Ist das Spritzgießen eine Art der additiven Fertigung?

Spritzgießen und additive Fertigung sind zwei unterschiedliche Fertigungsverfahren, die oft miteinander verglichen werden. Aber ist das Spritzgießen tatsächlich eine Form der additiven Fertigung? Als Profi SpritzgießherstellerIch werde Ihnen helfen, es herauszufinden.

Ist Spritzgießen additive Fertigung?

Die kurze Antwort lautet Nein, Spritzgießen wird nicht als eine Art der additiven Fertigung betrachtet.. Bei beiden Verfahren wird zwar Material aufgebaut, um ein Teil zu erstellen, aber es gibt einige wichtige Unterschiede zwischen ihnen.

Additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druckist ein Verfahren, bei dem ein Teil anhand eines digitalen Modells Schicht für Schicht aufgebaut wird. Zu den gängigsten additiven Fertigungstechnologien gehören FDM (Fused Deposition Modeling), SLA (Stereolithografie) und SLS (selektives Lasersintern).

Im Gegensatz dazu ist das Spritzgießen ein Herstellungsverfahren, bei dem geschmolzener Kunststoff unter hohem Druck in einen Formhohlraum gespritzt wird. Die Form wird zuvor auf der Grundlage der gewünschten Form des endgültigen Teils erstellt.

Während also sowohl bei der additiven Fertigung als auch beim Spritzgießen Material aufgebaut wird, liegt der entscheidende Unterschied darin, wie dieses Material aufgebracht und geformt wird:

• Additive Fertigung trägt das Material schichtweise auf der Grundlage eines digitalen Modells auf
• Spritzgießen spritzt geschmolzenen Kunststoff in eine vorgeformte Form

Aufgrund dieses grundlegenden Prozessunterschieds wird das Spritzgießen als ein von additiven Verfahren wie dem 3D-Druck getrenntes Herstellungsverfahren betrachtet.

Additive Fertigung und Spritzguss im Vergleich

Neben dem Hauptunterschied zwischen den Verfahren gibt es weitere Faktoren, die die additive Fertigung von der Spritzgießfertigung unterscheiden:

1. Geschwindigkeit

Das Spritzgießen ist ein sehr schnelles Verfahren, mit dem Hunderte oder sogar Tausende von identischen Teilen pro Stunde hergestellt werden können. Die Spritzgießmaschine kann ein Teil in weniger als einer Minute herstellen, sobald die Form fertig ist.

Im Vergleich dazu bauen die meisten additiven Fertigungsverfahren Teile relativ langsam Schicht für Schicht auf. Je nach Größe und Komplexität der Teile kann der 3D-Druck Stunden oder sogar Tage dauern.

2. Vorabkosten

Die für das Spritzgießen erforderlichen Formen können extrem teuer sein und kosten oft über $100.000 oder mehr. Dies bedeutet, dass die Vorabinvestitionen für das Spritzgießen sehr hoch sind.

Bei der additiven Fertigung sind die Anfangskosten vergleichsweise gering. Ein Desktop-3D-Drucker und Materialien kosten für den Anfang vielleicht nur ein paar tausend Dollar. Es sind keine Werkzeuge erforderlich, da die Teile direkt aus einer digitalen Datei erstellt werden.

3. Gestaltungsfreiheit

Einer der größten Vorteile der additiven Fertigung ist die beispiellose Designfreiheit, die sie bietet. Extrem komplexe Geometrien mit inneren Hohlräumen und Gitterstrukturen sind kein Problem.

Das Design beim Spritzgießen ist aufgrund der Beschränkungen beim Herausziehen eines festen Teils aus einem Formwerkzeug eingeschränkt. Einfache Risse im Werkzeug können einige Formen von Hinterschneidungen ermöglichen, aber im Allgemeinen sind die Möglichkeiten der Teilegestaltung im Vergleich zum 3D-Druck stärker eingeschränkt.

4. Nachbearbeitung

Bei additiv gefertigten Teilen ist es oft erforderlich, die Träger zu entfernen und die geschichteten Oberflächen zu glätten. Zusätzliche Nachbearbeitungen wie Dampfglätten oder Einfärben können das Aussehen der Teile weiter verbessern.

Im Gegensatz dazu können spritzgegossene Teile direkt aus der Form heraus verwendet werden, ohne dass eine Nachbearbeitung erforderlich ist. Die einzige Ausnahme könnten Teile sein, die mit zusätzlichen Dekorationstechniken wie Tampondruck versehen werden müssen.

5. Produktionsmengen

Dank seiner schnellen Zykluszeiten eignet sich das Spritzgießen hervorragend für die Massenproduktion, bei der Hunderte, Tausende oder sogar Millionen identischer Teile hergestellt werden. Die Formen sind in der Regel für mehr als 100.000 Zyklen ausgelegt.

