Wie unterscheidet sich das Spritzgießen großer Teile vom herkömmlichen Spritzgießen?

Das Spritzgießen ist ein Arbeitspferd in unzähligen Industriezweigen. Von Legosteinen bis hin zu Karosserieteilen wird alles nach denselben Grundprinzipien hergestellt: Erhitzen des Kunststoffs, bis er flüssig ist, Einspritzen in eine Form, Abkühlen in eine feste Form.

Aber Spritzgießen ist nicht gleich Spritzgießen. Herkömmliche Spritzgießmaschinen sind in der Regel kleiner und auf die Großserienproduktion kleiner Teile ausgerichtet. Für das Spritzgießen großer Teile sind Hochleistungsmaschinen erforderlich, um übergroße Komponenten wie Paletten, Kisten, Möbel und Gerätegehäuse herzustellen.

Wenn Sie große Kunststoffteile herstellen lassen müssen, kann es verlockend sein, einfach von herkömmlichen auf Spritzgießen von großen Teileng. Es ist jedoch nicht so einfach, die Zahl der Arbeitsplätze zu erhöhen - es gibt einige wichtige Unterschiede, die zu beachten sind, bevor man den Hebel umlegt.

Was ist Großteile-Spritzgießen?

Lassen Sie uns mit einigen wichtigen Begriffen beginnen. Traditionelles Spritzgießen bezieht sich im Allgemeinen auf Maschinen, die kleine Teile herstellen - denken Sie an Handyhüllen oder Lebensmittelbehälter. Das Großteile-Spritzgießen ist für größere Bauteile ausgelegt, die in Fuß und nicht in Zoll oder kleiner gemessen werden.

Es gibt keine feste Grenze, ab der der Spritzguss von "großen Teilen" beginnt. Aber im Allgemeinen würden Formen mit einem Durchmesser von mehr als 1,5 m in jeder Richtung die Bezeichnung "groß" sprengen. Bauteile mit einem Volumen von mehr als 1 Kubikfuß und dünnen Wänden mit einer Dicke von weniger als 1⁄4 Zoll erfordern ebenfalls eine speziellere Ausrüstung für große Teile.

Das Großteile-Spritzgießen kam in den 1980er Jahren in Mode, als die Hersteller herausfanden, wie sie das Verfahren für immer größere Bauteile wirtschaftlich ausbauen konnten.

Heute werden große Teile des Spritzgießens direkt zu Hause hergestellt:

• Paletten
• Kisten
• Totes
• Auto-Stoßstangen
• Kajak-Rümpfe
• Gehäuse des Geräts
• Möbel

Und vieles mehr. Wenn Sie ein großes Kunststoffteil benötigen, steht wahrscheinlich das Spritzgießen großer Teile auf dem Programm.

Was das Verfahren selbst betrifft, so funktioniert das Spritzgießen großer Teile ähnlich wie das herkömmliche Spritzgießen. Das Kunststoffgranulat wird durch Schwerkraft aus einem Trichter in die Einspritzkammer befördert. Eine Extruderschnecke mischt und schert das Material und erhitzt es in einen flüssigen Zustand.

Wenn der Kunststoff geschmolzen ist, bewegt sich die Schnecke nach vorne und spritzt das Material mit hohem Druck in die Form. Die Formhälften klemmen zusammen, um Lecks zu verhindern, wenn das Material den offenen Hohlraum füllt.

Nach einer Abkühlphase trennt sich die Form, und Roboterarme mit Saugnäpfen greifen und zerren die gehärteten Kunststoffteile heraus. Die abgekühlten Teile fallen über eine Rutsche in Behälter zum Verpacken und Versenden oder zur Nachbearbeitung.

Wie unterscheidet sich das Spritzgießen großer Teile vom herkömmlichen Spritzgießen?

Die Umstellung auf das Spritzgießen großer Teile ist zwar grundsätzlich ähnlich, erfordert aber im Vergleich zum herkömmlichen Spritzgießen einige Anpassungen der Ausrüstung und zusätzliche Überlegungen. Hier sind einige der Hauptunterschiede.

1. Tonnage

Beim Spritzgießen bezieht sich die Tonnage auf die Schließkraft, die die Maschine ausüben kann. Diese Kraft hält die Formhälften während des Einspritzens zusammen, um Leckagen zu verhindern.

Je größer die Oberfläche des Werkstücks ist, desto mehr Kraft ist insgesamt erforderlich. Als Faustregel kann man mit 1 Tonne Druck pro Quadratzoll projizierter Fläche auf dem Teil rechnen.

Das Spritzgießen von großen Teilen erfordert einige sehr leistungsfähige Maschinen, um eine ausreichende Schließkraft zu gewährleisten. Herkömmliche Spritzgießmaschinen erreichen oft nicht mehr als 500 Tonnen Druck. Spritzgießmaschinen für große Teile fangen bei 500 Tonnen an, wobei die größten Monster auf dem Markt über 4.000 Tonnen ausüben!

All dieser zusätzliche Druck erfordert hochbelastbare Formplatten, die der Kraft standhalten können, ohne sich zu verbiegen, sowie insgesamt stärkere Rahmen, die diese schweren Formen bewegen und manipulieren können.

