Was ist Low Volume Injection Molding? Der vollständige Leitfaden

Das Spritzgießen ist eine der gängigsten Methoden zur Herstellung von Kunststoffteilen in großem Maßstab. Aber wussten Sie, dass das Spritzgießen auch für kleine Produktionsserien verwendet werden kann?

Das Spritzgießen von Kleinserien ermöglicht es Herstellern, kleine Chargen hochwertiger Kunststoffteile zu produzieren, ohne die hohen Kosten, die mit der Großserienproduktion verbunden sind.

Wenn Sie sich fragen, was genau Spritzgießen in kleinen Stückzahlen ist, wie es funktioniert und wann Sie es einsetzen sollten, sind Sie hier genau richtig. Als Profi Kunststoff-Spritzguss Hersteller, schreibe ich diesen vollständigen Leitfaden, um Ihnen alles beizubringen, was Sie wissen müssen.

Was ist Low Volume Injection Molding?

Unter Kleinserien-Spritzgießen versteht man die Produktion kleiner Chargen von Kunststoffteilen, in der Regel weniger als 10.000 Stück pro Jahr. Dabei wird dasselbe Spritzgießverfahren wie bei der Großserienfertigung eingesetzt, allerdings in kleinerem Maßstab.

Anstatt Hunderttausende oder Millionen identischer Kunststoffteile zu produzieren, werden beim Low-Volume-Spritzguss kleinere Mengen im Bereich von 10 bis 10.000 Teilen pro Jahr hergestellt.

Der Kleinserien-Spritzguss ermöglicht die kostengünstige Herstellung hochwertiger Kunststoffteile in kleinen Stückzahlen. Dies macht es zu einer idealen Lösung für Unternehmen, die kleine Produktionsserien für Produkttests, Kleinserien oder Überbrückungsproduktionen benötigen und gleichzeitig auf höhere Stückzahlen skalieren wollen.

Wie funktioniert das Spritzgießen von Kleinserien?

Während beim Großserien-Spritzgießen große Maschinen und Werkzeuge aus gehärtetem Stahl zum Einsatz kommen, können beim Kleinserien-Spritzgießen kleinere Maschinen und weichere Aluminiumformen verwendet werden, um die Kosten zu senken. Aber ansonsten ist der Gesamtprozess derselbe.

Hier sind die wichtigsten Schritte:

Werkzeug-Design: Es wird eine Spritzgussform entworfen, oft mit weniger Kavitäten, da nur eine kleine Anzahl von Teilen hergestellt werden soll. Einfache Formen reduzieren die Werkzeugkosten.
Werkzeugproduktion: Anstelle von Stahl werden weichere Metalle wie Aluminium bearbeitet oder im 3D-Druckverfahren hergestellt, um die Form zu erzeugen. Das spart Material- und Bearbeitungskosten.
Formeinstellung: Die Form wird in die Kunststoffspritzgießmaschine eingesetzt und gesichert. Die kritischen Prozessparameter werden auf der Grundlage des verwendeten Materials festgelegt.
Spritzgießen: Geschmolzener Kunststoff wird unter Hitze und Druck in die Hohlräume der Form gespritzt. Er kühlt ab und erstarrt zu den fertigen Teilen.
Teil-Auswurf: Die Form öffnet sich und Auswerferstifte drücken die fertigen Kunststoffteile aus der Form. Anschließend werden die Teile beschnitten und einer Nachbearbeitung unterzogen.

Wie Sie also sehen, funktioniert das Spritzgießen von Kleinserien fast genauso wie das traditionelle Spritzgießen, nur in kleinerem Maßstab. Der Hauptunterschied liegt in den billigeren Werkzeugen und den kleineren Anlagen.

Welche Materialien können verwendet werden?

Das Spritzgießen von Kleinserien kann mit den meisten Standardthermoplasten durchgeführt werden, einschließlich:

Polypropylen (PP)
Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)
Polycarbonat (PC)
Nylon (PA)

Spezialkunststoffe sind ebenfalls eine Option, aber die Mindestbestellmengen (MOQ) sind höher, da bei geringerem Produktionsvolumen insgesamt weniger Material verwendet wird.

Die Wahl hängt weitgehend von den Leistungsanforderungen an das Teil und dem Produktionsvolumen ab. Aufträge mit geringerem Volumen eignen sich besser für billigere Harze wie PP.

Vorteile des Kleinserien-Spritzgießens

Es gibt mehrere entscheidende Vorteile, die das Spritzgießen von Kleinserien gegenüber anderen Fertigungsverfahren attraktiv machen:

1. Niedrigere Anlauf- und Produktionskosten

Da beim Kleinserien-Spritzgießen einfachere, billigere Formen und kleinere Anlagen verwendet werden, sind die Anlauf- und Produktionskosten pro Teil wesentlich niedriger. Dies macht kleine Produktionsläufe sehr viel wirtschaftlicher.

2. Hohe Produktionsqualität

Trotz der geringeren Kosten bietet das Spritzgießen von Kleinserien das gleiche hohe Maß an Wiederholbarkeit, Präzision und Qualität wie die Großserienproduktion. Die Leistung der Teile ist identisch mit der ihrer Großserienprodukte.

3. Schnellere Vorlaufzeiten

Mit einfacheren Formen und Werkzeugen können Anbieter von Kleinserien-Spritzgussteilen viel schneller liefern als Großserienhersteller. Die Vorlaufzeiten sind kürzer, da weniger Werkzeugbau erforderlich ist.

4. Flexibilität bei der Gestaltung

Die geringeren Werkzeuginvestitionen bieten auch eine größere Flexibilität bei der Iteration von Teiledesigns. Konstruktionsänderungen können ohne teure Nacharbeiten an der Stahlform vorgenommen werden, was Zeit und Geld spart.

