Was ist Spritzguss?

Übersicht über den Spritzgussprozess

Spritzgießen ist ein hocheffizientes Fertigungsverfahren für die Massenproduktion von Teilen. Bei diesem Verfahren wird geschmolzenes Material in eine Form eingespritzt. Es wird häufig in Großserienproduktionen eingesetzt und eignet sich daher ideal für die Herstellung von Tausenden oder sogar Millionen identischer Artikel. Während Materialien wie Metalle, Glas, Elastomere und sogar Süßwaren verwendet werden können, wird Spritzguss am häufigsten bei thermoplastischen und duroplastischen Polymeren angewendet.

Der Spritzgussprozess

Der erste Schritt beim Spritzgießen ist die Herstellung der Form selbst. Diese Formen bestehen typischerweise aus Metall – normalerweise Aluminium oder Stahl – und werden präzise bearbeitet, um den detaillierten Merkmalen des Produkts zu entsprechen, das sie herstellen sollen. Sobald die Form fertig ist, wird das Material für das Teil in einen beheizten Zylinder geleitet, wo es von einer rotierenden Schnecke gemischt wird. Heizelemente rund um den Zylinder schmelzen das Material, das dann in den Formhohlraum eingespritzt wird, wo es abkühlt und sich verfestigt, wodurch die endgültige Form des Teils entsteht. Die Abkühlzeit wird häufig durch den Einbau von Kühlkanälen in die Form minimiert, durch die Wasser oder Öl von einem externen Temperaturregler zirkuliert.

Die Formbaugruppe wird auf Platten montiert, und sobald das Material erstarrt ist, trennen sich die Platten, sodass Auswerferstifte das Teil aus der Form drücken können. Für komplexere Designs kann eine Technik namens Two-Shot- oder Multi-Material-Spritzgießen verwendet werden, um verschiedene Materialien in einem einzigen Teil zu kombinieren. Mit dieser Methode kann eine Soft-Touch-Oberfläche hinzugefügt, verschiedene Farben eingearbeitet oder Teile mit unterschiedlichen funktionalen Eigenschaften hergestellt werden.

Arten von Formen und ihre Anwendungen

Formen können als Einkavitäten- oder Mehrkavitätenform ausgeführt sein. Mehrkavitätenformen können entweder in jeder Kavität identische Teile herstellen oder gleichzeitig unterschiedliche Geometrien erzeugen. Aluminiumformen sind zwar billiger und schneller herzustellen, eignen sich jedoch aufgrund ihrer geringeren mechanischen Festigkeit nicht für die Massenproduktion oder Teile, die enge Toleranzen erfordern. Unter den wiederholten Einspritz- und Klemmkräften neigen sie zum Verschleiß, zur Verformung oder zur Beschädigung. Andererseits sind Stahlformen langlebiger und besser für lange Produktionsläufe geeignet, obwohl ihre Herstellung teurer ist.

Wichtige Überlegungen beim Spritzgießen

Der Erfolg eines Spritzgussprojekts hängt von mehreren Faktoren ab. Teiledesign, Materialauswahl und die Leistung der Spritzgießmaschine spielen alle eine entscheidende Rolle. Das Design muss sicherstellen, dass das Material reibungslos in der Form fließt, diese vollständig ausfüllt und auf eine Weise abkühlt, die die gewünschte Form und Abmessungen beibehält.

Wann kommt Spritzguss zum Einsatz?

Spritzguss ist ideal für die Herstellung einer breiten Palette häufig verwendeter Produkte, von kleinen Kunststoffartikeln wie Flaschenverschlüssen und Fernbedienungsgehäusen bis hin zu medizinischen Geräten wie Spritzen. Das Verfahren wird auch zur Herstellung größerer Bauteile wie Karosserieteile von Automobilen eingesetzt. Spritzguss ist besonders vorteilhaft, wenn Tausende oder Millionen gleichbleibender und qualitativ hochwertiger Teile hergestellt werden.

Materialien, die beim Spritzgießen verwendet werden

Mit über 85.000 kommerziell erhältlichen Kunststoffmaterialien und 45 Polymerfamilien gibt es viele Möglichkeiten für den Spritzguss. Diese Polymere lassen sich im Allgemeinen in zwei Kategorien einteilen: Duroplaste und Thermoplaste. Zu den am häufigsten verwendeten Kunststoffen zählen Polyethylen hoher Dichte und Polyethylen niedriger Dichte. Diese Materialien bieten mehrere Vorteile, darunter hohe Flexibilität, gute Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit, geringe Feuchtigkeitsaufnahme und Recyclingfähigkeit.

Weitere häufig verwendete Spritzgusskunststoffe sind:

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)

Polycarbonat (PC)

Aliphatische Polyamide (PPA)

Polyoxymethylen (POM)

Polymethylmethacrylat (PMMA)

Polypropylen (PP)

Polybutylenterephthalat (PBT)

Polyphenylsulfon (PPSU)

Polyetheretherketon (PEEK)

Polyetherimid (PEI)

Abschluss

Spritzguss bleibt aufgrund seiner Präzision, Effizienz und Fähigkeit, komplexe Teile in großem Maßstab herzustellen, eine dominierende Fertigungsmethode für die Massenproduktion. Ob für kleine Teile oder größere Baugruppen, das Spritzgießen bietet eine zuverlässige Lösung für die Herstellung gleichbleibender, qualitativ hochwertiger Komponenten in verschiedenen Branchen.