personal muss je nach seinem Fachwissen bezahlt werden.
Kosten der Einrichtung
Die Kosten für den Kauf, die Konfiguration und die Einrichtung einer Spritzgießmaschine beeinflussen die Kosten für das Spritzgießen. Sie können davon ausgehen, dass ein Unternehmen, das fortschrittliche Maschinen verwendet, einen höheren Preis für das Spritzgießen verlangt als ein Unternehmen, das einfache Maschinen verwendet.
Reparatur- und Wartungskosten
Neben den Kosten für die Einrichtung der Maschine und die Vergütung des Bedieners muss die Maschine regelmäßig gewartet werden. Neben anderen Reparaturen und dem Austausch fehlerhafter Teile wirkt sich dies auch auf die Kosten pro Teil der spritzgegossenen Komponenten aus.
4. Spritzgießmaterial
In der Tat wird das Spritzgießen in der Regel zur Herstellung von Kunststoffteilen verwendet, die im Vergleich zu Metallen relativ billig sind. Dennoch gibt es Unterschiede, die oft auf ihren Eigenschaften, ihrer Verfügbarkeit und ihrer Verwendbarkeit beruhen. Diese Faktoren beeinflussen die Kosten pro Kilogramm spritzgegossener Kunststoffe. Materialien mit besseren mechanischen Eigenschaften sind in der Regel teurer.
Zum Beispiel sind Materialien wie Polyethylen und ABS eine ausgezeichnete Wahl, da sie ein gutes Gleichgewicht zwischen Kosteneffizienz und Festigkeit aufweisen.
5. Produktionsmenge
Die Menge der herzustellenden Teile wirkt sich auch auf die Kosten des Spritzgießens aus. Das Produktionsvolumen bestimmt u. a. die Menge der Rohstoffe - hauptsächlich Kunststoffe und Harze -, die Art der verwendeten Maschine sowie die Qualität und Festigkeit der Spritzgussform. Im Gegensatz zu anderen Faktoren, die sich auf die Kosten auswirken, besteht hier jedoch kein direkter Zusammenhang, vor allem wenn es um die Kosten pro Teil geht.
Lassen Sie uns daher erklären, wie das Produktionsvolumen die Gesamtkosten des Spritzgießens beeinflussen kann.
Produktion in kleinem Maßstab
Im Allgemeinen würde man erwarten, dass die Produktion von Kleinserien weniger kostet. Dies ist jedoch nicht immer der Fall, da die Komplexität des Teils und die Materialwahl neben anderen Merkmalen eine größere Rolle spielen können. Daher können die Stückkosten der Kleinserienfertigung immer noch teuer sein. Da jedoch weniger Rohstoffe benötigt werden und es sich um eine Kleinserie handelt, reicht eine einfache Aluminiumform aus, um die Kosten zu senken.
Mittelgroße bis große Produktion
Bei einer mittleren bis großen Produktion können die Spritzgießkosten pro Stück billiger sein, da die gesamten Werkzeugkosten, neben anderen Faktoren, die die Produktionskosten beeinflussen, auf die gesamte Produktion umgelegt werden. Für Großserien benötigen wir jedoch oft anspruchsvollere Werkzeuge, wie z. B. Stahlformen, damit sie den Belastungen bei der Herstellung einer großen Anzahl von Teilen standhalten. Dadurch erhöhen sich die Produktionskosten.
6. Optionen für die Oberflächenveredelung
Auch die Oberflächenveredelung und die sekundären Verarbeitungsprozesse spielen eine entscheidende Rolle bei den Kosten eines Spritzgussteils. Zu den typischen Oberflächenveredelungen für diese Teile gehören Lackierung und Pulverbeschichtung, die zur Verbesserung der Haltbarkeit und des Aussehens des Teils beitragen.
Es ist jedoch anzumerken, dass nicht alle Teile eine Oberflächenbearbeitung benötigen, insbesondere wenn der Herstellungsprozess exakt ist und nur wenige oder gar keine Fehler aufweist. Daher sollten Nachbearbeitungsvorgänge nicht zwingend erforderlich sein, sondern nur dann, wenn sie notwendig sind. Außerdem sollte derselbe Dienstleister, der bei der Herstellung des Teils hilft, auch für die Oberflächenveredelungda viele ihren Kunden einen Rabatt gewähren können.
7. Anforderungen an die Verpackung und Inspektion von Teilen
Diese beiden Komponenten scheinen zwar vernachlässigbar zu sein, wirken sich aber erheblich auf die Gesamtkosten von Spritzgussteilen aus. Die Kosten für die Verpackung der Teile und die Gewährleistung der Qualitätskontrolle, damit sie den Industriestandards entsprechen, wirken sich ebenfalls auf die Preise des Spritzgießens aus.
Wie lassen sich die Kosten für das Spritzgießen senken?
