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two plate mold

WAS IST Spritzgussform?

Im Spritzgussverfahren wird eine Spritzgussform eingesetzt, um Teile zu produzieren, indem Material in einen Formhohlraum eingespritzt wird. Es ist in der Regel aus Stahl (H13, P20, 1.2312, 1.2344, S136H usw.) oder Aluminium gefertigt und sorgfältig an das Aussehen und die Spezifikationen des Endprodukts angepasst.

Beim Formvorgang werden die beiden Hälften der Spritzgussform zusammengeklemmt: die Hohlraumhälfte und die Kernhälfte. Das Material wird durch einen Einguss in den Formhohlraum eingespritzt, wo es abkühlt und in der gewünschten Form erstarrt. Nachdem das Stück geformt ist, wird die Form geöffnet und das Stück wird ausgestoßen. Für die Produktion von mehreren Teilen kann die Form wiederverwendet werden.

Arten von Spritzgussformen

Beim Spritzgießen geht es darum, Teile herzustellen, indem geschmolzenes Material in eine Spritzgussform eingespritzt wird. Es existieren diverse Varianten von Spritzgussformen, die für verschiedene Zwecke und Werkstoffe bestimmt sind. Hier sind ein paar übliche Spritzgussformen:

  1. Formen mit einer Kavität: Diese Formen erzeugen pro Zyklus einen einzigen Teil. Normalerweise wird es zur Herstellung von Prototypen oder zur Herstellung kleinerer Mengen verwendet.
  2. Formen mit mehreren Hohlräumen: Sie weisen mehrere gleichartige Hohlräume auf, wodurch es möglich ist, in jedem Formzyklus mehrere Teile auf einmal zu produzieren. Verringerung der Produktionsleistung und Kosten pro Teil.
  3. Familienformen: Bei der Spritzgussform sind verschiedene Kavitäten vorhanden, aus denen jeder einen anderen Teil bildet. Geeignet, um in einem einzigen Zyklus unterschiedliche Teile mit vergleichbaren Geometrien zu formen.
  4. Multi-Shot- oder Overmolding-Formen: Multi-Shot- oder Overmolding-Formen dienen dazu, Teile herzustellen, die aus verschiedenen Materialien oder Farben in einem einzigen Formzyklus bestehen. Dadurch kann ein Material um ein anderes umgeformt werden (z. B. ein TPE-Materialgriff an einem Werkzeuggriff aus Hartplastik).
  5. Einlegeformen: So konzipiert, dass vor dem Einspritzen vorgeformte Bauteile (z. B. Metall, Kunststoff oder andere Materialien) in die Spritzgussform eingefüllt werden können. Es wird oft verwendet, um Eigenschaften wie Gewindeeinsätze oder Verstärkungselemente hinzuzufügen. Dies ist vergleichbar mit einer Overmoding Heißkanalform: Stellen Sie sicher, dass während des gesamten Spritzgussvorgangs ein Schmelzkanal (Heißkanalsystem) vorhanden ist, damit das Material nicht in den Kanälen erstarren muss. Materialverschwendung und Zykluszeit werden reduziert.
  6. Heißkanalformen: Kaltkanalformen sind mit einem Kanalsystem ausgestattet, in dem das Material zwischen den Zyklen erstarrt und dadurch Abfallmaterial (Anguss und Kanäle) bildet. Häufig wird sie für einfachere oder preiswertere Anwendungen eingesetzt.
  7. Prototypenformen: Erstellt, um schnelles Prototyping zu ermöglichen und kleine Mengen zu produzieren. Es ist möglich, dass sie weniger langlebig sind als die Produktionsformen, aber für Tests und Validierung kostengünstig.
  8. Prototypenformen: Abschrauben von Formen: Es kommt bei Teilen mit Gewindemerkmalen zum Einsatz. Verwenden Sie Mechanismen, um den Teil nach dem Formen zu drehen und zu lösen.
  9. Formen abschrauben: Stapelformen umfassen mehrere Formoberflächen, die übereinander gestapelt sind. Erhöhung der Produktionsleistung durch die Formung mehrerer Teileschichten in jedem Zyklus.
  10. Stapelformen: Die zusammengeklappt werden können: Es wird bei Teilen mit Hinterschnitten oder komplexen Formen (rundum Hinterschnitt) eingesetzt. Da die Kernkomponenten zusammenbrechen, ist es möglich, das Formteil problemlos zu entnehmen.
  11. Gasunterstützte Spritzgussformen: Um Teilabschnitte auszuhöhlen und den Materialverbrauch sowie die Zykluszeit zu verringern, leiten Sie unter Druck stehendes Gas in die Form ein.

