Bevor Sie mit dem Spritzgussverfahren beginnen, müssen Sie mögliche Änderungen in Betracht ziehen. Aufgrund des subtraktiven Charakters der Spritzgussformherstellung können Sie der Spritzgussform kein zusätzliches Material hinzufügen, sondern es nur herausschneiden. Wenn das Design nicht stimmt, müssen Sie möglicherweise das gesamte Spritzgusswerkzeug ersetzen.
Abgesehen von dem oben beschriebenen Szenario kann es vorkommen, dass Sie das Spritzgusswerkzeug austauschen müssen. Dies kann kostspielig und zeitaufwändig sein, weshalb Sie alles tun sollten, um dies zu vermeiden.
In diesem Artikel finden Sie einige Tipps für die Planung des Werkzeugwechsels. Doch zunächst wollen wir auf die Situationen eingehen, in denen Änderungen überhaupt möglich sind.
Modifizieren oder Nachbauen der Spritzgussform?
Ein solider Satz von Gussformen bedeutet eine erhebliche Investition. Zum Glück lohnt sie sich in der Regel, vor allem wenn Sie große Mengen an Kunststoffteilen oder -produkten herstellen. Solange Ihre Produkte keine Änderungen erfordern, bleiben Ihre Stückkosten niedrig.
Wenn Ihr Unternehmen wächst, müssen Sie möglicherweise Ihre Produktion ändern. Vielleicht müssen Sie die Größe Ihres Produkts ändern, Merkmale hinzufügen oder entfernen oder das Material wechseln. Sie können einige Änderungen vornehmen, ohne Ihre Gussform ersetzen zu müssen. Dazu gehören:
Erweiterung der Teilegeometrie - Sie können in Ihren Werkzeugen schrittweise Metallreduzierungen vornehmen. Auf diese Weise können Sie die Größe des Produkts leicht erhöhen oder seine Geometrie ändern. Die Wandstärke kann erhöht und der Durchmesser der Durchgangslöcher verringert werden.
Hinzufügen von Merkmalen - Wenn Sie gut gefertigte Einsätze verwenden, die in den Hohlraum und den Kern Ihrer Gussform passen, sollten Sie in der Lage sein, kleine Merkmale hinzuzufügen - wie Löcher oder Schlitze. Allerdings sollten Sie solche Änderungen zunächst mit Ihrem Konstruktionsteam besprechen.
Hinzufügen oder Erweitern von Rippen, Vorsprüngen, Zwickeln - Wenn die Wand oder eine andere Geometrie nicht ausreichend stark ist, können Rippen, Vorsprünge und Zwickel durch Bearbeitung einiger Teile der Gussform hinzugefügt werden.
Festere Schnapppassung - Wenn die Passung zweier zusammenpassender Teile nicht ausreichend fest ist, ist es immer möglich, die Passung fester zu machen, aber nicht umgekehrt, daher ist es gut, mit einer lockereren Passung zu beginnen.
Material in die Gussform einbringen (das Unmögliche möglich machen) - in manchen Fällen ist es immer noch möglich, den Durchmesser des Lochs zu vergrößern, indem man einfach Stifte einsetzt, die das Loch formen. In einigen extremen Fällen ist es auch möglich, das Material der Gussform wieder anzulöten oder anzuschweißen, so dass es erneut bearbeitet und befestigt werden kann.
Ändern der Oberflächengüte – Ein weiterer Vorteil des Spritzgießens besteht darin, dass die Gussformtextur und die Oberflächenrauhigkeit verändert werden können. Wenn zum Beispiel die sandgestrahlte Oberfläche zu weich erscheint, ist es möglich, die Textur durch Erodieren zu bearbeiten. Die einzige Sache ist, dass die Gesamtabmessung des Teils leicht erhöhen kann.
Wann immer Sie kleine Änderungen an Ihrem Produkt vornehmen müssen, sollten Sie in der Lage sein, die Gussform entsprechend zu modifizieren. Auf der anderen Seite gibt es einige häufige Änderungen, die einen Austausch erfordern:
Verkleinern eines Teils – Sie können zwar etwas Metall aus der Gussform entfernen, aber kein neues hinzufügen. Aus diesem Grund erfordert das Schrumpfen eines Produkts eine neue Gussform. In manchen Fällen können Sie den Kern ändern, aber das reicht oft nicht aus.
Änderung der Trennebene – Jede Änderung der Trennebene wirkt sich auf die Anschnitte und Entlüftungen der Gussform aus. Aus diesem Grund erfordern Änderungen der Trennebene neue Gussformen.
Änderung der Materialien (bei strengen Toleranzen) – Die Gussformen werden in der Regel mit Blick auf eine bestimmte Harzschrumpfung gebaut. Wenn Sie die Art des Harzes ändern, wird es wahrscheinlich andere Schrumpfungseigenschaften haben, so dass Sie einen neuen Kern- und Kavitätensatz benötigen, um dies zu berücksichtigen.
Abgesehen von Produktänderungen müssen Sie die Gussformen möglicherweise aufgrund von Verschleiß ersetzen. Durch den Metall-auf-Metall-Kontakt werden sich Ihre Formen nach einigen Jahren zwangsläufig abnutzen, und da hilft keine Änderung.
Tipps für die Modifikation von Spritzgussformen
Wenn Ihre Umstände eine Änderung der Gussform zulassen, finden Sie hier einige Tipps für einen reibungslosen Ablauf.
