Einführung: Spritzgießen ist eine supercoole Art, Dinge herzustellen. Es gibt sie schon lange und sie hat die Herstellung von Dingen erheblich beschleunigt. Wenn man viele Dinge herstellt, ist es wichtig, dass es schnell und einfach geht. Das ist wichtig, weil es billiger ist, Dinge herzustellen, man kann mehr Dinge herstellen, man kann sie besser machen und man kann mehr Dinge verkaufen.

Beim Spritzgießen wird geschmolzener Kunststoff durch Kühlleitungen schnell abgekühlt, um das Material zu formen, was für große Mengen geeignet ist. Obwohl Spritzgießen hat so viele Vorteile, was sind die Nachteile des Spritzgießens? Dieser Artikel wird diese Frage zu erklären.

Was ist Spritzgießen?

Spritzgießen ist ein Herstellungsverfahren, bei dem man etwas geschmolzenes Material in eine Form spritzt. Dann lässt man es abkühlen und aushärten. Danach nimmt man es aus der Form heraus. Mit diesem Verfahren kann man ein einziges Produkt herstellen, aber normalerweise werden viele Produkte desselben Typs hergestellt. Das Material, das man in die Form spritzt, ist normalerweise Kunststoff oder Gummi.

Wie funktioniert das Spritzgießen?

Das Spritzgießen wird mit einer speziellen Spritzgießmaschine durchgeführt. Der Herstellungsprozess gliedert sich in die folgenden Schritte:

Erstellen der Form

Der erste Schritt beim Spritzgießen ist die Herstellung der Spritzgussform. Verwenden Sie eine CAD-Software (Computer Aided Design), um die Spritzgussform für das gewünschte Teil auf der Grundlage des 3D-Modells des Teils zu entwerfen. Anschließend wird die Form in zwei Teilen hergestellt, in der Regel durch CNC-Bearbeitung. Die Form besteht aus Metall, normalerweise Stahl oder Aluminium.

Einspritzung

Die beiden Werkzeughälften werden in die Schließeinheit der Spritzgießmaschine eingelegt und durch die Schließeinheit fest zusammengehalten. Das Rohmaterial wird als Granulat oder Pellets in den Zylinder gegeben, wo es bei hoher Temperatur und hohem Druck erhitzt wird, bis es schmilzt. Das nun geschmolzene Material wird in den Formhohlraum geschossen und füllt den gesamten Raum in der Form aus. Anschließend kühlt es ab, härtet aus und nimmt die Form der Gussform an.

Entformung und Endbearbeitung

Wenn das Material abgekühlt und ausgehärtet ist, wird die Form mit der Spannvorrichtung geöffnet und das gehärtete Fertigteil herausgeschoben. Am fertigen Teil werden einige Nachbearbeitungsschritte durchgeführt. Dazu gehören das Entfernen von überschüssigem Material und Stützstrukturen, das Glätten der Oberfläche und, falls erforderlich, Lackieren, Beschichten, Wärmebehandeln usw.

Welche Materialien werden üblicherweise für das Spritzgießen verwendet?

Polypropylen (PP)

PP, oder Polypropylen, ist ein vielseitiger Thermoplast, der im Spritzgussverfahren verwendet wird. Er ist leicht, chemikalienbeständig und hält Belastungen gut stand. Deshalb ist es die erste Wahl für die Herstellung von Verpackungen, Behältern und Autoteilen.

Polyethylen (PE)

Polyethylen (PE) ist ein leichter Kunststoff, der für seine Flexibilität und niedrigen Kosten bekannt ist. Es gibt verschiedene Typen wie HDPE und LDPE, die in vielen verschiedenen Branchen verwendet werden können, von Verpackungen und Behältern bis hin zu landwirtschaftlichen Produkten und Spielzeug.

Polystyrol (PS)

Polystyrol (PS) ist klar, hart und billig. Es wird häufig für Wegwerfartikel wie Verpackungen, Lebensmittelbehälter und Wegwerfbesteck verwendet, weil es leicht zu formen ist und nicht viel kostet.