Die meisten additiven Fertigungsverfahren eignen sich aufgrund der relativ langsamen Herstellungsgeschwindigkeit besser für die Produktion von Kleinserien. Angesichts der hohen Kosten für Spritzgussformen kann der 3D-Druck natürlich bei geringeren Stückzahlen mit den Kosten konkurrieren.

Ist das Spritzgießen ein hybrides additives Verfahren?

In einigen Fällen wird die additive Fertigung mit dem Spritzgießen kombiniert, um so genannte "hybride Fertigungsverfahren" zu schaffen.

Eine neu entstehende Anwendung ist zum Beispiel 3D-Druck von Metall zur Herstellung von Spritzgussformen mit konformen Kühlkanälen. Dies kann einen schnelleren und qualitativ hochwertigeren Spritzguss mit kürzeren Zykluszeiten ermöglichen.

Während die Kerntechnik des Spritzgießens nicht zur additiven Fertigung zählt, stellt die Integration des 3D-Drucks in den Arbeitsablauf des Formenbaus eine Art von Hybridansatz dar.

Die Rolle von Additiven beim Spritzgießen

Wie oben bei den hybriden Werkzeugbauverfahren hervorgehoben wurde, kann die additive Fertigung eine wichtige Rolle im breiteren Arbeitsablauf des Spritzgießens spielen, auch wenn die Kerntechnik des Spritzgießens recht unterschiedlich bleibt.

Hier sind einige Beispiele, bei denen Hersteller den 3D-Druck neben oder zur Unterstützung des Spritzgießens einsetzen:

• Prototypen - Testen Sie schnell Konzepte oder bewerten Sie die Passform und Funktion von Designs mit kostengünstigen 3D-gedruckten Teilen, bevor Sie in eine vollständige Spritzgussproduktion investieren.
• Herstellung von Brücken - Umstellung auf 3D-Druck für die Produktion kleinerer Stückzahlen zwischen den Produktionskapazitäten des Spritzgussverfahrens. Hilfreich für die Verlängerung von Produktlebenszyklen in kleinem Maßstab.
• Kundenspezifische Teile für den Endgebrauch - Eine Mischung aus 3D-gedruckten Teilen mit geringerem Volumen und Spritzgussteilen mit höherem Volumen ermöglicht eine individuelle Massenfertigung.
• Formen und Werkzeugbau - Wie bereits erwähnt, können Sie komplexe Spritzgussformen mit Hilfe von Additiven herstellen, um Qualität und Durchsatz zu verbessern.
• Einrichtungsgegenstände - Drucken Sie mit Desktop-Druckern kundenspezifische Vorrichtungen, Lehren und Führungen, um die Einrichtung und Ausgabe von Spritzgussteilen zu unterstützen.

Im Wesentlichen bietet das Additivverfahren ergänzende Fähigkeiten, die das Spritzgießen über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg erweitern und verbessern.

Die beiden Herstellungsverfahren arbeiten Hand in Hand. Das Spritzgießen als additiv zu bezeichnen, würde also die Unterschiede schmälern, die es ermöglichen, die Arbeitsabläufe des Spritzgießens von Anfang bis Ende flexibler und reaktionsschneller zu gestalten.

Fazit: Spritzgießen ergänzt additive Fertigung

Die additive Fertigung und das Spritzgießen stellen zwar beide Kunststoffteile her, nutzen aber grundlegend unterschiedliche Ansätze für den Aufbau und die Verfestigung von Material. Kernfaktoren wie Geschwindigkeit, Kosten, Skalierbarkeit und Designfreiheit unterscheiden die beiden Verfahren deutlich voneinander.

Anstatt das Spritzgießen als eine Untergruppe des additiven Verfahrens zu betrachten, ist es besser, es als ein ergänzendes Verfahren zu sehen, das durch den 3D-Druck verbessert wird. Hersteller nutzen additive Verfahren, um die Möglichkeiten für Prototyping, Werkzeugbau, Brückenproduktion, kundenspezifische Anpassungen und die Erstellung von Vorrichtungen zur Unterstützung des skalierbaren Spritzgießens zu erweitern.

Die Synergie zwischen den beiden Technologien schafft Produktionssysteme, die über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg flexibel und reaktionsschnell sind - von der frühen Entwicklungsphase bis zum Ende des Lebenszyklus. Die Verschmelzung von Additiv- und Spritzgießverfahren ist das Herzstück flexibler, fortschrittlicher Fertigungsstrategien, da die Technologie die Fabrik der Zukunft zunehmend prägt.