Obwohl das Spritzgießen relativ billiger ist als andere Herstellungsverfahren, können einige Praktiken die Kosten erhöhen. Daher kann es sich für eine kosteneffiziente Konstruktion für das Spritzgießen als effektiv erweisen, wenn Sie diese Merkmale in Ihrem Entwurf vermeiden.
1. Vereinfachen Sie das Design
Ein kompliziertes Design ist einer der Hauptfaktoren, der die Kosten des Spritzgießens erhöht. Daher hilft die Optimierung Ihres Designs, die Kosten für das Spritzgießen von Werkzeugen zu vermeiden, da eine einfache Form für Ihre Fertigung geeignet ist. Nachfolgend finden Sie Möglichkeiten zur Vereinfachung des Designs und der Formen Ihres Teils.
Wandstärken vermeiden
Die Beibehaltung einer einheitlichen Wandstärke trägt nicht nur zur Senkung der Herstellungskosten bei, sondern vereinfacht auch Ihr Design. Dadurch wird die Gefahr von Fehlern beim Spritzgießen verringert. Außerdem wird die Menge an Rohstoffen für die Herstellung des gewünschten Teils reduziert, was zu kürzeren Produktionszeiten führt.
Vermeiden Sie die Verwendung von Sonderformen
Einige Designspezifikationen können die Herstellung von Sonderformen erfordern, um das gewünschte Design zu erreichen. Dies erhöht jedoch die Gesamtkosten erheblich. Wenn es sich vermeiden lässt, sollten Sie daher die Konstruktion so optimieren, dass Standardformen verwendet werden, um die Kosten zu senken. Spritzgießwerkzeug Kosten und den gesamten Spritzgießprozess.
Minimieren Sie die Anzahl der Hohlräume
Wie wir bereits erörtert haben, kann eine Erhöhung der Anzahl der Kavitäten Ihre Spritzgießkosten erhöhen. Diese Mehrfachkavitäten kommen zwar der Produktionsleistung zugute, erhöhen aber auch die Werkzeugkosten. Daher ist ein ausgewogenes Verhältnis zwischen komplexen Werkzeuganforderungen und Spritzgießkonfigurationen entscheidend für die Gesamtproduktionskosten.
2. Optimieren Sie die Materialauswahl
Die Wahl des Materials spielt eine entscheidende Rolle bei den Gesamtkosten eines jeden Fertigungsprozesses. Ihre Fertigung kann jedoch manchmal High-End-Materialien erfordern, insbesondere wenn die Anwendung hohe Anforderungen an die mechanisch Widerstandsfähigkeit und Haltbarkeit.
So sind beispielsweise Polyoxymethylen (POM) und Polyetheretherketon (PEEK) gebräuchlich, wenn es um gehärtete Kunststoffe in Industriequalität geht. Letzterer ist jedoch etwa vier- bis siebenmal billiger. Tatsächlich ist PEEK kein geeigneter Kunststoff für Spritzgussteile.
Eine weitere Möglichkeit, die Kosten für das Spritzgießen durch Materialoptionen zu senken, ist die Wiederverwendung von Kunststoffen, insbesondere von gehärteten Kunststoffen für Angüsse und Angüsse. Wir müssen Sie jedoch darauf hinweisen, dass dies die Qualität des Endprodukts beeinträchtigen kann.
3. Unnötige Teile reduzieren Merkmale
Streichung unnötiger Teile, wie Hinterschnitt beim SpritzgießenÜbermäßig komplexe Geometrien und komplizierte Details senken die Spritzgießkosten. Konzentrieren Sie sich mehr auf die wichtigsten Details, die für die optimale Funktionalität des Teils erforderlich sind. Andere Merkmale sind ergänzend und können zur Vereinfachung Ihres Entwurfs beitragen.
4. Aufwändige Nachbearbeitung minimieren
Wir haben auch erwähnt, dass eine anspruchsvolle Oberflächenbearbeitung die Herstellungskosten erhöhen kann. Daher kann sich die Beschränkung auf einfachere Nachbearbeitungs- und Veredelungsvorgänge als wirksam erweisen, um die Kosten zu optimieren. Dies kann jedoch die Gesamtqualität und Haltbarkeit des Produkts beeinträchtigen.
5. Versuchen Sie die Wiederverwendung von Formen
Die Wiederverwendung von Spritzgießkosten für mehrere Anfertigungen kann die Werkzeugkosten erheblich senken. Wenn es möglich ist, sollten Sie dies in Erwägung ziehen, da es dazu beiträgt, den Bedarf an neuen Werkzeugen zu vermeiden. Die Wiederverwendung von Formen trägt auch dazu bei, die Produktionszyklen zu verkürzen und die Kosten zu senken, die bei der Herstellung neuer Formen anfallen. Es kann jedoch sein, dass Sie die Formen für verschiedene Teile abändern müssen, um eine optimale Funktionalität des Produkts zu gewährleisten.