Nylon (PA 6)

Nylon, insbesondere Nylon 6 oder PA 6, ist dafür bekannt, dass es stark, zäh und verschleißfest ist. Es eignet sich hervorragend für die Herstellung mechanischer Teile und wird häufig für Zahnräder, Lager und andere Teile verwendet, die in hoher Stückzahl produziert werden, lange halten und sehr präzise gefertigt werden müssen.

Polycarbonat (PC)

PC oder Polycarbonat ist dafür bekannt, dass es durchsichtig, robust und hitzebeständig ist. Deshalb wird es zur Herstellung von Brillengläsern, Computerteilen und durchsichtigen, bruchsicheren Gegenständen in vielen verschiedenen Branchen verwendet.

Wo liegen die Grenzen des Spritzgießens?

Hohe anfängliche Formkosten

Einer der großen Nachteile des Spritzgießens sind die hohen Kosten für die Herstellung der Form. Der Entwurf und die Herstellung einer Form, die an eine bestimmte Teileform angepasst ist, kann sehr teuer sein, insbesondere bei komplexen oder ausgefallenen Designs. Für Unternehmen mit kleinerer Produktion oder begrenzten Budgets kann diese Anfangsinvestition ein entscheidender Faktor sein.

Das Spritzgießen ist eine Präzisionsfertigungstechnologie, die hohe Kosten erfordert, um Produktqualität und -konsistenz zu gewährleisten. Die Herstellung von Spritzgussteilen erfordert einen hohen Aufwand an Ausrüstung, Verfahren und Personal, was zu hohen Produktionskosten führt. Darüber hinaus erfordert das Spritzgießverfahren die Verwendung hochwertiger Rohstoffe und Zusatzstoffe, was die Kosten weiter erhöht.

Grenzen des Designs

Das Spritzgießen ist sehr vielseitig und eignet sich für die Herstellung aller Arten von Formen und Details, aber es gibt dennoch einige Dinge, an die man denken muss. Einige Formen, wie scharfe Ecken, dünne Wände oder tiefe Rillen, können es schwierig machen, die Form zu füllen, das Teil abzukühlen oder es aus der Form zu bekommen.

Wenn man Teile für das Spritzgießen entwirft, muss man sich über Dinge wie Entformungswinkel, Wandstärken und andere Dinge Gedanken machen, um sicherzustellen, dass die Form funktioniert und die Teile gut herauskommen. Manchmal muss man zusätzliche Dinge in die Form einbauen oder zusätzliche Dinge am Teil machen, damit es funktioniert, und das kann es teurer machen.

Sichtbare Mängel am fertigen Produkt

Obwohl das Verfahren äußerst präzise ist, kann das fertige Produkt dennoch kleinere Fehler aufweisen, die im Spritzgussverfahren zurückbleiben. Bitte beachten Sie, dass solche Fehler die Funktionalität des Teils nicht beeinträchtigen. Zu den Fehlern gehören Verformungen, Düsentropfen, Einfallstellen, Fließspuren und Schweißspuren.

Höhere Kosten

Für das Spritzgießen ist eine Vielzahl von Geräten erforderlich, darunter Spritzgießmaschinen, Formen, automatische Transporteinrichtungen und zugehörige Hilfsgeräte. Diese Geräte müssen streng gewartet und verwaltet werden, und wenn ein Fehler auftritt, sind die Reparaturkosten relativ hoch.

Das Spritzgießen erfordert außerdem hochpräzise Temperaturregelungssysteme und Druckregelungssysteme, und die Anlagen müssen ein hohes Maß an Stabilität und Zuverlässigkeit aufweisen.

Die Einrichtungskosten des Spritzgießens sind hoch. Die benötigten Geräte und Werkzeuge sind sehr teuer. Außerdem müssen immer wieder Prototypen von Formen hergestellt und getestet werden. Außerdem sind erfahrene Fachkräfte für die Konstruktion der Formen erforderlich, um zusätzliche Kosten im Produktionsprozess zu vermeiden.

