Kosten für Spritzgussteile reduzieren – Mit diesen 3 Tipps
Lars Butenschön | 16. Juli 2020
Die Designregeln für möglichst kostengünstige Spritzguss-Designs gelten für Gleitlager im Speziellen, für Verschleißteile im allgemeinen und für alle anderen Bauteile sowieso. Gerade für Gleitlager und Verschleißteile ist der Druck zur Kostenersparnis hoch. Als „Wegwerf-Teil“ sollen diese zwar möglichst lange halten, aber auch möglichst wenig kosten. Besonders häufig feilschen Einkäufer daher um jeden Cent, um die Kosten für Spritzgussteile möglichst zu reduzieren. Dabei wird ein wichtiger Aspekt zumeist völlig übersehen: Das Bauteil-Design und dessen Effekte auf die Kosten der Spritzgussform und die Produktionszeit. Schauen wir uns also einmal die Kostentreiber an.
Kosten für Spritzgussteile: Die Spritzgussform
Spritzguss ist eine fantastische Fertigungsmethode zur Herstellung großer Mengen gleichartiger Bauteile. Der sprichwörtliche Klotz am Bein ist dabei die Spritzgussform. Während die Idee prinzipiell die Gleiche ist, wie beim Förmchen im Sandkasten, ist die Spritzgussform häufig sehr komplex. Sogenannte Hinterschnitte oder andere besondere Bauteilformen erfordern kleine Abstreifer oder Verschlussteile, die bestimmte Stellen nachträglich blockieren oder ablösen.
Hinzu kommt, dass mit einem einzigen „Auf-Zu-Auf“ Vorgang häufig gleich mehrere teile auf einmal aus der Form fallen sollen. Und da es sich bei allen Formen um ein 3-Dimensionales Spiegelbild – dem sogenannten Negativ – handelt, ist die Herstellung von Spritzgussformen häufig sehr komplex. Diese Komplexität, gepaart mit dem Umstand, dass Spritzgussformen oft EInzelanfertigungen sind, treibt die Kosten extrem in die Höhe. Schließlich muss der Hersteller der Form sämtliche Kosten für die Konzeptionierung und Programmierung des Bearbeitungsprozesses, sowie die Rüst- und Fertigungskosten auf das eine Exemplar rechnen. Hinzu kommt das Material, aus dem die Spritzgussform besteht. Mit jedem Produktionsvorgang verschleißt die Spritzgussform. Je verschleißfester das Material, desto teurer ist es. Hinzu kommt, dass manche Werkstoffe aufwändiger zu bearbeiten sind.
Tipp 1: Vereinfachen Sie Form Ihres Spritzgussteils
Je einfacher die Formgebung, umso geringer die Komplexität der Spritzgussform. In der Praxis kann schon ein wenige Millimeter zu großer Hinterschnitt zur axialen Sicherung aus einer 2.000€ Spritzgussform eine 4.000€ Spritzgussform machen. Vermeiden Sie also möglichst übermäßig abstehende Hinterschnitte oder andere Form-Merkmale, die beim Trennen der beiden Hälften der Negativform im Weg stehen könnten. Abstehende Merkmale sollten möglichst entlang der gleichen Achse liegen.
Kosten für Spritzgussteile: Die Zykluszeit
Unter Zykluszeit versteht man die Zeit, die zwischen dem Schließen der Spritzgussform und dem Öffnen und Auswerfen des fertigen Teils vergeht. Dazwischen passiert eine ganze Menge. Der flüssige Kunststoff wird eingespritzt, füllt die „Kavität“ – also den Negativabdruck des Bauteils aus, erkaltet und wird schließlich ausgeworfen. Je länger dieser Vorgang dauert, desto länger die Produktionszeit des gesamten Auftrags. Eine Reduzierung dieser Produktionszeit bringt entsprechende Ersparnisse.
Tipp 2: Vermeiden Sie komplexe und dickwandige Stellen
Je länger der Kunststoff braucht, um das gesamte Teil auszufüllen und je dicker der Querschnitt der Formen, desto länger braucht das Material um einerseits alle Stellen im Hohlraum zu erreichen und andererseits, um ausreichend ab zu kühlen.
Kosten für Spritzgussteile: Das Material
In erster Linie entscheidet hier natürlich der Beschaffungspreis des Materials über den Teilepreis. Aber auch die Beschaffenheit des zu verarbeitenden Materials. Warum? Weil das verwendete Material Einfluss auf den Verschleiß der Spritzgussform hat. Kunststoffe mit hohem Glasfasergehalt wirken abrasiv auf die Oberfläche der Spritzform. Entsprechend vergeht weniger Zeit bis zur nötigen Reparatur oder gar Neufertigung. Zudem können die thermischen Eigenschaften des Materials wiederum Auswirkungen auf die erwähnte Zykluszeit haben.
Tipp 3: Verwenden Sie nach Möglichkeit günstige und leicht zu verarbeitende Werkstoffe
Natürlich führt bei vielen Anwendungen kein Weg an entsprechend hochpreisigeren Werkstoffen vorbei. Dennoch macht es Sinn, die an das Bauteil gestellten Anforderungen zu hinterfragen und den Werkstoff entsprechend passend auszuwählen. Nicht selten werden Kunststoffe in erster Linie deshalb ausgewählt, weil man ohnehin schonmal gute Erfahrungen mit diesem gemacht hat, oder weil er „eben so vorgegeben wurde“. Hinterfragen Sie auch die Haltbarkeit der Spritzgussform. Abhängig vom verwendeten Bauteil-Werkstoff und der benötigten Stückzahl genügt häufig auch eine Spritzgussform aus Aluminium oder sogar Kunststoff, statt teurem gehärteten Stahl.
Wir beraten Sie gerne!
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