Wichtige Vorteile des Kunststoff-Spritzgusses bei der Teilefertigung

Bei der Planung eines Polymerprodukts bietet sich eine zunehmend verwirrende Vielfalt an Optionen, wie es hergestellt und auf den Markt gebracht werden kann. Den Ausschlag bei der Wahl einer Fertigungsmethode geben wohl nach wie vor die Bearbeitungszeit – denn Zeit ist Geld – und die Maßhaltigkeit. Bei entsprechender Stückzahl führt der logische Weg wahrscheinlich zum Spritzguss. Doch gibt es noch weitere gute Gründe, aus denen das Spritzgießen ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen ist.

Höhere Festigkeit

Beim Spritzgießen wird das Kunststoffmaterial erhitzt und unter Druck in eine Form eingespritzt, sodass es in alle Teile der Form fließen kann und diese gut ausfüllt. So entsteht ein Endprodukt mit guten mechanischen Eigenschaften und einer Struktur, die jeder aus einem Rohling geschnittenen Komponente weit überlegen ist. Den Fließeigenschaften kommt auch bei anderen Formungsprozessen wie dem Gesenkschmieden von Metallen aus den gleichen Gründen wie beim Spritzgießen großer Bedeutung zu. Denn durch sie ist eine höhere Festigkeit pro Masseneinheit als mit anderen Fertigungsverfahren gewährleistet.

Kombination von Werkstoffen

Bei Polymermaterialien gibt es im Hinblick auf Beständigkeit gegen Belastung und Abrieb sowie Haltbarkeit große Unterschiede. Um optimale Teileeigenschaften zu erzielen, ist es oft zweckmäßig, für verschiedene Bereiche eines Teils unterschiedliche Polymere zu verwenden, und dies wird durch 2K-Spritzguss ermöglicht. Durch die Steuerung von zwei oder mehr Einspritzungen über eine Reihe computergesteuerter Angüsse wird es möglich, zeitversetzt unterschiedliche Polymere hinzuzufügen, sodass sich das Fertigteil aus verschiedenen Kunststoffen zusammensetzt und unterschiedlichen physikalischen Anforderungen gerecht wird.Auf diese Weise kann ein kostengünstigerer Ausgangswerkstoff durch ein widerstandsfähigeres Material verstärkt werden, damit die resultierende Komponente die besten Eigenschaften beider Werkstoffe vereint. Durch Zusatz sekundärer Materialien ist es auch möglich, die Gesamtkosten der Komponente ohne allzu große Einbußen bei der mechanischen Festigkeit weiter zu senken, indem zum Beispiel kostengünstigere Füllstoffe beigemischt werden.

Schnelle Verarbeitung

Zeit ist Geld – das gilt besonders auch in der Fertigungsindustrie. Die Schnelligkeit eines Verfahrens ist fast so wichtig wie die Genauigkeit. Der Spritzguss eignet sich zweifellos für schnelle Fertigung, die Zykluszeit beträgt manchmal nur wenige Sekunden. Durch das in sich geschlossene System können das Schließen der Form, Befüllen mit halbgeschmolzenem Material, Härten des Materials und Öffnen der Form zum Auswerfen des Teils, sehr rasch vonstattengehen. Dann beginnt der Prozess gleich wieder von vorn. Dadurch, dass es sich beim Formwerkzeug um eine große Stahl- oder auch Aluminiummasse handelt, die auch mit Wasser gekühlt werden kann, ergibt sich eine hervorragende Wärmeabgabe und damit eine kurze Zykluszeit. Und weil eine Spritzgießmaschine Hunderte, Tausende oder sogar Millionen von Komponenten produzieren soll, ist Schnelligkeit unerlässlich.

Automatisierung

Spritzgießen steht für kurze Zykluszeit, und automatischer Betrieb des ganzen Systems ist unerlässlich, damit es eine ganze Schicht lang oder sogar 24 Stunden am Tag und 7 Tage pro Woche ununterbrochen eingesetzt werden kann. Der Ablauf lässt sich in vier Schritte unterteilen: Schließen, Befüllen, Abkühlen, Öffnen und Auswerfen. Dabei ist das Befüllen der einzige Schritt, der von einem Vorgang außerhalb der Form abhängig ist, da er eine kontinuierliche Materialzufuhr erfordert. Diese lässt sich jedoch durch regelmäßiges Füllen eines Materialbehälters erzielen. Wo verfügbar, ist computergesteuerte Automatisierung hier eine realistische Option.

Komplexität der Teile

Der Spritzguss zeichnet sich dadurch aus, dass sich damit detailreiche und komplexer Teile schnell herstellen lassen, und durch die Fließeigenschaften verschiedener Polymer-Ausgangsmaterialien wird die Palette der Möglichkeiten noch erweitert.

Spritzgießen ist ein außerordentlich flexibles Verfahren, das sich zunehmend verschiedenen Anforderungen anpassen lässt. Mit der Möglichkeit zur fast vollständigen Automatisierung dürfte es an Bedeutung gewinnen, wenn Roboter-Fertigungsstraßen weitere Verbreitung finden und komplexer werden.