Analyse der Kosten des Spritzgießens für verschiedene Produktionsvolumina
In diesem Abschnitt wird anhand einer Tabelle ein Überblick über die Kosten des Spritzgießens gegeben, wobei die Kosten mit dem Produktionsvolumen verglichen werden.
Kostenanalyse | Produktion in kleinem Maßstab | Mittelgroße Produktion | Produktion in großem Maßstab |
Produktionsvolumen | 10 - 1,000 | 1,000 - 10,000 | 10,000 - 100,000 |
Materialkosten (pro Teil) | $0.5 / Teil | $0.5 / Teil | $0.5 / Teil |
Gesamtkosten für Materialien | 50 | 5000 | 50000 |
Werkzeugkosten (z. B. Form, Maschine) | 100 | 5000 | 20000 |
Arbeitskosten (pro Teil) | 4 | 2.5 | 1.5 |
Arbeitskosten insgesamt | 400 | 25000 | 150000 |
Die Gesamtkosten des Spritzgießverfahrens | 550 | 35000 | 220000 |
Kosten pro Teil ($) | 5.5 | 3.5 | 2.2 |
Anhand dessen, was wir zuvor geschrieben haben, können Sie nun sehen, wie sich die verschiedenen Faktoren auf die Gesamtkosten und die Kosten pro Teil auswirken. Die Unterschiede bei den Werkzeugkosten beruhen auf der Ausgereiftheit der Maschinen und Werkzeugtypen, die in den einzelnen Produktionsprozessen zum Einsatz kommen.
Zum Beispiel, ein 3D-gedruckt Für das Spritzgießen in kleinem Maßstab kann eine einfache Form ausreichen, während für den mittleren Maßstab Aluminiumformen und für das Spritzgießen in großem Maßstab Stahlformen erforderlich sind. Außerdem werden mit steigender Produktion immer umfangreichere und komplexere Maschinen benötigt.
XC Machining Experte für Spritzgießdienstleistungen
Neben einem grundlegenden Verständnis für die Kosten des Spritzgießens, einschließlich der verschiedenen Elemente, die die Kosten beeinflussen, ist es wichtig, sich mit dem Prozess zu beschäftigen. Außerdem sind diese Maschinen teuer, daher ist es am besten, für Ihr Projekt mit einem erfahrenen Dienstleister zusammenzuarbeiten.
Unser Team bei XC Machining besteht aus Experten auf dem Gebiet des Spritzgießens. Wir sind stolz auf unsere Fähigkeit, qualitativ hochwertige und kosteneffiziente Gusslösungen zu liefern, die den Anforderungen unserer Kunden entsprechen. Ganz gleich, ob Sie Prototypen in kleinen Stückzahlen oder Großserien benötigen, XinCheng verfügt über die Kapazität und das Fachwissen, um Folgendes zu bieten Spritzgießdienstleistungen für Ihre Projekte. Kontaktieren Sie uns einfach noch heute!
Schlussfolgerung
Die Kosten für Spritzgießdienstleistungen variieren je nach den verschiedenen Produktionsfaktoren. Dazu gehören die Werkzeug- und Arbeitskosten für das Spritzgießen, die Komplexität der Konstruktion, die Wahl der Formen usw. Wenn Sie diese Faktoren kennen, können Sie fundierte Entscheidungen treffen, um die Kosten für diese Dienstleistungen zu senken, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. Ein typisches Mittel, um diese Kosten zu senken, besteht darin, Ihr Teil von allen unnötigen Designkomplikationen zu befreien, die die Funktionalität des Teils nicht verbessern.
FAQs
Ist Spritzgießen teuer?
Die Kosten der Einspritzung hängen von verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehören die Komplexität des Designs, die Werkzeug- und Arbeitskosten, die Materialauswahl und das Produktionsvolumen. Allerdings ist das Spritzgießen relativ kostengünstiger als Fertigungsverfahren wie CNC und 3D-Druck, insbesondere bei großen Produktionsserien.
Wie viel kostet das Spritzgießen?
Wie wir bereits festgestellt haben, hängen die Kosten des Spritzgießens von verschiedenen Faktoren ab. Die Kosten pro Teil können jedoch so niedrig wie $2 bis $5 sein.
Wie lange dauert das Spritzgießverfahren?
Auch die Zeit, die für das Spritzgießen von Teilen benötigt wird, wird von ähnlichen Faktoren beeinflusst, die sich auf die Kosten auswirken. Dazu gehören die Komplexität des Designs, die Wahl des Materials, die Komplexität des Werkzeugs, die Rüstzeit usw. Die Zykluszeit für Spritzgießvorgänge ist jedoch kurz und wird in Sekunden gemessen. Andere Faktoren wie die Kühlzeit und die Nachbearbeitung können die Gesamtzeit für die Herstellung von Spritzgussteilen ebenfalls beeinflussen.