5. Skalierbar für höhere Volumina

Die Produktion von Kleinserien im Spritzgussverfahren kann als anfängliche Überbrückung genutzt werden, während die Produktion auf die volle Massenproduktion hochgefahren wird. Unternehmen sparen Geld, bevor sie sich für die Großserienproduktion entscheiden.

Wann sollten Sie das Spritzgießen von Kleinserien einsetzen?

Es gibt mehrere Situationen, in denen das Kleinserien-Spritzgießen im Vergleich zum herkömmlichen Massenspritzgießen glänzt:

1. Kurzfristige Produktion

Für kleine Produktionsserien, bei denen Hunderte bis einige Tausend Kunststoffteile benötigt werden, oft als Überbrückung zu höheren Stückzahlen, reduziert das Spritzgießen von Kleinserien die hohen Kosten der Kleinserienproduktion. Die geringeren Werkzeuginvestitionen machen sich bei Auflagen unter ~10.000 Teilen bezahlt.

2. Entwurfsprüfung und Tests

Die Herstellung von Teilen, die mit dem endgültigen Entwurf identisch sind, im tatsächlichen Produktionsprozess ermöglicht umfassende Tests und Prüfungen, bevor in Großserienwerkzeuge investiert wird. Die Unternehmen bestätigen das Design und die Leistung der Teile vor der Massenproduktion.

3. Auftrags-/Auftragsfertigung

Für maßgeschneiderte oder kundenspezifische Kunststoffteile, bei denen die Käufer spezielle Kleinserien wünschen, ist die Kleinserienfertigung ideal. Sie ermöglicht eine kosteneffiziente Produktion, die identisch ist mit Verfahren und Materialien für Großserien.

4. Schnelles Prototyping

Während sich der 3D-Druck hervorragend für das Prototyping im Frühstadium eignet, ermöglicht das Spritzgießen von Kleinserien feinere Kunststoffprototypen für die Vorproduktion, die mit den endgültigen Massenbauteilen identisch sind. Kritische Leistungsmerkmale können getestet werden.

Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass sich das Kleinserien-Spritzgießen hervorragend für die Produktion von Kleinserien eignet, bei denen eine hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit erforderlich ist, ohne dass die hohen Kosten für die herkömmlichen Spritzgießwerkzeuge und -anlagen für die Massenproduktion anfallen.

Den richtigen Partner für das Spritzgießen von Kleinserien finden

Die Wahl des richtigen Partners für das Spritzgießen von Kleinserien ist der Schlüssel zur Gewährleistung qualitativ hochwertiger Teile, die zuverlässig innerhalb des Zeit- und Budgetrahmens Ihres Projekts geliefert werden. Hier sind einige Tipps:

1. Vergewissern Sie sich, dass das Unternehmen auf Kleinserien spezialisiert ist

Nicht alle Spritzgießer arbeiten mit geringen Stückzahlen. Suchen Sie einen Experten auf, der auf kleine Stückzahlen spezialisiert ist und sein Verfahren für kleinere Aufträge optimiert hat. Er wird die besonderen Anforderungen besser verstehen.

2. Suchen Sie nach schnellen Umschlagsmöglichkeiten

Da Geschwindigkeit einer der Vorteile des Kleinserien-Spritzgießens ist, sollten Sie einen Betrieb finden, der Teile schnell liefern kann. Erkundigen Sie sich nach den typischen Vorlaufzeiten sowohl für die Herstellung neuer Werkzeuge als auch für die Produktion.

3. Überprüfung der Fallstudien früherer Projekte

Prüfen Sie potenzielle Partner anhand von Fallstudien über frühere Kleinserien-Spritzgießaufträge, die sie ausgeführt haben. Vergewissern Sie sich, dass sie über Fachwissen für verschiedene Anwendungen mit unterschiedlichen Materialien, Teilegeometrien und Mengen verfügen.

4. Vergewissern Sie sich, dass sie Unterstützung bei Design und Technik bieten

Um ein fertigungsgerechtes, für den Prozess optimiertes Teiledesign zu gewährleisten, sollten Sie ein Unternehmen wählen, das im Vorfeld DFM-Analysen durchführt und mit den Ingenieuren zusammenarbeitet, um Produktionsprobleme zu vermeiden.

Schlussfolgerung

Ich hoffe, dieser Leitfaden hat Ihnen einen umfassenden Überblick darüber gegeben, worum es bei der Herstellung von Kleinserien im Spritzgussverfahren genau geht.

Die wichtigsten Schlussfolgerungen sind:

Es ermöglicht kleine Produktionsläufe von 10-10.000 hochwertigen Kunststoffteilen pro Jahr
Nutzung des Spritzgießens, aber mit kleineren/günstigeren Werkzeugen und Geräten
Erheblich niedrigere Kosten für Kleinserien im Vergleich zur Großserienproduktion
Behält die gleiche Präzision, Wiederholbarkeit und Leistung bei
Ideal für Designtests, Kleinserienproduktion, kundenspezifische Aufträge

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Spritzgießen von Kleinserien die Lücke zwischen Prototyping und Massenproduktion schließt. Er macht die Produktion von Kunststoffteilen in kleinen Serien erschwinglich, ohne dass die Qualität darunter leidet.

Was bedeutet Spritzgießen in kleinen Stückzahlen? Sie ist eine unentbehrliche Fertigungslösung für Unternehmen, die Kunststoffteile mit einem Volumen von weniger als 10.000 Teilen pro Jahr kostengünstig herstellen müssen.