Faktoren wie Produktionsvolumen, Teilekomplexität, Materialanforderungen und Kostenüberlegungen sind entscheidend für die Entscheidung für den Formtyp. Oft entscheiden sich Hersteller von Spritzgussformen auf der Grundlage ihrer individuellen Produktionsanforderungen für den geeignetsten Formtyp.

Spritzgussform

Vor- und Nachteile von Kunststoffspritzgussformen

Vorteile des Spritzgießens:

  1. Großserienfertigung: Bei der Herstellung großer Mengen identischer Teile ist der Spritzguss eine sehr effektive Technik. Aufgrund dessen ist es ideal für die Herstellung von Konsumgütern, Automobilteilen und anderen Produkten, die große Mengen vergleichbarer Teile brauchen.
  2. Präzision: Der Prozess ermöglicht eine äußerst genaue Prüfung der Maßhaltigkeit und der Teilekonsistenz. Das kommt daher, dass sowohl die Formmaschine als auch die Form steif sind und strenge Steuerungsbedingungen für die Verarbeitung gelten.
  3. Geschwindigkeit: Das Spritzgießen ist ein schneller Prozess mit Zykluszeiten von wenigen Sekunden für kleine Mengen. Dies erlaubt es Produzenten, in relativ kurzer Zeit umfangreiche Stückzahlen von Teilen herzustellen.
  4. Kostengünstig: Die Fertigungskosten für die Fertigung von Teilen im Spritzgussverfahren sinken mit zunehmendem Produktionsvolumen. Dies liegt darin begründet, dass die Form im Laufe ihrer Lebensdauer viele Stücke produzieren kann und die Stückkosten mit zunehmendem Volumen sinken.
  5. Vielseitigkeit: Mit dem Spritzguss können Komponenten aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden, wie zum Beispiel Kunststoffe, Metalle und Elastomeren. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit ist sie für Hersteller, die Teile aus unterschiedlichen Materialien herstellen müssen, je nach den individuellen Produktanforderungen, eine beliebte Wahl.
  6. Automatisierung: Die Option zur Automatisierung von Spritzgießmaschinen ermöglicht eine Steigerung der Effizienz des Prozesses und eine Reduzierung des Bedarfs an manueller Arbeit. Dadurch ist es auch möglich, die Qualität und die Konsistenz der Komponenten zu steigern.
  7. Komplexe Formen: Spritzguss erlaubt es, komplexe Formen und Designs herzustellen, einschließlich Teilen mit herausfordernden Merkmalen und geringen Toleranzen. Dies ist machbar, da es möglich ist, den Formprozess genau zu kontrollieren und sehr detaillierte Formen zu gestalten.
  8. Materialauswahl: Beim Spritzgießen können Hersteller aus verschiedenen Materialien auswählen, die jeweils ihre eigenen besonderen Merkmale wie Festigkeit, Flexibilität und Hitzebeständigkeit gegenüber Chemikalien und Verschleiß aufweisen. So ist es möglich, das passende Material für jede Anwendung auszuwählen und Teile herzustellen, die die gewünschten Merkmale aufweisen.

Nachteile des Spritzgießens:

  1. Hohe Anschaffungskosten: Die Fertigungskosten für komplexe Formen und Designs können sehr hoch ausfallen. Dies könnte bewirken, dass der Vorgang für Prototypen oder kleine Mengen an Teilen kostengünstiger wird.
  2. Die Gestaltungsflexibilität ist begrenzt: Eine Änderung des Designs kann nach der Formherstellung schwierig und teuer sein. Dies könnte bewirken, dass nachdem die Form erstellt wurde, Designänderungen oder Verbesserungen unmöglich sind.
  3. Materialabfall: Beim Spritzgießen entstehende Abfallmaterialien können teuer und umweltschädlich beseitigt werden. Dies könnte auch zu höheren Produktionskosten führen und zu einer Verringerung der Gesamteffizienz des Prozesses.
  4. Vorlaufzeit: Die Vorlaufzeit für die Formgestaltung und die Einführung des Spritzgussprozesses kann bei komplexen Teilen sehr lange dauern. Dies könnte zu einer Verlangsamung des Produktentwicklungsverfahrens und zu einer Einschränkung der Markteinführungsfähigkeit von Produkten führen.
  5. Beschränkungen der Beschaffenheit der Oberfläche: Es ist möglich, dass beim Spritzgießen bestimmte Komponenten, insbesondere solche mit anspruchsvollen Merkmalen oder geringen Toleranzen, nicht von hoher Qualität sind. Dies kann dazu führen, dass die Produktion von Teilen eingeschränkt wird, die ein ästhetisches Erscheinungsbild von hoher Qualität haben.
  6. Materialkompatibilität: Es kann schwierig sein, Material und Form miteinander zu verbinden, da einige Materialien möglicherweise nicht gut mit bestimmten Formentypen arbeiten oder besondere Verarbeitungsbedingungen erfordern. Auf diese Weise können die Kosten für die Herstellung steigen und die Fertigung von Teilen aus bestimmten Materialien begrenzt werden.
  7. Begrenzte Teilegröße: Die Teilegröße des Spritzgießens ist wegen der Formgröße und der Schließkraft der Formmaschine begrenzt. Dies hätte zur Folge, dass die Dimension der herzustellenden Komponenten eingeschränkt wird und die Herstellungskosten für größere Mengen steigen.
  8. Sekundäre Operationen: Es ist möglich, dass nach der Formung bestimmte Teile zusätzliche Operationen benötigen, wie etwa das Beschneiden oder die Endbearbeitung. Dies könnte die Produktionskosten erhöhen und die Gesamteffizienz des Prozesses einschränken. Natürlich können diese Probleme manchmal durch eine Verbesserung der Spritzgussform gelöst werden.

