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Vakuumgießen im Vergleich zum Spritzgießen, welches ist für Ihr Kunststoffteilprojekt geeignet?
Es gibt mehr als zehn Arten von Spritzgussverfahren für Kunststoffteile, aber die gebräuchlicheren Verfahren bei der Entwicklung verschiedener neuer Projekte und der Massenproduktion von Teilen sind Vakuumguss und Spritzguss. Der gemeinsame Punkt beider Prozesse besteht darin, Rohstoffe in Formen einzuspritzen, um die Teile herzustellen. Beide Verfahren haben einzigartige Vor- und Nachteile, aber wie Sie das am besten geeignete Verfahren auswählen, hängt von Ihren Teileanforderungen und verschiedenen anderen Faktoren ab.
Was ist Vakuumgießen?
Vakuumgießen wird auch als Polyurethangießen bezeichnet. Das Polyurethanharz wird entgast, gerührt, vorgewärmt, unter Vakuum eingespritzt und anschließend 2–3 Stunden in einem Thermostat bei 60–80 °C ausgehärtet. Vakuumgießen eignet sich für Struktur- und Funktionsprototypen in der frühen Produktentwicklungsphase, für Design- und Funktionsprüfungen, Produkttests, erste Marktforschung und Kleinserienfertigung. Es senkt die Kosten für den Formenbau erheblich, verkürzt den Produktentwicklungszyklus und findet breite Anwendung in verschiedenen Branchen wie Unterhaltungselektronik, Medizintechnik, Automobilbau, Luft- und Raumfahrt usw.
Arbeitsablauf beim Vakuumgießen:
1: Verwenden Sie CNC-Bearbeitung oder 3D-Druck, um ein 1: 1-Master-Teil herzustellen, befestigen Sie dann das Master-Teil in einer versiegelten Box, gießen Sie flüssiges Silikonmaterial ein und backen und härten Sie es dann aus. Nachdem das Silikon verfestigt ist, schneiden Sie es in zwei Hälften und nehmen Sie das Master-Teil heraus. Der verbleibende Hohlraum ist die Silikonform, und im nächsten Schritt werden die Teile kopiert.
2: Heizen Sie die Silikonform vor. Die Silikonform auf 60-70°C vorheizen. Wenn die Formtemperatur zu niedrig ist, wird die Aushärtung unvollständig sein, was zu schlechten physikalischen Eigenschaften führt. Die Werkzeugtemperatur steht in direktem Zusammenhang mit der Maßhaltigkeit der Kopierteile.
3: Vorentgastes Polyurethanharz. Die beiden Flüssigkeiten A und B wurden jeweils für mehr als 30 Minuten einer Vakuumentschäumungsbehandlung in einer Vakuumbox unterzogen.
4: Injektion. Stellen Sie die Behälter, die Flüssigkeit A und Flüssigkeit B enthalten, jeweils in den Arbeitsraum. Nachdem der Arbeitsraum evakuiert wurde, rühren Sie Flüssigkeit B von Zeit zu Zeit um, um sie 5-10 Minuten lang zu entschäumen, gießen Sie Flüssigkeit A in Flüssigkeit B, rühren Sie 30-40 Minuten lang und gießen Sie sie schnell in die Silikonkautschukform. Und der Vorgang des Wiederherstellens des atmosphärischen Drucks wird innerhalb von 1 Minute bis 1 Minute und 30 Sekunden nach Beginn des Mischens durchgeführt.
5: Geheilt. Nach 30-60-minütiger Aushärtung im Brutschrank bei 60-70°C kann es entformt werden. Bei Bedarf Nachhärtung für 2-3 Stunden im Brutschrank bei 70-80°C durchführen.
Der Vorteil des Vakuumgießens
Niedrige Werkzeugkosten, stark verkürzter Produktionszyklus, ist eines der kostengünstigsten Produktionsverfahren für kleine Chargen.
Kann große Teile in kleinen Mengen sowie Teile mit komplexeren Strukturen und gleichmäßigen Wandstärken kopieren.
Stabile Maßhaltigkeit.
Der Nachteil des Vakuumgießens
Teile mit ungleichen Wandstärken und sehr komplexen Strukturen können aufgrund von Schwindung von den üblichen Toleranzen abweichen.
Die Lebensdauer von Silikonformen ist kurz, typischerweise können nur 15-25 Kopien hergestellt werden, dies hängt jedoch auch von der Komplexität des Teils ab.
Die Herstellung von Teilen in großen Stückzahlen ist nicht kosteneffektiv
Was ist Spritzguss?
Spritzgießen ist ein Verfahren zur Herstellung von Teilen aus Thermoplasten oder Duroplasten. Dabei wird der Kunststoff im Zylinder einer Spritzgießmaschine erhitzt und geschmolzen, sobald er sich im fließfähigen Zustand befindet. Unter dem Druck des Kolbens oder der Schnecke wird der geschmolzene Kunststoff komprimiert und vorwärts befördert. Anschließend wird er mit niedriger Temperatur und sehr hoher Geschwindigkeit durch die Düse am vorderen Ende des Zylinders in die geschlossene Form eingespritzt. Nach einer gewissen Abkühl- und Aushärtungszeit wird die Form geöffnet, um das fertige Teil zu entnehmen. Spritzgießen eignet sich für die Massenproduktion von Kunststoffteilen mit komplexen Formen. Es ist eines der wichtigsten Massenverarbeitungsverfahren und findet breite Anwendung in verschiedenen Branchen und Bereichen.
