CNC-bewerking versus spuitgieten:welke methode is geschikt voor kunststof onderdelen?

Wanneer productteams grote aantallen plastic onderdelen nodig hebben die kosteneffectief worden geproduceerd, zullen ze waarschijnlijk overwegen of spuitgieten een haalbare optie is. Spuitgietgereedschappen vereisen een aanzienlijke initiële investering, maar de duurzaamheid en levensduur van de matrijzen kunnen de productiekosten per eenheid drastisch verlagen.

Hoewel spuitgieten een van de meest populaire en betrouwbare methoden is voor het vervaardigen van kunststof onderdelen, is het misschien niet het ideale proces voor bepaalde taken. Gelukkig kunnen kunststofcomponenten op verschillende manieren worden vervaardigd, waaronder CNC-bewerking, een proces dat een reeks unieke voordelen biedt.

Bij het kiezen tussen CNC-bewerking versus spuitgieten, is er mogelijk geen duidelijke goede of verkeerde keuze. Productteams moeten de respectieve voordelen en beperkingen van elk proces beoordelen aan de hand van specifieke projectvereisten, zoals kosten, ontwerp en technische vereisten. Hier moet je beginnen.

Belangrijkste overwegingen voor CNC-bewerking versus spuitgieten

Het kunststof spuitgietproces omvat het verhitten van pellets van thermoplastische hars, het injecteren van het gesmolten materiaal in een geharde stalen mal via een onder druk staande spuitmond, het uitwerpen van het onderdeel zodra het is afgekoeld, en dit wordt herhaald.

CNC-bewerking daarentegen is een subtractief proces waarbij snijgereedschappen en snelle rotatie worden gebruikt om onderdelen te maken door materiaal van een groter werkstuk te verwijderen. Omdat deze twee productiemethoden een zeer verschillende benadering hebben van hoe het onderdeel daadwerkelijk wordt gevormd, heeft elke optie zijn eigen voordelen en overwegingen.

Productie loopt

Een belangrijke factor die hieraan bijdraagt, is de grootte van de productierun. Hoewel er uitzonderingen zijn, is spuitgieten doorgaans alleen economisch haalbaar wanneer onderdelen in grote volumes worden geproduceerd, omdat de stalen en aluminium mallen die in het proces worden gebruikt ongelooflijk duur en tijdrovend kunnen zijn om te vervaardigen, afhankelijk van de complexiteit van het ontwerp.

De duurzaamheid en levensduur van de matrijs zorgen ervoor dat duizenden tot miljoenen onderdelen snel kunnen worden geproduceerd, wat de eenheidskosten van kunststof spuitgegoten onderdelen drastisch verlaagt nadat het gereedschap is voltooid. Het verhogen van het productievolume heeft geen significante invloed op de eenheidskosten voor bewerkte onderdelen, dus als verwacht wordt dat de onderdeelvolumes hoog zullen zijn, kan spuitgieten het overwegen waard zijn. Machinale bewerking is per eenheid veel duurder dan kunststof spuitgieten, maar zonder de vormgereedschappen om te overwegen, kan het proces worden gebruikt om kleinere hoeveelheden onderdelen te maken op kortere tijdlijnen.

Ontwerp

Het ontwerp van onderdelen introduceert een andere reeks overwegingen die de beslissing van een team op de een of andere manier kunnen beïnvloeden. Scherpe interne hoeken zijn bijvoorbeeld buitengewoon moeilijk te bereiken met CNC-bewerking, tenzij gespecialiseerde tijdelijke oplossingen worden gebruikt, terwijl spuitgieten deze ontwerpelementen over het algemeen naadloos kan accommoderen.

Als teams echter verwachten dat het ontwerp van een onderdeel binnenkort kan veranderen of worden bijgewerkt, is machinale bewerking wellicht de betere optie, aangezien de kosten voor het op maat maken van kunststof spuitgieten kunnen oplopen tot tien- tot honderdduizenden dollars per matrijs. Bovendien zorgt CNC-bewerking voor vrij eenvoudige ontwerpaanpassingen en -wijzigingen, terwijl wijzigingen aan spuitgietontwerpen over het algemeen duur en tijdrovend zijn.

Materiaal

Er moet ook rekening worden gehouden met het materiaal van de onderdelen, aangezien elk proces geschikt is voor verschillende soorten materialen. Hoewel veel thermoplasten, thermoharders en flexibele materialen zoals rubbers en elastomeren ideaal zijn voor spuitgieten, kan CNC-bewerking de precisie van zachtere materialen verliezen. Aan de andere kant kunnen veel hardere, hoogwaardige kunststoffen alleen worden bewerkt.

Toleranties

De precisie en toleranties van een onderdeel zijn een andere factor. Toleranties, of de hoeveelheid aanvaardbare fysieke variatie binnen levensvatbare onderdelen, helpen ervoor te zorgen dat onderdelen voor eindgebruik in elkaar passen en functioneren zoals bedoeld. Spuitgietmatrijzen worden doorgaans bewerkt met standaardtoleranties van 0,005", terwijl CNC-bewerkingsgereedschappen in staat zijn om werkstukken te snijden met uiterst nauwkeurige toleranties van 0,001". Het bewerken van matrijzen met extreem krappe toleranties wordt echter al snel duur, wat de kosten voor het spuitgieten van kunststof opdrijft, dus in veel gevallen kan het rechtstreeks bewerken van de onderdelen efficiënter zijn.

Oppervlakteafwerking

Als het gaat om de oppervlakteafwerking van een onderdeel, gebruikt spuitgieten uitwerppennen om het gekoelde onderdeel met kracht te verwijderen, wat lichte cosmetische onvolkomenheden op het oppervlak van het product kan achterlaten. Voor sommige toepassingen maakt dit misschien niet uit, maar als productteams perfect gladde afwerkingen nodig hebben, kan CNC-bewerking de ideale keuze zijn voor kunststof onderdelen.

Krijg een deskundig oordeel over productieontwerp

Spuitgieten en CNC-bewerking bieden elk productteams een reeks respectieve sterke punten en valkuilen. Ontwerpvariatie is doorgaans moeilijk economisch te realiseren via spuitgieten, terwijl aangepaste CNC-kunststofonderdelen snel, in kleinere aantallen en van speciale materialen kunnen worden vervaardigd.

Het is vermeldenswaard dat in sommige gevallen de twee processen naast elkaar kunnen worden gebruikt. Als een onderdeeltoepassing een voorraadcomponent bevat die ook moet worden aangeboden met aanvullende of alternatieve functies (zoals het geval kan zijn met verbeterde auto-opties), is een techniek om de kosten voor matrijsgereedschap te minimaliseren het machinaal bewerken van de basismatrijs, het produceren van zoveel mogelijk het basislijndeel zoals vereist, en bewerk vervolgens de mal opnieuw om de extra functies op te nemen. Het opnieuw machinaal bewerken van de bestaande mal is kosteneffectiever dan het maken van een geheel nieuwe mal, en vorminzetstukken kunnen eenvoudig worden gebruikt om het ontwerp van een onderdeel naar behoefte aan te passen.

Dergelijke strategieën zijn slechts één voorbeeld van de expertise die Fast Radius ter tafel brengt. We bieden flexibele, on-demand digitale productiediensten en -mogelijkheden voor elk van onze projecten, waarbij we altijd onze efficiëntie in de gaten houden, de kwaliteit verhogen en de besparingen rechtstreeks doorgeven aan onze klanten. Neem vandaag nog contact met ons op om te ontdekken hoe.