Wie viel kostet eine Spritzgussform?

Bei vielen Unternehmen spielen Spritzgussformen eine entscheidende Rolle im Produktionsprozess, und ein Verständnis für ihre Kosten ist bei der Entscheidungsfindung von entscheidender Bedeutung.

Die Kosten einer Spritzgussform können aufgrund unterschiedlicher Faktoren erheblich variieren. Zu diesen Faktoren gehören die Komplexität des Teils, der geformt werden soll, die Formgröße, die Anzahl der Hohlräume, die Art des Materials, die Toleranzen und Oberflächenanforderungen sowie die erwartete Herstellungsmenge. Hier sind einige wichtige Überlegungen:

Formgröße und -komplexität: Die Ausgaben steigen mit steigender Formgröße und -komplexität. Daraus resultiert, dass für die Herstellung der Form mehr Material und Arbeit erforderlich sind und der Herstellungsprozess zeitaufwändiger ist.

Spritzgussformen können eine oder mehrere Hohlräume aufweisen. Je größer die Gestalt der Hohlräume, umso höher der Preis. Aus diesem Grund ist für jede Kavität ein spezifischer Werkzeugsatz erforderlich, und der Produktionsprozess wird mit zunehmendem Anteil an Kavitäten immer komplizierter.

Das Material, aus dem die Form gefertigt wird, kann ebenfalls Auswirkungen auf die Ausgaben haben. Einige Materialien, zum Beispiel Aluminium, sind teurer als andere, zum Beispiel Stahl. Allerdings weisen Stahlformen in der Regel eine längere Lebensdauer und eine längere Lebensdauer auf. Die Anschaffungskosten können dadurch ausgeglichen werden.

Die Kosten für die Form werden ebenfalls von der Anzahl der benötigten Teile beeinflusst. Im Großen und Ganzen gilt: Wenn Sie eine größere Anzahl von Teilen benötigen, sind die Kosten je Teil niedriger. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich die Fixkosten der Form auf mehrere Teile verteilen.

Vorlaufzeit: Die Ausgaben lassen sich auch anhand der Vorlaufzeit oder der für die Formherstellung benötigten Zeit berechnen. Wenn die Vorlaufzeit verkürzt wird, kann es zu Express- oder Eilgebühren kommen.

Nachdem wir nun einige Faktoren untersucht haben, die die Preise für Spritzgussformen beeinflussen, betrachten wir einige grobe Schätzungen. Bitte beachten Sie, dass es sich hierbei um Schätzungen handelt und dass die realen Ausgaben von den genannten spezifischen Faktoren abhängig sind.

Kleine und einfache Formen, die für den Bau von Prototypen oder die Herstellung von Kleinserien verwendet werden, können zwischen 500 und 5000 US-Dollar kosten.

Für die Herstellung von mittleren bis hohen Mengen oder größeren, anspruchsvolleren Stückzahlen können Formen von 10.000 bis 50.000 US-Dollar oder mehr verwendet werden.

Die Kosten für Formen, die für sehr große Mengen oder für die Massenproduktion bestimmt sind, können über 50.000 US-Dollar betragen.

Es ist zu berücksichtigen, dass die Formkosten bei der Herstellung von Kunststoffteilen lediglich einen Teil der Gleichung ausmachen. Sie müssen auch die Kosten für die Rohstoffe (den Kunststoff), die Arbeitskosten und alle anderen mit der Produktion verbundenen Gebühren oder Ausgaben berücksichtigen.

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