Der Vorteil des Spritzgießens
Die Produktionsgeschwindigkeit ist hoch, die Effizienz hoch, die Kosten niedrig und der Betrieb kann automatisiert werden.
Es gibt viele Optionen für Materialien und Farben, die Form kann von einfach bis komplex sein und die Größe kann von klein bis klein sein
Teile mit genauen Abmessungen, guter Oberflächenwirkung, Teile mit komplexer Form und Struktur können in großen Mengen hergestellt werden.
Der Nachteil des Spritzgießens
Hohe Anfangsinvestitionskosten für die Form.
Die Formbauzeit ist lang, in der Regel bis zu 4-8 Wochen.
Höhere Werkzeugwartungskosten.
Vakuumgießen im Vergleich zum Spritzgießen
Kosten für Spritzgussformen. Die Kosten für die Herstellung eines Satzes Spritzgussformen (Stahl- oder Aluminiumformen) sind um ein Vielfaches höher als die Kosten für eine Vakuum-Spritzgussform (Silikon). Das verwendete Material, die Struktur und das Herstellungsverfahren der Form sowie ihre Lebensdauer beeinflussen die Kosten. Silikonformen für den Vakuumguss sind relativ einfach herzustellen und eignen sich nur für Kleinserien. Stahlformen für den Spritzguss hingegen erfordern diverse Präzisionsbearbeitungen. Zudem ist ihre Struktur recht komplex, und ihre Lebensdauer ist vergleichsweise lang. In der Regel können damit über 1000 Teile hergestellt werden. Aluminiumformen für den Spritzguss sind deutlich günstiger als starre Formen, ihre Lebensdauer ist jedoch wesentlich kürzer als die von Stahlformen. Üblicherweise können damit 10 bis 20 Teile hergestellt werden. Darüber hinaus ist die Herstellungszeit kürzer als bei Stahlformen. Aluminiumformen werden häufig im Rapid-Tooling-Verfahren hergestellt.
Menge. Befindet sich Ihr Projekt in der frühen Entwicklungsphase und benötigt nur wenige Kunststoffteile für Design- und Funktionsprüfung, ist Vakuumspritzgießen definitiv die kostengünstigste Option. Nach der Umsetzung in die Serienproduktion empfiehlt sich bei einer Stückzahl zwischen 200 und 20 eine schnelle Aluminiumform. Bei mehr als 20 Teilen ist hingegen eine Stahlform kostengünstiger.
Material. Das Material von vakuumspritzgegossenen Teilen kann das Material des Endprodukts zwar simulieren, aber nicht vollständig ersetzen. Bei Teilen mit kritischen Eigenschaften können jedoch im Spritzgussverfahren dieselben Prozesse und Materialien verwendet werden.
Lieferzeit. Die Herstellung von Stahl- und Aluminiumformen erfordert in der Regel eine komplexere und präzisere Bearbeitung und benötigt üblicherweise mehrere Wochen Vorbereitungszeit. Daher teilt sich die Lieferzeit beim Spritzgießen in Formenbauzeit und Spritzgießzeit auf und kann bis zu zwei Monate betragen. Silikonformen für das Vakuumgießen hingegen lassen sich sehr schnell herstellen; die Fertigung von Silikonformen und -teilen dauert in der Regel nur eine Woche.
Einzelteilkosten. Generell sind die Einzelteilkosten beim Vakuumgießen deutlich höher als beim Spritzgießen, da die Stückzahl geringer ist und mehr manuelle Arbeitsschritte erforderlich sind. Die Gesamtkosten des Vakuumgießens sind jedoch aufgrund der geringeren Werkzeug- und Materialkosten in der Regel wesentlich niedriger als beim Spritzgießen.
Wählen Sie das beste Herstellungsverfahren für Ihre Kunststoffteile
Beide Herstellungsverfahren haben ihre Vor- und Nachteile. Es gibt keinen direkten Weg, um festzustellen, welche Fertigungstechnik für Ihr Design am besten geeignet ist. es hängt letztendlich von dem Teil oder Prototyp ab, den Sie entwerfen. Um eine bessere Lösung zu wählen, müssen die folgenden Punkte berücksichtigt werden.
In welcher Phase Ihres Projekts, F&E/Probeproduktion/Massenproduktion?
Wie viel Menge benötigen Sie für das Teil?
Was sind die spezifischen Designparameter?
Es ist nicht schlimm, wenn Sie sich noch nicht für ein bestimmtes Fertigungsverfahren entschieden haben. Kontaktieren Sie einfach DDPrototype (einen Prototypenhersteller aus China), um weitere technische Unterstützung zu erhalten. Wir können die benötigten Kunststoffteile mithilfe verschiedener Formgebungsverfahren herstellen.