1. Im Voraus vorbereiten
Sie sollten alle Änderungen an Ihrem Produkt oder Ihren Gussformen bereits in der Entwurfsphase einplanen. Der Entwurf sollte "stahlsicher" sein, d. h., dass das Metall aus der Gussform entfernt werden kann, um etwaigen Änderungen Rechnung zu tragen.
Darüber hinaus sollten Sie alle Produktmerkmale und -parameter im Voraus planen. Wenn Sie sich noch nicht festgelegt haben, sollten Sie sich vergewissern, dass es Raum für Änderungen gibt, die keine neuen Gussformen erfordern. Wenn Sie sich zum Beispiel über die Wandstärke unsicher sind, sollten Sie mit dünneren Wänden beginnen. Sie können die Wandstärke jederzeit durch Bearbeitung der Gussform erhöhen, aber nicht umgekehrt. Das Gleiche gilt für Löcher und Stifte; Sie können nur den Durchmesser des Lochs verringern.
Stellen Sie sicher, dass Ihr Konstruktionsteam weiß, wie man mögliche Änderungen an der Spritzgussform berücksichtigt, und Sie ersparen sich später viele Kopfschmerzen.
2. Seien Sie vorsichtig bei Geometrieänderungen
Wird Ihr Produkt oder Teil Hinterschneidungen benötigen? Wenn ja, ist dies ein weiterer Punkt, den Sie vor Beginn der Produktion bedenken müssen. Es ist zwar möglich, seitliche Nocken in die Gussform einzubauen, aber das ist eine umfangreiche Änderung, die sich nicht immer rechnet.
Die Beseitigung von Hinterschneidungen gilt allgemein als hervorragende Möglichkeit zur Senkung der Produktionskosten. Wenn dies jedoch nicht möglich ist, sollten Sie solche komplexen Merkmale im Voraus planen.
3. Berücksichtigen Sie die Mindestschnitttiefe
Wie bereits erwähnt, können Sie einen Teil des Metalls aus der Gussform entfernen, um die Größe des Produkts zu erhöhen oder seine Geometrie leicht zu verändern. Sie sollten jedoch bedenken, dass Sie das Metall nur in festen Schritten entfernen können.
Um Metall aus der Gussform zu entfernen, müssen Sie es fräsen, also müssen Sie die minimalen Schnitttiefen einkalkulieren. Zum Beispiel können Sie vielleicht 0,250 mm Metall herausschneiden, aber weniger als das ist möglicherweise nicht möglich. Wenn Sie also planen, Ihr Produkt zu erweitern, müssen Sie sicherstellen, dass die Erweiterung der Schnitttiefe entspricht.
4. Wählen Sie Ihr Harz mit Bedacht
Wie stark wird der von Ihnen verwendete Kunststoff während des Formprozesses schrumpfen? Benötigt Ihr Produkt verschiedene Materialien mit unterschiedlichen Schrumpfungsraten? Wird Ihr Material einen Glasfaserzusatz enthalten (der für die Formen abrasiv ist)?
Dies sind einige der wichtigsten Fragen, die Sie beantworten müssen, bevor Sie mit dem Formungsprozess beginnen. Je nach Ausmaß der Schwindungsänderung kann es schwierig bis unmöglich sein, die Gussform so zu verändern, dass sie den Schwankungen Rechnung trägt.
Im Internet finden Sie viele Ressourcen mit detaillierten Schrumpfungsraten für jedes Harz. Verwenden Sie diese als Richtlinien für den Bau einer Gussform, die für Ihre Materialien geeignet ist. Wenn Sie verschiedene Kunststoffe testen, ist es immer am besten, für diese höheren Schrumpfungsraten zu konstruieren. Sie können Prototypen mit geringerer Schrumpfung herstellen und die endgültige Gussform dementsprechend konfigurieren.
Aluminiumformen eignen sich nicht für abrasive GF-Füllstoffe; daher müssen Stahlformen verwendet werden. Bei der Produktion von Kleinserien und mehreren Zyklen kann Aluminium jedoch hilfreich sein, und daher muss auch das Produktionsvolumen vor dem Werkzeugbau berücksichtigt werden.
Sei proaktiv
Man sagt, dass ein guter Plan die halbe Arbeit ist. Beim Spritzgießen ist es viel mehr als das. Die Anfangsphasen sind oft die kompliziertesten, aber sie sind Ihre Zeit und Mühe wert. Dies gilt insbesondere, wenn man bedenkt, dass viele Änderungen an den Werkzeugen nicht auf geplante Änderungen, sondern auf Konstruktionsfehler zurückzuführen sind.
Um kostspielige Fehler zu vermeiden und sicherzustellen, dass die Produktion nach Plan verläuft, sollten Sie sich die Zeit nehmen, jedes Detail des Entwurfs Ihres Produkts genau zu prüfen. Nur dann können Sie eine Gussform bauen, mit der Sie die Kostenvorteile der Massenproduktion ausschöpfen können.
Änderungen an der Gussform werden aufgrund der Amortisation wahrscheinlich sowieso vorgenommen, aber es gibt keinen Grund, sich zusätzlichen Kosten aufgrund von Designfehlern auszusetzen. Denken Sie ein paar Schritte voraus, und Sie werden auf lange Sicht viel Geld sparen.