2. Formgestaltung

Ein weiterer wesentlicher Unterschied liegt in den viel größeren Formhälften, die für die Bearbeitung großer Teile erforderlich sind. Die Herstellung dieser massiven Stücke bearbeiteten Stahls dauert viel länger.

Eine herkömmliche Spritzgussform könnte Blöcke von etwa 36 mal 30 Zoll verwenden. Gängige Spritzgussformen für große Teile sind oft 72 mal 60 Zoll groß, manche sogar noch größer. Das manuelle Schnitzen dieser Kavitäten erfordert spezielle Ausrüstung und viel längere Vorlaufzeiten.

Formen für große Teile kosten in der Regel auch 5-10 Mal mehr, da sie mehr Material, Bearbeitung, Versand und Handhabung erfordern. Jeder kleine Konstruktionsfehler führt später zu großen Qualitätsproblemen. Für die Konstruktion von Werkzeugen für große Teile ist ein erheblicher technischer Aufwand erforderlich.

3. Vorlaufzeiten

Apropos Vorlaufzeit: Hier kommen Terminprobleme ins Spiel. Beim Spritzgießen großer Teile dauert es im Durchschnitt 16-20 Wochen, bis die Form nach Genehmigung des Entwurfs fertiggestellt ist. Herkömmliche Spritzgussformen werden oft innerhalb von 14 Wochen ausgeliefert.

Es dauert länger, diese monströsen Formen zu schnitzen, einschließlich der speziellen Fähigkeiten, Maschinen und Materialhandhabungsgeräte. Auch die Verfügbarkeit von Stahl kann Projekte verzögern, wenn die Ressourcen knapp werden.

Wie immer gilt: Wenn Sie den Aufpreis bezahlen können, können Sie mit dem Eildienst 1-4 Wochen aus dem Zeitplan herausholen. Bedenken Sie aber, dass kundenspezifische Aufträge zu Verzögerungen bei allen bereits im Zeitplan befindlichen Artikeln in der Warteschlange führen!

4. Teil Kosten

Durch die höheren Werkzeugkosten und den Bedarf an leistungsfähigeren Spritzgießmaschinen steigen die Kosten pro Teil beim Spritzgießen großer Teile erheblich. Die sekundären Nachbearbeitungsschritte sind jedoch oft günstiger.

Ein traditionelles Kunststoffteil kann zum Beispiel einen Tampondruck für das Branding oder die Texturen benötigen. Bei großen Kunststoffteilen sind diese Details oft bereits eingegossen.

Ich empfehle immer eine detaillierte Kostenanalyse, die die Preise pro Teil aufschlüsselt. Achten Sie darauf, dass Sie die Amortisation der Werkzeugkosten, die Kosten für die Ausrüstung, die Kosten für die sekundäre Endbearbeitung, den Versand, die Steuern und gegebenenfalls die Zölle berücksichtigen.

Dies gilt unabhängig von der Größe oder Menge der Teile. Aber beim Spritzgießen großer Teile werden kleine Kostenunterschiede pro Teil bei Produktionszyklen von Hunderttausenden von Einheiten enorm.

Was beeinflusst die Anforderungen an die Klemmkraft?

Um die genaue Klammertonnage zu ermitteln, sind fortgeschrittene Berechnungen im Maschinenbau erforderlich. Drei einfache Eingaben liefern jedoch eine ungefähre Vorstellung von den Anforderungen:

• Teil Wanddicke - Dickere Wände benötigen mehr Druck, um sich zu füllen, ohne zusammenzubrechen, als dünnwandige Bauteile
• Teil-Geometrie - Einfache Formen erfordern weniger Strömungskraft als komplexe Geometrien mit Konturen und Winkeln
• Material Viskosität - Hohe Viskosität Harze widerstehen dem Fließen im Vergleich zu Materialien mit niedriger Viskosität

Konstruktionsänderungen, die einen dieser Punkte verändern, tragen zu Änderungen des Einspritzdrucks und der erforderlichen Schließkraft bei. Wenn dies falsch gemacht wird, besteht die Gefahr einer unvollständigen Füllung des Hohlraums und einer Leckage, wenn der Druck die Rückhaltegrenzen überschreitet.

Schlussfolgerung

Das Spritzgießen großer Teile funktioniert im Grunde wie jedes andere Spritzgießverfahren. Allerdings unterscheiden sich Großteile-Spritzgussverfahren von herkömmlichen Spritzgussverfahren durch eine spezielle Ausrüstung, längere Vorlaufzeiten und technische Überlegungen.

Wenn Sie große Kunststoffteile benötigen, hilft das Verständnis dieser Hauptunterschiede, realistische Erwartungen zu setzen. Gut vorbereitete Projektmanager umgehen potenzielle Fallstricke durch richtige Planung und einen klugen Werkzeug- und Maschinenbereich.

Die Welt lebt von großen und kleinen Kunststoffteilen. Ob traditioneller Spritzguss oder Großteile-Spritzguss, das Wissen um Ihre Optionen bietet die besten Chancen für den Produktionserfolg.

Wenn Sie mich jetzt entschuldigen würden, meine Legosteine müssen sortiert werden - Kunststoffteile machen sich schließlich nicht von selbst! Lassen Sie mich in den Kommentaren wissen, ob dies geholfen hat, die Unterschiede beim Spritzgießen großer Teile zu erklären. Ich freue mich immer, wenn ich über die Herstellung sprechen kann!