Tipps zur Senkung der Spritzgusskosten

Im Allgemeinen gibt es vier Hauptkategorien von Kunststoffspritzgusskosten:
 Teilekonstruktion
 Kunststoffe
 Werkzeuge
 Produktion und Weiterverarbeitung

1. Teilekonstruktion
Ist Ihr Teil so herstellbar, wie es derzeit entworfen ist? Dies ist die erste Frage, die DFM stellen und beantworten möchte. Experten-DFM ist jedoch mehr als nur dieser grundlegende Test. Um die Kosten zu minimieren, müssen Konstrukteure wissen, ob Teile einfach herzustellen sind. Teile, die schwierig sind, aber spritzgegossen werden können, sind teurer, und Teile, die schwer zu formen sind, erhöhen das Risiko von Defekten und die Notwendigkeit von Nacharbeiten.
Wenn sich Spritzgussteile noch in der Konstruktionsphase befinden, dauern kleine Änderungen nicht so lange oder dauern nicht so lange, und es ist am besten, die Teiletoleranzen frühzeitig zu ändern. Sobald die Form erstellt ist, können Konstruktionsänderungen Änderungen an der Spritzgussform erfordern, was die Kosten erhöht und die Projektzeit verlängert. Wenn sich Ihre Produkteinführung verzögert, fallen auch Opportunitätskosten an. Konstrukteure müssen bedenken, dass beim Spritzgießen Komplexität die Kosten erhöht. Diese vertieften Funktionen bieten Befestigungspunkte oder Positionierkanten, aber Hinterschneidungen erschweren auch das Auswerfen von Spritzgussteilen und erhöhen die Kosten.
2. Kunststoffe
Verwenden Sie zu viel Kunststoff in Ihrem Bauteildesign? Sie können den Materialverbrauch reduzieren, indem Sie dickere Wände durch dünnere Wände ersetzen, die Rippen als Stütze oder Bosse für Verbindungselemente verwenden. Zu dicke (oder zu dünne) Wände haben zudem längere Zykluszeiten und sind daher teurer in der Herstellung. Wände müssen jedoch dick genug sein, um funktionale Anforderungen zu erfüllen, so dass die Kosten nicht die einzige Überlegung sind.
Wenn es um Materialien geht, können Sie auch andere kostensparende Entscheidungen treffen. Benötigen Sie beispielsweise je nach Anwendungsanforderung Standardkunststoffe oder Spezialkunststoffe? Erfordert das Material zusätzliche Trocknungskosten oder fallen zusätzliche Kosten für Additive an? Können Sie neuen Kunststoff durch recyceltes Material ersetzen?
Standardkunststoffe sind kostengünstiger und es stehen Hunderte von verschiedenen Harzen zur Auswahl, jedes mit spezifischen Endverwendungseigenschaften. Es gibt auch verschiedene Qualitäten des gleichen Kunststoffmaterials, einschließlich Harztypen mit Füllstoffen wie Glas oder Glasfaser. Beachten Sie, dass Standardkunststoffe nicht die richtige Wahl für anspruchsvolle Anwendungen sind und kostengünstige Polymere möglicherweise nicht in der Lage sind, die von Ihnen benötigten Toleranzen zu unterstützen. Neben dem Polymerpreis sollten Sie auch die Verarbeitungsanforderungen berücksichtigen, da längere Zykluszeiten mit höheren Kosten verbunden sind.
Spezialkunststoffe kosten mehr als Standardkunststoffe, haben aber Material- und Leistungseigenschaften, die für anspruchsvollere Anforderungen geeignet sind. Typischerweise werden diese technischen Kunststoffe und Harze in Medizin-, Automobil- und Elektronikanwendungen eingesetzt. Manchmal erfordern besonders anspruchsvolle Anforderungen den Einsatz von Polymerblends.

3. Schimmel
In der Regel werden Spritzgussformen aus Aluminium oder Stahl hergestellt. Aluminium hat eine kürzere Verarbeitungszeit, aber Aluminiumformen verschleißen schneller und sind nicht für Kunststoffe geeignet, die hohe Umformtemperaturen erfordern. Stahl gibt es in verschiedenen Qualitäten, einschließlich solcher, die für das Prototyping und die Kleinserienproduktion kostengünstig sind. Halbgehärtete Stähle kosten mehr als Baustähle, verlängern aber auch die Standzeit.
Formen aus gehärtetem Stahl sind die teuersten, aber sie sind ideal für große Stückzahlen, da sie mehr Spritzzyklen standhalten. Wenn Sie ein Teil entwerfen, das für eine lange Zeit produziert wird, haben Stahlwerkzeuge höhere Vorlaufkosten, aber einen höheren Return on Investment (ROI). Die Instandhaltung von Werkzeugen ist ebenfalls ein wichtiger Aspekt, da Formen für höhere Stückzahlen oder engere Teiletoleranzen häufiger überholt werden müssen.
Da engere Teiletoleranzen teurere Formen erfordern, sollten Sie überdenken, ob Sie wirklich enge Toleranzen benötigen. Darüber hinaus umfassen kostensparende Werkzeugstrategien das vereinfachte Auswerfen von Teilen und das Setzen der Trennlinien der Form auf scharfe Kanten anstelle von abgerundeten Oberflächen. Werkzeuge mit Kühlkanälen der richtigen Größe und Position können auch die Spritzgusskosten senken.
Kühlkanäle oder Kühlleitungen unterstützen eine gleichmäßige Kühlung des Werkzeugs und die Herstellung fehlerfreier Kunststoffteile. Da die Kühlung in der Regel 75% der Zykluszeit ausmacht, ist es wichtig, dass Formenbauer das Kühlkanaldesign optimieren und Spritzgießer optimale Kühlgeräte verwenden. Diese Variablen scheinen außerhalb der Kontrolle des Designers zu liegen, aber ein umfassendes DFM berücksichtigt sie trotzdem.

4. Herstellung und Weiterverarbeitung
Während des Kunststoffspritzgussprozesses müssen Spritzgießer den richtigen Spanndruck verwenden – also die Kraft, die erforderlich ist, um das Werkzeug geschlossen zu halten. Wenn dieser Druck nicht hoch genug ist, kann sich die Form vorzeitig öffnen. Dies kann zu einem Blitz auf der Oberfläche des Teils führen, einem unerwünschten Oberflächendefekt, der möglicherweise eine Nachbehandlung erfordert, um ihn zu entfernen.
Expert DFM berücksichtigt auch Methoden zur Minimierung der Sekundärverarbeitung, z. B. benutzerdefinierte Einfügungen und Lackierungen. Indem Sie die Teilekonstruktion ändern oder ein anderes Material wählen, können Sie Ihre Konstruktionsziele erreichen und gleichzeitig zusätzliche Einrichtungskosten vermeiden. Darüber hinaus können Mechanismen wie bewegliche Scharniere, die während des Spritzgießprozesses entstehen, die Montage und andere sekundäre Arbeitsgänge überflüssig machen.