Lange Produktionszyklen

Der Produktionszyklus des Kunststoffspritzgießens ist relativ lang und dauert in der Regel mehrere Tage bis mehrere Wochen. Dies liegt vor allem daran, dass das Spritzgießen mehrere Schritte erfordert, wie z. B. den Formenbau, die Erprobung der Form und die Massenproduktion, und jeder Schritt nimmt viel Zeit in Anspruch. Dies macht den Produktionszyklus des Spritzgießens auch für die Bearbeitung dringender Aufträge nicht gerade förderlich.

Im Vergleich zu anderen Rapid-Prototyping-Methoden wie dem 3D-Druck dauert es beim Kunststoffspritzguss in der Regel länger, bis man mit der Herstellung beginnen kann. Der Prozess umfasst den Entwurf und die Herstellung von Formen, die Durchführung von Formversuchen und die Einstellung von Prozessparametern, bevor Sie mit der Herstellung von Teilen in großen Mengen beginnen können. Die Zeit vom Konzept bis zum fertigen Teil kann also länger sein als bei schnelleren Prototyping-Verfahren.

Umweltverschmutzung

Wenn man Dinge mit Spritzguss herstellt, kann man auch schlechte Dinge herstellen. Man kann zum Beispiel Gas und Wasser herstellen, was schlecht für die Welt ist. Und man braucht eine Menge Energie und andere Dinge, um Dinge im Spritzgussverfahren herzustellen, was ebenfalls schlecht für die Welt ist.

Beschränkungen bei Materialien

Bei den Materialien für das Spritzgießen handelt es sich in der Regel um Thermoplaste, wie Polypropylen, Polyurethan usw. Diese Materialien haben bestimmte chemische und physikalische Eigenschaften, so dass ihre spezifische Leistung ebenfalls begrenzt ist.

Beim Spritzgießen müssen die Fließfähigkeit und der Schmelzindex des Materials berücksichtigt werden, so dass einige spezielle Materialien nicht für das Spritzgießen geeignet sind, wie z. B. einige Materialien mit hohen Anforderungen an die Hochtemperaturleistung und die chemische Korrosionsbeständigkeit.

Beschränkungen der Größe

Das Spritzgießen hat einige Grenzen, wenn es um die Größe der Teile geht. Im Allgemeinen eignet sich das Spritzgießen für kleine und mittelgroße Teile. Wenn Sie jedoch große Teile herstellen wollen, müssen Sie überlegen, wie kompliziert die Form ist und wie viel sie kostet.

Außerdem ist das Spritzgießen in der Regel für Teile geeignet, die 300 mm oder weniger groß sind. Wenn Sie Teile herstellen, die größer als 300 mm sind, müssen Sie andere Gussverfahren anwenden.

Das Spritzgießen kann in der Größe begrenzt sein, insbesondere bei großen Teilen. Die Größe der Spritzgießmaschine und die Größe des Formhohlraums können das größte herstellbare Teil begrenzen. Wenn Sie ein zu großes Teil herstellen möchten, benötigen Sie möglicherweise eine spezielle Ausrüstung oder mehrere Kavitäten, was das Verfahren teurer und komplizierter macht.

Beschränkungen in der Form

Das Spritzgießen hat einige Einschränkungen hinsichtlich der Form des Teils. Das Spritzgießen eignet sich am besten für die Herstellung von Teilen mit einfachen Formen, wie zylindrisch, kastenförmig usw. Für Teile mit komplexen Formen sind mehrere Spritzgieß- und Nachbearbeitungsvorgänge erforderlich, die die Kosten und die Komplexität erhöhen.

Schlussfolgerung

Spritzgießen ist eine großartige Methode, um schnell viele Teile herzustellen. Es können Teile hergestellt werden, die wirklich präzise sind und viele Details aufweisen. Aber es hat auch einige Probleme. Die Herstellung der Gussformen ist sehr teuer. Es dauert sehr lange, die Teile herzustellen.

Man kann keine Teile herstellen, die zu kompliziert sind. Man muss die richtige Art von Kunststoff verwenden und die Teile in der richtigen Größe herstellen. Es kostet viel, die Maschinen zu kaufen und sie in Betrieb zu halten. Es kann eine Sauerei verursachen und die Umwelt schädigen. Man kann nicht alles damit herstellen.